静电场综合训练题及答案
静电场综合复习题一及参考答案
静电场综合复习题一及参考答案本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)图11．如图1所示，O是一固定的正点电荷，另有一正点电荷q从很远处以初速度v0正对着点电荷O射入电场中，仅在电场力作用下的运动轨迹是实线MN，虚线a、b、c是以O为圆心，Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆，且Ra－Rb＝Rb－Rc.1、2、3为轨迹MN与三个圆的一些交点，以|I12|表示点电荷q从1运动到2的过程中电场力的冲量的大小，|I23|表示q从2运动到3的过程中电场力的冲量的大小；用|W12|表示q从1运动到2的过程中电场力做功的大小，用|W23|表示q从2运动到3的过程中电场力做功的大小．则() A．|I12|>|I23|B．|I12|<|I23|C．|W12|>|W23| D．|W12|<|W23|解析：根据点电荷产生的电场可知，1、2间的电场强度比2、3间的电场强度小，因为Ra －Rb＝Rb－Rc，所以|W12|<|W23|，故选项D正确．因为p＝2mEk，所以|I12|<|I23|，故选项B正确．答案：BD2．如图2所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，下列说法中正确的是()图2A．滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏上的位置上升B．滑动触头向左移动时，电子打在荧光屏上的位置上升C．电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度大小不变D．电压U增大时，电子从发出到打在荧光屏上的时间不变解析：当滑动触头向右滑动时，加速电压增大，因此电子经偏转电场时侧移距离减小，电子打在荧光屏上的位置下降，滑动触头左移则上升，A错B对；电压U增大时，电子打在荧光屏上的速度增大，但电子从出发到打在荧光屏上的时间不受侧向运动的影响保持不变，C 错D对．答案：BD3．如图3所示，一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是()图3A．小球在运动过程中机械能守恒B．小球经过环的最低点时速度最大C．小球经过环的最低点时对轨道压力为3(mg＋qE)D．小球经过环的最低点时对轨道压力为(mg＋qE)解析：小球滑动过程中有重力和电场力做功，因此机械能不守恒，A错．小球下滑到最低点的过程中，重力和电场力都做正功，小球动能增大，过最低点时速度最大，B对．由动能定理得(qE＋mg)R＝12mv2，轨道支持力为FN，则FN－(qE＋mg)＝mv2R，解得C对，D 错．答案：BC图44．空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图4所示，一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右，运动至B点时的速度大小为v2，运动方向与水平方向之间的夹角为α，A、B两点之间的高度差与水平距离均为H，则以下判断中正确的是()A．若v2>v1，则电场力一定做正功B．A、B两点间的电势差U＝m2q(v22－v12)C．小球由A点运动到B点，电场力做的功W＝12mv22－12mv12－mgHD．小球运动到B点时所受重力的瞬时功率P＝mgv2解析：考查带电粒子在电场与重力场的叠加场中的运动．从A到B，重力做正功，若v2>v1，表明外力做的总功为正，但电场力可能做负功，A错．由动能定理qU＋mgH＝12mv22－12mv12可知B错，C对．过B点时重力的瞬时功率P＝mgv2sinα，D错．答案：C图55．如图5所示，一正点电荷在电场中受电场力作用沿一圆周的圆弧ab运动，已知该点电荷的电荷量为q，质量为m(重力不计)，ab弧长为l，电荷经过a、b两点时速度大小均为v0，则下列说法中不正确的是()A．a、b两点的场强方向相同B．a、b两点的场强大小相等C．a、b两点的电势相等D．电荷在a、b两点的电势能相等解析：由题意，电荷经过a、b两点时速度大小均为v0，所以电场力做功为零，电荷在a、b两点的电势能相等，a、b两点的电势也相等，显然形成电场的电荷为点电荷．由于电场是矢量，所以A错，B、C、D正确．答案：A图66．如图6所示，在匀强电场中有a、b、c、d四点，它们处于同一圆周上，且ac、bd分别是圆的直径．已知a、b、c三点的电势分别为φa＝9 V，φb＝15 V，φc＝18 V，则d 点的电势为()A．4 V B．8 VC．12 V D．16 V解析：由于电场是匀强电场，据φa＝9 V，φc＝18 V，可知，圆心处的电势φ0＝φa＋φc －φa2＝13.5 V，对于匀强电场，φb－φ0＝φ0－φd，则φd＝12 V，故C正确．答案：C图77．