静电场单元练习.doc

第八章 静电场第一讲 电荷守恒定律 库仑定律 【考纲说明】内容要求说明27电荷 电荷守恒定律 点电荷”28库仑定律【考点要求】1. 了解摩擦起电和感应起电，知道元电荷的概念；理解电荷守恒定律，了解点电荷的概念。2. 理解库仑定律；知道静电力常量，会用库仑定律进行有关的计算。【典例精析】1.关于点电荷的概念，下列说法中正确的是：A.当两个带电体的形状对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看成点电荷B.只有体积很小的带电体才可以看成点电荷C.体积很大的带电体一定不能看成点电荷D.对于任何带电体，总可以把它看成电荷全部集中在球心的点电荷2.绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电，如图所示.现使b带电，则 A. ab之间不发生相互作用B. b将吸引a,吸在一起不分开C. b立即把a排斥开D. b先吸引a,接触后又把a排斥开3一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电量为+Q 的电荷，另一电量为+q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷所受力的为零，现在球壳上挖去半径为r（r远小于R）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为 (已知静电力恒量为k)，方向 4.在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。（1）将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？（2）若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？5. 两个分别带有电荷量和+的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为的两处，它们间库仑力的大小为。两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为 A B C D【巩固练习】6.如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为 已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为 A B C D7.两个相同的金属小球所带电荷量不同，小球相距一定距离时有相互作用的库伦力，如果将它们相互接触下，再放到原来的位置，则两金属小球之间的库伦力变化情况是A如果相互接触前的库仑力是引力，则相互接触后库仑力仍是引力B如果相互接触前的库仑力是引力，则相互接触后库仑力仍是斥力C如果相互接触前的库仑力是斥力，则相互接触后库仑力可能减小D如果相互接触前的库仑力是斥力，则相互接触后库仑力一定增大8.如图所示，q1、q2、q3分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为l1，q2与q3之间的距离为l2，且每个电荷都处于平衡状态。（1）如q2为正电荷，则q1为_电荷，q3为_电荷。（2）q1、q2、q3三者电量大小之比是_。9. 如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A带电量QA=10q，B带电量QB=q，若小球C上加一个水平向右的恒力，欲使A、B、C始终保持r的间距运动，求：（1）C球的电性和电量QC；（2）水平力F的大小。第一讲 “电荷守恒定律、库仑定律”课后作业1. 下列说法中正确的是A点电荷就是体积很小的带电体B据可知，当 r0 时，F。C两个相同的球心距离为 r 的金属球，带有等量同种电荷 Q 时的库仑力D两个点电荷的电荷量不变，只使它们之间的距离成为原来的一半，则它们之间的库仑力变为原来的 2 倍2.在同一直线上依次排列的a、b、c三点上，分别放置电荷量为 Q1、Q2、Q3的三个点电荷,则当Q1、Q2分别平衡a、b两个位置上时，则AQ1、Q2、Q3必为同种电荷，a、b两点的场强必为零BQ1、Q2必为异种电荷，a、b两点的场强必为零CQ1、Q2必为同种电荷，a、b、c三点的场强必为零DQ2、Q3必为同种电荷，a、b、c三点的场强必为零3.两相同的小球，带有等量的同种电荷，用等长的绝缘细线悬挂于O点，如图所示.平衡时，两小球相距r，两小球的直径比r小得多，若将两小球的电荷量同时减少一半，当它们重新平衡时，两小球间的距离A.大于r/2 B.等于r/2C.小于r/2 D.无法确定4.如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是，已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是A B C D6如图所示，竖直绝缘墙壁上有一固定的质点A，在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，由于漏电使A、B两质点的电荷量逐渐减少，在电荷漏电完毕之前悬线对悬点P的拉力F1大小和AB间斥力F2大小的变化情况，下面说法中正确的是AF1保持不变 BF1先变大后变小CF2保持不变DF2逐渐减小7.带电荷量为q1、q2，质量分别为m1和m2的两带异种电荷的粒子，其中q1=2q2，m1=4m2，均在真空中，两粒子除相互作用的库伦力之外不受其他力的作用，已知两粒子到某固定点的距离皆保持不变，由此可知两粒子一定做到 运动，该固定点距离两粒子的距离之比为 。8.如图所示，两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b，其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离为l，为球半径的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电量的绝对值均为Q，那么，a、b两球之间的万有引力F引库仑力F库分别为：9如图所示，两个完全相同的金属球a和b，b固定在绝缘地板上，a在离b高H的正上方由静止释放，与b发生碰撞后回跳高度为h，设碰撞中无动能损失，空气阻力不计，则A.若a，b带等量同种电荷，则Hh B.若a，b带等量同种电荷，则HhC.若a，b带等量异种电荷，则Hh D.