高中物理《静电场》练习题（附答案解析）

高中物理《静电场》练习题（附答案解析）

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一、单选题

1.2022年的诺贝尔物理学奖同时授予给了法国物理学家阿兰•阿斯佩、美国物理学家约翰•克劳泽及奥地利

物理学家安东•蔡林格，以表彰他们在丝U缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做

出的杰出贡■献。许多科学家相信量子科技将改变我们未来的生活，卜列物理量为量子化的是（）

A.一个物体带的电荷量B.一段导体的电阻

C.电场中两点间的电势差D.一个可变电容器的电容

2.如图所示，+Q为固定的正电荷，在它的电场中，一电荷量为+q的粒子，从。点以沿油方向的初速度no

开始运动.若粒子只受电场力作用，则它的运动轨迹可能是图中的（）

由

'/C

\/

■七•・

A.R?直线B.GC曲线C.曲线D.曲线

3.电荷量之比为1：7的带异种电荷的两个完全相同的金属球A和B,相距为两者接触一下放到相距］

的位置，则稳定后两小球之间的静电力大小与原来之比是（）

A.4：7B,3：7

C.36：7D.54：7

4.描述电场强弱的物理量是（）

A.电荷量B.电场力C.电场强度D.电流强度

5.人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为胰电位），

现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为4膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为

零的一价正钠离子仅在静电力的径用下，从图中的A点运动到8点，下列说法正确的是（）

细胞外

如施而

A.八点电势等于8点电势

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B.钠离子的电势能增大

C.若膜电位越小，钠离子进入细胞内的速度越大

D.若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大

6.如图所示为真空中正点电荷的电场线和等势面，实线为电场线，虚线为等势面，电场中有。、氏c三点。

卜.列关于各点电场强度上的大小和电势(P的高低说法正确的是()

A.Ea=EbB.Ea>EcC.(pb>(pcD.(pa=(pc

7.两个较大的平行金属板A、B相距为“，分别接在电压为UE勺电源止、负极上，这时质量为小、带电荷

量为y的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。在其他条件不变的情况下，如果将两极板非常缓慢地水平

错开一些，那么在错开的过程中()

A—--

■

B——

A.油滴将向上加速运动，电流计中的电流从人流向。

B.油滴将向下加速运动，电流计中的电流从。流向b

C.油滴静止不动，电流计中的电流从》流向。

D.油滴静止不动，电流计中的电流从a流向人

8.如图所示为真空中两点电荷A、台形成的电场中的部分电场线，已知该电场线关丁图中虚线对称，O点

为A、8两点电荷连线的中点，〃、力为人、B两点电荷连线的中垂线上关于。点对称的两点，则下列说法中

正确的是()

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A.A、B可能为等量异号点电荷

B.A、B可能为电荷量不相等的正电荷

C.〃、“两点处无电场线，故其电场强度可能为零

D.同一试探电荷在〃、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反

二、多选题

9.下列关于点电荷和元电荷的说法中错误的是（）

A.只有很小的球形带电体才可以看成点电荷

B.电荷量为1.60x10-79C的带电体叫作元电荷

C.任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍

D.带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用

力的影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷

10.下列说法一定正确的是（）

A.电荷在周围空间产生电场B.电流在周围空间产生磁场

C.磁场在周围空间产生电场D.电磁波可以在真空中传播

11.如图所示，M、N和P是以为直径的半圆弧上的三点，0点为半圆弧的圆心，NMOP=60。°在M、

N两点分别固定电荷量为+“和-4的两个点电荷，并在。点固定电荷量为+Q的点电荷。这时。点处点电荷

受到的库仑力的合力为若将N点处的点电荷移至。点，则。点处点电荷受到的库仑力变为工。下列判

断正确的是（）

A.片与鸟大小之比为2:1B.K与尸2大小之比为比1

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C.6与工的夹角为60。D.入与用的夹角为30。

12.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为〃?、电荷为+夕的小球，系在一根长为/的绝缘

细线一端，可以在竖直平面内绕。点做圆周运动。人B为圆周的水平直径，CQ为竖直直径.已知重力加速

度为8,电场强度E二丝，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

q

c

A.若小球在竖直平面内绕。点能做完整的圆周运动，则它运动的最小速度-二历

B.若小球在竖直平面内绕。点做圆周运动，则小球运动到8点时的机械能最大

C.若将小球在A点由静止开始释放，则小球运动到8点时的速度为^=廊

D.若将小球在A点由静止开始释放，则小球刚好能到达。点

三、填空题

13.用如图所示的实验装置测定元电荷的数值。喷雾器把油滴［由于摩擦，油滴带负电）通过平行金属板

的上极板小孔喷入电场中：通过显微镜观察悬浮不动的油滴。

（I）平行金属板之间的电场是;（选填：“匀强电场”或“非匀强电场”）

（2）平行金属板的下极板带。（选填：“正电”或“负电”）

14.某带电体等势面的分布如图虚线所示。4、8、C三点中，场强最大的点是。一带电量为-l.OxlO-'C

的点-电荷由8运动到C，电场力做功W=.