如图7所示，在场强为E的匀强电场中，有相距为L的A、B两点，其连线与场强方向的夹角为θ，A、B两点间的电势差UAB＝U1.现将一根长为L的细金属棒沿AB连线方向置于该匀强电场中，此时金属棒两端的电势差UAB＝U2，则下列关于U1和U2的说法中正确的是()A．U1＝U2＝ELcosθB．U1＝U2＝－ELcosθC．U1＝ELcosθ，U2＝0D．U1＝－ELcosθ，U2＝ELcosθ解析：据匀强电场中电势差与场强关系式得，U1＝Ed＝ELcosθ，将金属杆AB放置于匀强电场中，静电平衡时金属杆AB为等势体，故U2＝0，故C选项正确．答案：C8．(2010•北京高考)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θ.实验中，极板所带电荷量不变，若()图8A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变解析：保持S不变，增大d，平行板电容器的电容减小，由于电容器的电荷量不变，由Q ＝CU可以判断极板间电势差变大，静电计指针偏角θ变大，选项A正确，B错误；保持d 不变，减小S，电容器电容变小，由Q＝CU可以判断极板间电势差变大，选项C、D错误．答案：A9．(2010•天津高考)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() A．b点的电场强度一定比a点大B．电场线方向一定从b指向aC．b点的电势一定比a点高D．该电荷的动能一定减小解析：从a→b，电场力对正电荷做负功，该电荷电势能增加，qφa<qφb，即φa<φb，故选项C正确；电场线不一定是直线，选项B错误；该电荷除了受电场力，是否还受其他力不清楚，选项D错误；条件不足，无法判断a、b两点场强的大小，选项A错误．答案：C图910．(2010•福建高考)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R1和R2的圆环，两圆环上的电荷量均为q(q>0)，而且电荷均匀分布．两圆环的圆心O1和O2相距为2a，连线的中点为O，轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r(r<a)．试分析判断下列关于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．E＝kqR1[R12＋(a＋r)2]－kqR2[R22＋(a－r)2]B. E＝kqR1[R12＋(a＋r)2]32－kqR2[R22＋(a－r)2]32C. E＝kq(a＋r)[R12＋(a＋r)2]－kq(a－r)[R22＋(a－r)2]D. E＝kq(a＋r)[R12＋(a＋r)2]32－kq(a－r)[R22＋(a－r)2]32解析：由量纲判断选项A、C中电场强度的单位为Nm2C2•C•mm2＝NmC，而电场强度的单位为N/C，所以可以排除选项A、C；假设r＝a，此时A点位于O2点，A点电场强度应等于左侧小圆环的电荷在该处产生的场强，电场强度的表达式为一项，而选项B中E 的表达式为两项的组合，应排除B；综上所述，只能选D.答案：D第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)图1011．如图10所示，一个半径为R的绝缘球壳上均匀带有＋Q的电荷，另一个电荷量为＋q 的电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为0.现在球壳上挖去半径为r(r≪R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受的力的大小为________(已知静电力恒量为k)，方向________．解析：球壳完整时，由对称性得球心上的点电荷受力为0，可知挖去的小孔和剩下的部分对点电荷产生的力大小相等，方向相反，故要计算剩下部分对点电荷产生的力，只要求出挖去的小圆孔对点电荷产生的力即可，由于r≪R，故小圆孔可以看做点电荷，这样可由库仑定律计算．由库仑定律有F＝kQ′qR2，其中Q′＝Q4πR2•πr2，得出F＝kQqr24R4，指向小孔．答案：kQqr24R4指向小孔图1112．某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量．如图11所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球，用绝缘丝线悬挂于O点，O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器，M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场)．另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干．该小组的实验步骤如下，请你帮助该小组完成：(1)用天平测出小球的质量m，按如图11所示进行器材的安装，并用刻度尺测出M、N板之间的距离d，使小球带上一定的电量．