静电场练习题及答案

静电场练习题及答案

静电场练习题一、电荷守恒定律、库仑定律练习题4.把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是带有等量异种电荷。8.真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1＞Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则q一定是负电荷。14.如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10^-8库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45°，此时小球B受到的库仑力F＝1.8×10^-5N，小球A带的电量qA＝-2.0×10^-8C。二、电场电场强度电场线练习题6.关于电场线的说法，正确的是电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大。7.如图1所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则A、B两处的场强方向相同。8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q，相距r，两点电荷连线中点处的场强为0。9.四种电场的电场线如图2所示。一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大。则该电荷所在的电场是图中的B。11.如图4，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定A、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷。8.如图4所示，一根绝缘杆长为L，两端带有等量异号电荷，电量值为Q。该杆处于场强为E的匀强电场中，杆与电场线夹角为α=60°。若将杆沿顺时针方向转动60°（以杆上某一点为圆心转动），则下列哪个选项是正确的？A.电场力不做功，两电荷的电势能不变。B.电场力做的总功为QEL/2，两电荷的电势能减小。C.电场力做的总功为-QEL/2，两电荷的电势能增加。D.电场力做的总功大小与转轴位置无关。9.在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5所示。那么匀强电场的场强大小为：A.最大值是mgtgθ/q。B.最小值是mgsinθ/q。C.唯一值是mgtgθ/q。D.同一方向上，可以有不同的值。10.如图6所示的匀强电场E=10^3N/C，矩形ABCD的AB边与电场线平行，且AB=3cm，BC=2cm。将点电荷q=5×10^-8C沿矩形ABCD移动一周，则电场力做功为_______，AB两点的电势差为_______，BC两点的电势差为______。11.如图7所示，A、B两点相距0.1m，θ=60°，匀强电场场强E=100V/m，则A、B间电势差U_AB=______V。12.如图8所示，两平行金属板间电场是匀强电场，场强大小为1.0×10^4V/m，A、B两板相距1cm，C点与A相距0.4cm。若B接地，则A、C间电势差U_AC=______V；将带电量为-1.0×10^-12C的点电荷置于C点，其电势能为_________J。13.一质量为m的带电小球静止在两块带电平行金属板间的匀强电场中，此时两板间电压为300V。若将该电压降到60V，其它条件不变，则小球的加速度为_____m/s^2。14.如图9所示的匀强电场中有A、B、C三点，AB与场强方向平行，BC与场强方向成60°角，AB=4cm，BC=10cm。将一个带电量为2×10^-8C的电荷从A移到B时，电场力做功4×10^-6J，则将此电荷从B移到C电场力做功_____J，AC间电势差为_____V。15.如图10所示的匀强电场的方向是竖直向下的，A、B是两等势面，已知两等势面的电势差为U，距离为d。现在P点放一负电荷q，将使该电场中有一点的场强变为零，这一点距P点的距离为___________。16.比较图11中A、B两点电场强度的大小和电势的高低。（1）E_AB1.如图所示，一个电荷为q的正电荷和一个电荷为-q的负电荷之间的静电力大小为F，它们之间的距离为d。若将这两个电荷分别移动到距离原来的2d处，则它们之间的静电力大小为______。2.如图所示，一个均匀带电球体，半径为R，电荷密度为ρ。在球心处开一个直径为r（r<R）的小孔，则通过小孔的电通量为______。3.在一个电场中，一个点电荷所受到的电场力大小为F，若将这个点电荷的电量加倍，则它所受到的电场力大小为______。4.如图所示，一根长为L的均匀带电细杆，电荷密度为λ。在杆的中心处垂直于杆面的方向上放置一个电荷为q的点电荷，则点电荷所受到的电场力大小为______。5.如图所示，一个半径为R的均匀带电球体，电荷密度为ρ。在球心处开一个直径为d（d<R）的小孔，则通过小孔的电通量为______。6.如图所示，一个均匀带电球体，半径为R，电荷密度为ρ。在球心处放置一个电荷为q的点电荷，则点电荷所受到的电场力大小为______。7.如图所示，一个均匀带电球体，半径为R，电荷密度为ρ。在球心处放置一个电荷为q的点电荷，则点电荷所受到的电场力方向与球心连线的方向______。8.