-

X

1^•

四、实验题

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15.如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均

接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。

（1）影响平行板电容器电容的因素有

A.两极板的正对面积B.两板间距离

C.电介质的介电常数D.极板的材料

（2）在实验室中完成议.个实验的方法是

A.类比法B.控制变量法C.假设法D.微小量放大法

（3）该实验中使用静电计的目的是

（4）可观察到静电计指针偏角变大的是

A.左极板上移B.左极板右移C.插入云母片

16.为探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，选用带负电的小球A和B,B球用绝缘

丝线悬拄于玻璃棒。点，A球放在可移动的绝缘座上，如图所示“实验时，先保持两球电荷量不变，使A

球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球间距离有什么特点,B球悬线的偏角越大；再保持两球距

离不变，改变小球所带的电荷量，观察到什么特点。实验表明：两电荷之间的相互作用力，随

其距离的而减小，随其所带电荷量的而减小。采用了什么物理方法。

五、解答题

17.下列物理量是矢量还是标量？

（1）电场强度（2）电场力（3）电势（4）电势能（5）电容

18.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷+Q为圆心的某一个圆周交于B、C两点，质量为机、

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电荷量为y的小环从A点由静止式滑，当小环运动到E点时速度大小为国，已知A、B两点和8、C两

点间的距离均为L重力加速度大小为g,不计空气阻力。求：

（1）4、B两点间的电势差a.；

（2）小环运动到C点时的速度大小V。

19.如图所示，空间中存在水平向右、场强大小为K=3X1（）3N/C的匀强电场。水平传送带的左端与水

平面A8在8点平滑连接,右端与一个半径为R的光滑!圆弧轨道CO水平相切与。点。48=8C=R=3m,

传送带顺时针转动，速率恒为u=6m/s。现将一质量为〃，=0.4kg、带正电且电荷量为q=lxl（尸C的小滑块,

从A点由静止释放，小滑块与段和BC段间的摩擦因数均为〃=0.6。取g=10m/s2,求：

（1）小滑块运动到水平面右端B点时的速度大小功;

（2）小滑块运动到圆弧轨道底端C点时所受的支持力大小用c；

（3）小滑块对圆弧轨道压力的最大值。

参考答案与解析：

1.A

【详解】A.一个物体带的电荷量都是元电荷的整数倍，所以物体的带电量是不连续的，具有量子化特性,

故A正确；

B.一段导体的电阻是连续的，不是量子化，故B错误；

C.电场中两点间的电势差是连续变化的，不是量子化，故C错误；

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D.一个可变电容器的电容是连续的，不是量子化的，故D错误。

故选Ao

2.B

【详解】B.如图，电荷量为+g的粒子进入正电荷+Q的电场，受到正电荷+。的排斥力，而排斥力与粒子的

初速度%方向不在同一直线上，则粒子轨迹将向右弯曲，沿着“c曲线运动.故B正确；

A.+9受到正电荷+Q的排斥力，与粒子的初速度加方向不在同一直线上，粒子不可能作直线运动.故A错

误；

CD.+g由于受到正电荷+Q的排斥力，两者远离，不可能靠近.故CD错误。

故选Bo

3.C

【详解】两个完全相同的金属小球，间距为「，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，设开始金属

球A和B的带电量为Q：7Q,则分开后A、B所带的电荷相等都为3Q,间距变为］,根据库仑定律得

F=3

r~

目

解得

尸=史尸

7

则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是36：7。

故选C。

4.C

【详解1描述电场强弱的物理量是电场强度。

故选C。

5.D

【详解】A.初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A点运动到/，点，则A点电势

高于B点电势，A错误；

B.钠离子运动过程中静电力做正功，所以钠离子的电势能减小，B错误；

CD.由动能定理可知

qU=^mv2

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若膜电位越小即双分子层间电压U越小，钠离子进入细胞内的速度越小；膜电位增加即双分子层间电压U

增加，钠离子进入细胞内的速度更大，C错误，D正确。

故选D。

6.A

【详解】A.〃、〃两点电场线疏密程度相同，所以

Ea=Eb

选项A正确；

B.c点的电场线比。点的电场线更密，所以

Ec>Ea

选项B错误；

D.根据沿着电场线电势降低可以判断

(pc><pa

选项D错误；

C.。、力处于同一等势面上，则有

(pa=(pb

又

(pc>(pa

所以

(pc>(pb

选项C错误。

故选Ao

7.D

【详解】电容器与电源相连，两极板间电压不变。将两极板非常缓慢地水平错开一些，两极板正对面枳减

小，而间距不变，根据电场强度与电势差的关系

d

可知，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，仍与重力平衡，因此油滴静止不动，根据电容的决定式和