(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图，电源、开关已经画出)．(3)闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.(4)以电压U为纵坐标，以________为横坐标作出过原点的直线，求出直线的斜率k.(5)小球的带电量q＝________.(用m、d、k等物理量表示)答案：(2)如图12(a)(4)tanα(5)mgdk带电小球的受力如图12(b)，根据平衡条件有tanθ＝Fmg，又有F＝qE＝qUd，联立解得，U＝mgdqtanθ＝ktanθ，所以应以tanθ为横坐标．图12三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1313．在匀强电场中建立一个直角坐标系，如图13所示，从坐标原点沿＋y方向前进0.346 m到A点，电势降低34.6 V；从坐标原点沿－x方向前进0.2 m到B点，电势升高34.6 V，求匀强电场的场强大小和方向．(取3＝1.73)解析：令O点电势φO＝0，则φA＝－34.6 V，φB＝34.6 V，再作点B关于点O的对称点B′，因为BO＝OB′，则φB′＝－34.6 V．连接AB′，并作其垂线OE，则从O→E的方向即场强方向．tanθ＝OB′OA＝11.73＝33E＝UOB′d＝UOB′OB′sin60°＝200 V/m.答案：200 V/m，方向与x轴正方向成30°角．图1414．在点电荷Q产生的电场中有a，b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线成30°角，b点的场强方向与ab连线成120°角，如图14所示，则b点的场强大小为多大？a，b两点电势哪点更高？解析：图15如图15所示，将a点场强方向和b点场强方向延长，交于O点，由几何知识得ab＝d，aO＝2dsin60°＝3d，而E＝kQ(3d)2，Eb＝kQd2，所以Eb＝3E.以O点为圆心，以d为半径作弧交Oa于c点，则φb＝φc，而φa>φc，所以φa>φb，即a点电势更高．答案：3E a图1615．如图16所示，水平放置的两块平行金属板A，B相距为d，电容为C.开始两块板均不带电，A板接地且中央有孔．现将带电荷量为＋q，质量为m的带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h处无初速滴下，落向B板的电荷全部传给B板，问：(1)第几滴液滴在A，B板间做匀速直线运动？(2)能够到达B板的液滴不会超过多少滴？解析：(1)设第n滴液滴在A，B板间做匀速直线运动，此时，板上电荷量为Q＝(n－1)q，板上电压U＝QC＝(n－1)qC.板间电场强度E＝Ud＝(n－1)qCd①由平衡条件得qE＝mg②由①②得n＝mgCdq2＋1(2)设能够到达B板的液滴不会超过x滴，且第(x＋1)滴到B板的速度恰为0，然后返回极板上，最大电荷量Q′＝xq③极板间最大电压U′＝Q′C＝xqC④对第(x＋1)滴，由动能定理得mg(h＋d)－qU′＝0⑤由④⑤解得x＝mgC(h＋d)q2.答案：(1)mgCdq2＋1(2)mgC(h＋d)q216．(2009•安徽高考)图17如图17所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E.在A(d,0)点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒，其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动，经过一段时间到达(0，－d)点．不计重力和分裂后两微粒间的作用．试求：(1)分裂时两个微粒各自的速度；(2)当微粒1到达(0，－d)点时，电场力对微粒1做功的瞬时功率；(3)当微粒1到达(0，－d)点时，两微粒间的距离．解析：(1)设分裂时微粒1的初速度为v1，到达(0，－d)点所用时间为t.依题意可知微粒1带负电，在电场力的作用下做类平抛运动，得下列方程：－d＝v1t①－d＝12at2②qE＝ma③由①②③解得v1＝－－qEd2m④根号外的负号表示沿y轴的负方向．设分裂时另一微粒2的速度为v2，根据动量守恒定律mv1＋mv2＝0⑤图18得v2＝－qEd2m⑥(2)当微粒1运动到B(0，－d)点时，速度在x轴方向上的分量为vBx，则vBx＝－－2ad ⑦由③⑦解得vBx＝－－2qEdm电场力对它做功的瞬时功率P＝qEvBx＝－qE－2qEdm.(3)中性微粒分裂时，根据电荷守恒定律，微粒2带等量的正电荷，所受电场力沿x轴的正方向，在电场力的作用下也做类平抛运动．根据对称性，当微粒1到达B(0，－d)点时，微粒2运动到C(2d，d)点，此时两微粒间的距离是BC＝(2d)2＋(2d)2＝22d.答案：(1)v1＝－－qEd2m v2＝－qEd2m(2)－qE－2qEdm(3)22d。