如图所示，一个均匀带电球体，半径为R，电荷密度为ρ。在球心处放置一个电荷为q的点电荷，则点电荷所受到的电场力大小与球心到球面的距离r的平方成______关系。9.如图所示，一个均匀带电球体，半径为R，电荷密度为ρ。在球心处放置一个电荷为q的点电荷，则点电荷所受到的电场力大小与球心到球心距离d的平方成______关系。10.如图所示，一个半径为R的均匀带电球体，电荷密度为ρ。在球心处放置一个电荷为q的点电荷，则点电荷所受到的电场力大小与球心到球心距离d成______关系。1.两小球带电荷量大小的关系可以通过库仑定律求得。根据题目中给出的条件，当两小球相距r时，其相互作用力为F；当两小球接触一下再相距r时，这时相互作用力为F/3。根据库仑定律，两点电荷之间的电势能与它们之间的距离成反比，与它们带电荷量的乘积成正比。因此，当两小球带电荷量分别为q1和q2时，有F=kq1q2/r，F/3=kq1q2/(2r)，解得q1/q2=2，即q1:q2=2:1。因此，选项B是正确的。2.在真空点电荷电场中，离该点电荷为r的一点引入电量为q的检验电荷，所受到的电场力为F。根据电场力的定义，F=qE，其中E为电场强度。因此，电场强度E=F/q。根据库仑定律，电场强度与电荷量的比成正比，与距离的平方成反比。因此，当检验电荷为正电荷时，电场强度的方向指向点电荷；当检验电荷为负电荷时，电场强度的方向指向远离点电荷的方向。因此，选项无法确定。3.选项C正确。根据电势的定义，电势差ΔU等于单位正电荷从起点到终点所做的功。在匀强电场中，电场强度E是恒定的，电势差ΔU=Ed，其中d为两点间的距离。因此，两点间的电势差只与两点间距离成正比。4.选项D正确。根据电势的定义，电势的变化率等于场强。因此，电场强度大的地方，沿场强方向电势变化快。5.选项A正确。根据电势的定义，电势的大小等于单位正电荷从无穷远处移动到该点所做的功。根据电场力的定义，电场力做功等于电荷电势能的减少。因此，电场中某点电势的大小等于电场力将单位正电荷从该点移到零电势点电场力所做的功。6.选项B正确。电子的电势能减少了5eV，因为电场力做了5eV的功。根据电势的定义，电势能等于电荷的电量乘以电势。因此，电势能的变化等于电量乘以电势的变化，即ΔE=qΔU=-5eV。8.选项A正确。由于绝缘导体是绝缘的，所以导体内部的电势是均匀的。因此，绝缘导体上A、B两点的电势相等。由于点电荷C是正电荷，所以绝缘导体上的电势都高于大地的电势。12.选项B正确。等势面上的点电荷所受到的电场力为零。因此，沿路径①和路径②移动的电荷所受到的电场力相等。由于路径①和路径②的起点和终点相同，因此，电荷在沿路径①和路径②移动过程中所受到的电场力做功相等。由于电势能等于电荷的电量乘以电势，因此，沿路径①和路径②移动的电荷的电势能变化相等。因此，选项B正确。13.选项A正确。由于小球带电，所以在电场中受到电场力。当悬线烧断后，小球失去了受力的支撑，只受到重力的作用。因此，小球在电场中将作自由落体运动。D.将极板电压减为原来的一半一个带电粒子从两个平行金属板的左侧中央平行于极板飞入匀强电场，并且能够从右侧极板边缘飞出。如果粒子的初动能增大一倍，为了使其仍然能够从右侧边缘飞出，应该将极板电压减为原来的一半。在图10中，一个带电荷为-q的小物体可以沿着水平绝缘轨道ox运动，该轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿着Ox正向。小物体以初速度v从位置x沿着Ox轨道运动，受到大小不变的摩擦力f的作用，且f＜qE。如果小物体与墙壁碰撞时不损失机械能且电量保持不变，那么它在停止运动前所通过的总路程应该是求解的问题。在电荷守恒定律和库仑定律的基础上，可以解决选择题和填空题。在计算题中，可以使用电势差和电势能的概念来解决问题。对于填空题，需要注意符号和单位的使用。1.1.55×10^6m/sPracticeanswersfortherelationshipbetweenpotentialdifferenceandelectricfieldstrengthMultipleChoice:1.BD2.D3.D4.AC5.A6.D7.C8.BD9.BFillintheBlanks:10.30V11.-512.40,-6×10^-1113.8×10^-614.5×10^-6,45016.=,>,=,=,>,=17.diagonallydownwards,lowerthan,greaterthanCalculationQuestions:18.104V/m,600V,-200V19.(1)Uniformlyacceleratedlinearmotion(2)9.62×10^-7C(3)0.14sPracticeanswersforcapacitorsandcapacitanceMultipleChoice:1.D2.AC3.B4.AB5.CD6.C7.BC8.BCFillintheBlanks:9.Thecapacityofacapacitortoholdchargeis10^-6F.10.Decrease,increase,decrease11.Positive,negative,chargingprocess,U,b→c→a,dischargingprocess12.1.5×10^-213.5×10^-8F,220V14.2:115.2416.Increase,nochangeCalculationQuestions:Practiceanswersforthemotionof