若a，b带等量异种电荷10. 真空中两个静止点电荷相距10 cm它们之间相互作用力大小为910-4N当它们合在一起时，成为一个带电荷量为310-8C的点电荷.问原来两电荷的带电荷量各为多少?11.所示，光滑绝缘水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量均为m，间距均为r，A、B带正电，电荷量均为q现对C施一水平力F的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r不变，求(1)C球的电性和电荷量(2)水平力F的大第二讲 电场强度 电场线【考纲说明】29静电场 电场线”30电场强度 点电荷的场强电场的叠加只限于两个电场强度叠加的情形【考点要求】1.理解电场强度的概念，能根据电场强度的定义式进行计算。2.了解常见电场的电场线的分布情况，掌握有关电场强度的综合问题。【典例精析】1.下列关于电场强度的两个表达式和的叙述，正确的是A. 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量B. 是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电荷量，它适用于任何电场C. 是点电荷场强的计算公式，Q是产生电场的电荷量，它不适用于匀强电场D从点电荷场强计算式分析，库仑定律表达式中是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，而是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小2如图所示，有一带电量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，+q到带电薄板的垂线通过板的圆心若图中a点处的电场强度为零，则下列说法正确的是A圆形薄板带负电B图中b点的电场强度大小为C图中b点的电场强度大小为D图中b点的电场强度大小为03. 两带电量分别为q和q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图 4. 如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是A粒子在M点的速率最大B粒子所受电场力沿电场方向C粒子在电场中的加速度不变D粒子在电场中的电势能始终在增加60P N O M 5.如右图， M、N和P是以为直径的半圈弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为；若将N点处的点电荷移至P点，则O点的场场强大小变为，与之比为ABCD6.物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为和的圆环，两圆环上的电荷量均为q（q0），而且电荷均匀分布。两圆环的圆心和相距为2a，联线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r（ra）。是分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式（式中k为静电力常量）正确的是A. B.C. D.电场强度、电场线”课后作业1.如图所示，用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N，此时上下丝线的受力分别为TM和TN，如果使M球带正电，N球带负电，上下线受到的力分别为、，则 A. TM B. TN C. TM= D. TN2.如图所示，在光滑且绝缘的水平面上，有2个金属小球A和B，它们用一轻弹簧相连，带同种电荷。弹簧伸长x0时小球平衡，如果A、B带电量加倍，当它们重新平衡时，弹簧伸长为x，则x和x0的关系为 ( )Ax=2x0 Bx=4x0 Cx4x03.如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是 A两个物块的电势能逐渐减少 B物块受到的库仑力不做功C两个物块的机械能守恒D. 物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力4.在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约A2C B. 4C C. 6C D. 8C5.静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器.某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线为该收尘板的横截面.工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上.若用粗黑曲线表示原来静止于点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)6.图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x，P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E的合理表达式应为 A BC D7.如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷 M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线. 在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P（设不改变原来的电场分布），在以后的一段时间内，P在CD连线上做往复运动.则 A.小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中振幅不断减小B.小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小C.点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小D.点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小第二讲 电势能、电势和电势差【考纲说明】内容要求说明31电势能 电势 等势面”32电势差33.匀强电场中电势差和场强的关系【考点要求】1. 