静电场测试卷及其答案
第一章 静电场测试卷一、选择题：1、关于电子伏（eV ），下列说法中正确的是（ ）A 、电子伏是电势的单位B 、电子伏是电场强度的单位C 、电子伏是能量的单位D 、1 eV=1.60×1019J2、两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球（可看成点电荷），其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍，当它们静止于空间某两点时，静电力大小为F 。
现将两球接触后再放回原处，则它们间静电力的大小可能为（ ）A 、F 95B 、F 54C 、F 45D 、F 59 3、 下列说法中正确的是（ ）A 、 电场线一定是闭合的曲线B 、 电场线是正电荷在电场中的运动轨迹C 、电场中某点的场强方向，就是电荷在该点所受电场力的方向D 、电场线的疏密表示场强的强弱4、一负电荷仅受电场力作用，从电场中的A 点运动到B 点，在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A 、B 两点电场强度E A 、E B 及该电荷在A 、B 两点的电势能εA 、εB 之间的关系为（ ）A 、E A =EB B 、E A ＜E BC 、εA =εBD 、εA ＞εB5、如图所示，A 、B 为两个等量同种点电荷，a 、O 、b 在点电荷A 、B 的连线上，c 、O 、d 在连线的中垂线上Oa=Ob=Oc=Od ，则（ ）A 、a 、b 两点的场强相同，电势也相同B 、c 、d 两点的场强不相同，电势相同C 、O 点是A 、B 连线上电势最低的点，也是A 、B 连线上场强最小的点D 、O 点是中垂线cd 上电势最高的点，也中垂线上场强最大的点6、如图所示在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M 点无初速释放一带有恒定电量的小物块,小物块在Q 的电场中运动到N 点静止,则从M 点运动到N 点的过程中（ ）A 、小物块所受电场力逐渐减小B 、小物块具有的电势能逐渐减小C 、M 点的电势一定高于N 点的电势D 、小物块电势能的变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功7、如图所示，带电量相等、质量不同的带电粒子a 和b 从带电平行板M 的边缘沿平行于极板的方向进入M 、N 两极板间的匀强电场中，都恰好能从N 板的右缘飞出，不计重力作用，则（ ）A 、两粒子进入电场时的动能一定相等B 、两粒子进入电场时的初速度的大小一定相等C 、两粒子飞出电场时的动能一定相等D 、两粒子飞出电场时的速度大小一定相等8、如图所示，一个正检验电荷q 在正点电荷Q 的电场中，沿某一条电场线向右运动，已知它经过M 点的加速度是经过N 点时加速度的2倍，则（ ）A 、它经过M 点时的速度是经过N 点的2倍B 、它经过N 点时的速度是经过M 点时的速度的2倍C 、MQ 之间的距离是NQ 之间的距离的1/2D 、NQ 之间的距离是MQ 之间距离的2倍9、如图所示，两平行金属板A 、B 接于电池的两极，一摆球带正电的单摆悬挂在A 板上，闭合开关S ，让单摆做简谐振动，设周期为T ，则（ ）A 、保持S 闭合，B 板向A 板靠近，则周期小于TB 、保持S 闭合，B 板向A 板靠近，则周期不变C 、开关S 断开，B 板向A 板靠近，则周期不变D 、开关S 断开，B 板向A 板靠近，则周期大于T10、如图所示，质量为m ，带电量为-q 的小球悬于O 点，O 点处于水平放置的相距为d 、电势差为U 的两带电的平行金属板正中，给小球一个水平速度，小球能在电场中竖直面内做匀速圆周运动，那么⑴小球在未受速度前悬线张力为mg ；⑵小球做匀速圆周运动时张力保持不变⑶U=mgd/q ，则正确的有（ ）A 、只有⑶B 、只有⑵⑶C 、只有⑴⑵D 、⑴⑵⑶二、填空题：11、某平行板电容器的带电量增加2.0×10-10C ，两极板间的电压增加1V ，已知电介质的介电常数ε=6，极板面积S=3π㎝2，则此电容器的电容C= F= pF ，两极板间距离d= m ，两极板间的场强增加 V/m 。
高中静电场综合试题及答案
高中静电场综合试题及答案一、选择题1. 电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，其单位是：A. 牛顿每库仑（N/C）B. 伏特每米（V/m）C. 安培每米（A/m）D. 库仑每牛顿（C/N）答案：A2. 一个点电荷产生的电场强度与该点到点电荷的距离的平方成反比，这个点到点电荷的距离被称为：A. 电场力B. 电场强度C. 电势D. 电场距离答案：D3. 电容器的电容定义为电荷量与电势差之比，其单位是：A. 法拉（F）B. 欧姆（Ω）C. 伏特（V）D. 安培（A）答案：A二、填空题4. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力的大小与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