定义式

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可知，电容减小，电荷量减小，电容器放电，因此可判断电流计中的电流从4流向儿

故选D,

8.D

【详解】AB.根据电场线的方向及对称性可知该电场是由等量同种点电荷形成的，故AB错误；

C.〃、。两点处虽没有画出电场线，但这两点的电场强度都不为零，故C错误；

D.根据该电场的特点可知，同一试探电荷在〃、〃两点所受的电场力等大反向，故D正确。

故选D,

9.AB

【详解】AD.带电体间的距离比它们本身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布情况对它们

之间的作用力的影响可以忽略不计时，带电体就可以视为点电荷，即使是很小的球形带电体也不一定能看

成点电荷，A错误，符合题意、D止确，不符合题意；

B.元电荷不是带电体，B错误，符合题意；

C.任何带电体的电荷量都是无电荷的整数倍，C正确，不符合题意。

故选ABo

10.ABD

【详解】A.电荷在周围空间产生电场，故A正确；

B.电流在周围空间产生磁场，故B正确；

C.变化的磁场在周围空间产生电场，故C错误；

D.电磁波可以在真空中传播，故D正确。

故选ABDo

11.AC

【详解】V、N处的两个点电荷对+Q的库仑力大小均为

F产

由题意，F/沿ON方向，大小为

£=2说

N点处的点电荷移至P点后，如图所示

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可得6与鸟大小之比为2:1,K与工的夹角为60。。

故选ACo

12.BC

【详解】A.由于电场强度

E=些

q

则

mg=Eq

重力和电场力的合力为夜〃，方向与竖直方向成45。斜向右下。小球运动的物理最高点在弧A。的正中间，

则

2

后吆=川*

解得小球在等效最高点的最小速度为

%n=5/岛/

故A错误：

B.除重力和弹力外其他力做功等于机械能的增加量，若小球在竖直平面内绕。点做圆周运动，则小球运动

到B点，电场力做功最多，故到8点时的机械能最大，故B正确；

C.小球受合力方向与电场方向夹角45。斜向下，若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加

速直线运动，到达C点后，绳未绷紧时，由动能定理可得

历mg•y/2l=；〃雇

解得

匕=2如

则绷紧后小球瞬间的速度为

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七'=vccos45°=12gl

小球接着做圆周运动从C点到达8点，由于合力不做功，根据动能定理可得

%=H=向

故C正确；

D.小球受合力方向与电场方向夹角45。斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀

加速直线运动，绳子绷直时有能量损失，不能到达D点，故D借误。

故选BCo

13.匀强电场负电

【详解】(1)［I］平行金属板之间的电场是匀强电场；

(2)［2］油滴带负电，电场力向上，可知平行金属板的下极板带负电。

14.A点2.0X10"

【详解】［1］由等势面密集，电场线也越密集，场强越大，可知场强最大的位置为A点；

［2］由电场力做功为电荷量乘以电势差可计算出由8运动到。电场力做功

Vy=^=(-2xl^)x(-1.0xl0-7)J=2.0xl0-4J

15.ABCB观察电容器电压的变化情况A

【详解】⑴川根据电容的决定式:有

4乃口

判断电容的变化，即可得出影响电容的因素为ABC。

⑵⑵在研究变化因索时，采用的是控制变显法。

⑶［3］该实验中使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况。

(4)［4］左极板上移，电容器的正对面积变小，电容减小，根据公式

c=2

V

易知极板间电压变大，可观察到静电计指针偏角变大。

16.两球间距离越小电荷量越大，B球悬线的偏角越大增大减小控制变量法

【详解•】［1］A球从远处逐渐向B球靠近时两球间距离越小，B球悬线的偏角越大。

［2］保持两球距离不变，则电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

⑶［4］两电荷之间的相互作用力，随其距离的增大而减小；随其所带电荷量的减小而减小。

⑸实验中采用了控制变量法。

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17.（1）电场强度是矢量；（2）电场力是矢量；（3）电势是标量；（4）电势能是标量；（5）电容是标量。

【详解】（1）电场强度既有大小又有方向，是矢量；

（2）电场力既有大小又有方向，是矢量；

（3）电势只有大小没有方向，是标量；

（4）电势能只有大小没有方向，是标量；

（5）电容只有大小没有方向，是标量。

18.（1）（2）口=痂

【详解】（1）小环由人点运动到8点的过程中，根据动能定理有

〃吆心+叱s=g皿回）2

4、B两点间的电势差

-q

解得

（2）小环由B点运动到C点的过程中，根据动能定理有

22

>ngL+WRCmv-gm(yfigL)

根据点电荷的等势面特点知，B、C两点位于同一等势面上

wflC=o

解得

19.（1）3m/s；（2）9.6N；（3）12.6N

【详解】（1）滑块从A到8过程，由动能定理得