了解静电力做功的特点，知道静电力做功与电势能改变的关系。2. 了解电势、等势面概念；知道几种典型静电场的等势面的形状与特点。3. 理解电势差的概念及其定义式，理解电势差、电势、电势能的区别和联系。4. 掌握电势差、电势、电势能、电场强度、电场力做功之间关系，并能使用相关公式进行定量计算和定性分析。【典例精析】5. 2010江苏物理5空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图像如图所示。下列说法正确的是（A）O点的电势最低（B）X2点的电势最高（C）X1和- X1两点的电势相等（D）X1和X3两点的电势相等答案：C2.2010全国卷16关于静电场，下列结论普遍成立的是A电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关B电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低C将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零D在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向【答案】C3. 2010天津5在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则Ab点的电场强度一定比a点大 B电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高 D该电荷的动能一定减小9.2010上海物理9三个点电荷电场的电场线分布如图所示，图中a、b两点出的场强大小分别为、，电势分别为，则（A），（B），（C），（D），【解析】根据电场线的疏密表示场强大小，沿电场线电势降落（最快），选C。本题考查电场线与场强与电势的关系。难度：易。3.（09北京16）某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则 ( A ) AEPEQ，UPUQ BEPEQ，UPUQCEPEQ，UPUQDEPEQ，UPUQ解析：从图可以看出P点的电场线的密集程度大于Q点的密集程度，故P点的场强大于Q点的场强，因电场线的方向由P指向Q，而沿电场线的方向电势逐渐降低， P点的电势高于Q点的电势，故A项正确。14.（09江苏物理8）空间某一静电场的电势在轴上分布如图所示，轴上两点B、C点电场强度在方向上的分量分别是、，下列说法中正确的有 （ AD ） A的大小大于的大小 B的方向沿轴正方向 C电荷在点受到的电场力在方向上的分量最大 D负电荷沿轴从移到的过程中，电场力先做正功，后做负功解析：本题的入手点在于如何判断和的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解。在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有，可见，A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，的方向沿x轴负方向，在O点右侧，的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。3.（2008广东物理8).图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定 （ AD ）A.M点的电势大于N点的电势B. M点的电势小于N点的电势C.粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力4.（2008江苏物理6.）如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，电场中的A、B、C三点的场强分别为EA、EB、EC，电势分别为、，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中正确的有 （ ABC ）A. B.ECEBEA第四讲 电容器和电容【考纲说明】内容要求说明35电容器和电容【考点要求】1 了解电容器的构造和常用电容器2 认识电容器，理解电容器的概念及其定义，会运用定义式进行有关的计算。3 掌握平行板电容器的决定式，并能 有关问题。【典例精析】12010重庆1某电容式话筒的原理示意图如题18图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中，AP、Q购车的电容器的电容增大BP上电荷量保持不变CM点的电势比N点的低DM点的电势比N点的高【答案】D82010北京18用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。设两极板正对面积为S，极板间的距离为d,静电计指针偏角为。实验中，极板所带电荷量不变，若A.保持S不变，增大d,则变大B.保持S不变，增大d,则变小C.保持d不变，减小S,则变小D.保持d不变，减小S,则不变【答案】A第五讲 带电粒子在电场中的运动（一）【考纲说明】内容要求说明34带点粒子在匀强电场中运动只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况【考点要求】1. 掌握带电粒子在电场中加速的问题2. 掌握带电粒子在匀强电场中的偏转问题3. 了解示波管的基本原理【典例精析】9.（09天津5）如图所示，带等量异号电荷的两平行金属板在真空中水平放置，M、N为板间同一电场线上的两点，一带电粒子（不计重力）以速度vM经过M点在电场线上向下运动，且未与下板接触，一段时间后，粒子以速度vN折回N点。则 （ B ）A.粒子受电场力的方向一定由M指向NB.粒子在M点的速度一定比在N点的大C.粒子在M点的电势能一定比在N点的大D.电场中M点的电势一定高于N点的电势解析：由于带电粒子未与下板接触，可知粒子向下做的是减速运动，故电场力向上，A错；粒子由M到N电场力做负功电势能增加，动能减少，速度增加，故B对C错；由于粒子和两极板所带电荷的电性未知，故不能判断M、N点电势的高低，C错。第六讲 带电粒子在电场中的运动（二）【考纲说明】内容要求说明34带点粒子在匀强电场中运动只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强的情况【考点要求】1. 能对带电粒子在交变电场中运动进行分析2. 掌