当两个点电荷的电荷量分别为 \( q_1 \) 和 \( q_2 \)，它们之间的距离为 \( r \) 时，它们之间的力 \( F \) 可以表示为 \( F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \)，其中 \( k \) 是______。
答案：库仑常数5. 电容器在充电后能够储存电荷，其储存的电荷量 \( Q \) 与两板之间的电压 \( U \) 之间的关系可以用公式 \( Q = C \times U \)表示，其中 \( C \) 代表的是______。
答案：电容三、计算题6. 假设有一个平行板电容器，其电容 \( C = 10^{-6} \) 法拉，两板之间的电压 \( U = 100 \) 伏特。
求该电容器储存的电荷量 \( Q \)。
答案：根据电容的定义 \( Q = C \times U \)，代入数值计算得\( Q = 10^{-6} \times 100 = 10^{-4} \) 库仑。
四、简答题7. 请简述电场线的特点。
答案：电场线是表示电场强度和方向的虚拟线。
电场线的特点是：（1）电场线从正电荷出发，指向负电荷；（2）电场线不相交；（3）电场线的密度表示电场的强度，密度越大，电场越强。
高中物理静电场经典习题30道--带答案
高中物理静电场经典习题30道--带答案1.如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c 分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k．若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为（）A．$\frac{kq}{l^2}$。
B．$\frac{\sqrt{3}kq}{l^2}$。
C．$\frac{2kq}{l^2}$。
D．$\frac{3kq}{l^2}$2.如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（q＞）的固定点电荷．已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）A．$\frac{kQ}{4R^2}$。
B．$\frac{\sqrt{2}kQ}{4R^2}$。
C．$\frac{kQ}{2R^2}$。
D．$\frac{\sqrt{2}kQ}{R^2}$3.如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q （q＞）的相同小球，小球之间用劲度系数均为k的轻质弹簧绝缘连接．当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为l．已知静电力常量为k，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为A．$l+\frac{2q^2}{kl}$。
B．$l-\frac{2q^2}{kl}$。
C．$l-\frac{q^2}{kl}$。
D．$l+\frac{q^2}{kl}$4.如图所示，在光滑的绝缘水平面上，由两个质量均为m 带电量分别为+q和﹣q的甲、乙两个小球，在力F的作用下匀加速直线运动，则甲、乙两球之间的距离r为A．$\frac{F}{2kq^2}$。
B．$\frac{F}{kq^2}$。
C．$\frac{F}{4kq^2}$。
D．$\frac{2F}{kq^2}$5.一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）A．。
静电场习题(有答案)
经典的静电场习题1、如图所示，中央有正对小孔的水平放置的平行板电容器与电源连接，电源电压为U 。
将一带电小球从两小孔的正上方P 点处由静止释放，小球恰好能够达到B 板的小孔b 点处，然后又按原路返回。
那么，为了使小球能从B 板的小孔b 处出射，下列可行的办法是（ ） A.将A 板上移一段距离 B.将A 板下移一段距离 C.将B 板上移一段距离 D.将B 板下移一段距离2、如图所示，A 、B 、C 、D 、E 、F 为匀强电场中一个正六边形的六个顶点，已知A 、B 、C 三点的电势分别为1V 、6V 和9V 。
则D 、E 、F 三点的电势分别为（ ）A 、+7V 、+2V 和+1VB 、+7V 、+2V 和1VC 、-7V 、-2V 和+1VD 、+7V 、-2V 和1V3、质量为m 、带电量为-q 的粒子（不计重力），在匀强电场中的A 点以初速度υ0沿垂直与场强E 的方向射入到电场中，已知粒子到达B 点时的速度大小为2υ0，A 、B 间距为d ，如图所示。
则（1）A 、B 两点间的电势差为（ ） A 、q m U AB232υ-= B 、q m U AB232υ= C 、q m U AB22υ-= D 、qm U AB22υ= （2）匀强电场的场强大小和方向（ ） A 、qdm E 221υ=方向水平向左 B 、qdm E 221υ=方向水平向右 C 、qdm E 2212υ= 方向水平向左D 、qdm E 2212υ=方向水平向右4、一个点电荷从静电场中的A 点移到电场中的B 点，其电势能变化为零，则（ ） A 、A 、B 两点处的场强一定相等 B 、该电荷一定能够沿着某一等势面移动 C 、A 、B 两点的电势一定相等 D 、作用于该电荷上的电场力始终与其运动方向垂直 A B a bP· m 、q。
。
U+ -A B C DEF E· Aυ0 B·5、在静电场中（ ）A.电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B.电场强度处处相等的区域内，电势也一定处处相等C.电场强度的方向总是跟等势面垂直D.沿着电场线的方向电势是不断降低的6、一个初动能为E K 的带电粒子，沿着与电场线垂直的方向射入两平行金属板间的匀强电场中，飞出时该粒子的动能为2E K ，如果粒子射入时的初速度变为原来的2倍，那么当它飞出电场时动能为（ ） A 、4E K B 、4.25E K C 、5E K D 、8E K7、如图所示，实线为一簇电场线，虚线是间距相等的等势面，一带电粒子沿着电场线方向运动，当它位于等势面φ1上时，其动能为20eV ，当它运动到等势面φ3上时，动能恰好等于零，设φ2=0，则，当粒子的动能为8eV 时，其电势能为（ ） A 、12eV B 、2eV C 、10eV D 、08、如图10—7所示，在两电荷+Q 1和-Q 2连线的延长线上有a 、b 、c 三点，测得b 点的场强为零。
静电场及其应用精选试卷综合测试卷(word含答案)
静电场及其应用精选试卷综合测试卷（word 含答案）一、第九章 静电场及其应用选择题易错题培优（难）1．如图所示，竖直平面内有半径为R 的半圆形光滑绝缘轨道ABC ，A 、C 两点为轨道的最高点，B 点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q 1的点电荷．将另一质量为m 、电荷量为+q 2的带电小球从轨道A 处无初速度释放，已知重力加速度为g ，则（）A ．小球运动到B 2gR B ．小球运动到B 点时的加速度大小为3gC ．小球从A 点运动到B 点过程中电势能减少mgRD ．小球运动到B 点时对轨道的压力大小为3mg ＋k 122q q R 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A.带电小球q 2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则：212B mgR mv =解得：2B v gR 故A 正确；B.小球运动到B 点时的加速度大小为：22v a g R==故B 错误；C.小球从A 点运动到B 点过程中库仑力不做功，电势能不变，故C 错误；D.小球到达B 点时，受到重力mg 、库仑力F 和支持力F N ，由圆周运动和牛顿第二定律得：2122BN q q v F mg k m R R--=解得：1223N q q F mg kR=+ 根据牛顿第三定律，小球在B 点时对轨道的压力为：1223q q mg kR + 方向竖直向下，故D 正确．2．如图所示，带电量为Q 的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底端C 点，斜面上有A 、B 、D 三点，A 和C 相距为L ，B 为AC 中点，D 为A 、B 的中点。
现将一带电小球从A 点由静止释放，当带电小球运动到B 点时速度恰好为零。
已知重力加速度为g ，带电小球在A 点处的加速度大小为4g，静电力常量为k 。
则（ ）A ．小球从A 到B 的过程中，速度最大的位置在D 点 B ．小球运动到B 点时的加速度大小为2g C ．BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA D ．AB 之间的电势差U AB =kQ L【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．带电小球在A 点时，有2sin A Qqmg kma L θ-= 当小球速度最大时，加速度为零，有'2sin 0Qqmg θkL -= 联立上式解得'22L L =所以速度最大的位置不在中点D 位置，A 错误； B ．带电小球在A 点时，有2sin A Qqmg kma L θ-= 带电小球在B 点时，有2sin 2BQq k mg θma L -=（）联立上式解得2B g a =B 正确；C ．根据正电荷的电场分布可知，B 点更靠近点电荷，所以BD 段的平均场强大小大于AD 段的平均场强，根据U Ed =可知，BD 之间的电势差U BD 大于DA 之间的电势差U DA ，C 正确；D ．由A 点到B 点，根据动能定理得sin 02AB Lmg θqU ⋅+= 由2sin A Qqmg kma L θ-=可得 214Qq mg k L= 联立上式解得AB kQU L=-D 错误。
静电场习题-参考答案
静电场习题参考答案一、选择题1C 2D 3D 4D 5B 6C 7C 8B 9D 10B 11B 12B 13C 二、填空1. 002-3E ε、0043E ε2. 06q ε3. 不变 减小4. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π00114r r q ε5. ⎪⎭⎫ ⎝⎛-πR r Q 1140ε6.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π20114r R Qq ε7.10114q r R ε⎛⎫- ⎪π⎝⎭8. 2202dSU ε 9.204R q επ10. 2021+4q L επ（） 11. C Fd /2 FdC 212. 不变 、 减小三、计算1. 解：设杆的左端为坐标原点O ，x 轴沿直杆方向．带电直杆的电荷线密度为λ=q / L ，在x 处取一电荷元d q = λd x = q d x / L ，它在P 点的场强：()204d d x d L q E -+π=ε()204d x d L L xq -+π=ε 总场强为 ⎰+π=Lx d L xL q E 020)(d 4－ε()d L d q +π=04ε方向沿x 轴，即杆的延长线方向．Ｐ Ldd q x(L+d －d ExO2. 解：选杆的左端为坐标原点，x 轴沿杆的方向．在x 处取一电荷元λd x ，它在点电荷所在处产生场强为：()204d d x d xE +π=ελ整个杆上电荷在该点的场强为：()()l d d lx d x E l+π=+π=⎰00204d 4ελελ 点电荷q 0所受的电场力为：()ld d lq F +π=004ελ＝0.90 N 沿x 轴负向3. 解：设内球上所带电荷为Q ，则两球间的电场强度的大小为204r QE επ= (R 1＜r ＜R 2) 两球的电势差⎰⎰π==212120124d R R R R r dr Q r E U ε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=21114R R Q ε∴ 12122104R R U R R Q -π=ε＝2.14×10-9 C4. (1)由高斯定理 024επQE r =求出 204rQ E πε=21R r R <<)11(421021R R Q Edr U R R -==⎰πε5. 解：由高斯定理当r >R 时，20141r QE πε=当r <R 时，r R Q r r R QE 302330241343441πεπππε==以无穷远处为参考点，球内离球心r 处的P 点的电势为⎰⎰⎰∞∞⋅+⋅=⋅=RR r PP l E l E l E V Pϖϖϖϖϖϖd d d 12q沿径向路径积分得32202030122)3(41d 41d 41d d R r R Q r r Qr r R Q rE r E V P R Rr RRr P PP-=⋅+⋅=⋅+⋅=⎰⎰⎰⎰∞∞πεπεπε6. 解：未插导体片时，极板A 、B 间场强为： E 1=V / d 插入带电荷q 的导体片后，电荷q 在C 、B 间产生的场强为：E 2=q / (2ε0S ) 则C 、B 间合场强为：E ＝E 1＋E 2＝(V / d )＋q / (2ε0S )因而C 板电势为： U ＝Ed / 2＝[V ＋qd / (2ε0S )] / 27. 解：应用动能定理，电场力作功等于粒子的动能增量0212-=v m qEl无限大带电平面的电场强度为： E = σ / (2ε0) 由以上两式得 σ = ε0m v 2 / (ql )8. 解：设试验电荷置于x 处所受合力为零，即该点场强为零．()()0142142020=+π-+-πx qx q εε 得 x 2－6x +1=0, ()223±=x m因23-=x 点处于q 、－2q 两点电荷之间，该处场强不可能为零．故舍去．得 ()223+=x md d。
高三复习静电场综合（含答案）
⾼三复习静电场综合（含答案）静电场综合练习题⼀、选择题1、光滑⽔平⾯上放置两个等量同种电荷，其连线中垂线上有A、B、C 三点，如图甲所⽰，⼀个质量m＝1kg的⼩物块⾃C点由静⽌释放，⼩物块带电荷量q＝2C，其运动的v－t图线如图⼄所⽰，其中B点为整条图线切线斜率最⼤的位置（图中标出了该切线），则以下分析正确的是A．B点为中垂线上电场强度最⼤的点，场强E＝1V／mB．由C点到A点物块的电势能先减⼩后变⼤C．由C点到A点，电势逐渐降低D．B、A两点间的电势差为U BA＝8．25V2、如右图所⽰，正电荷Q均匀分布在半径为r的⾦属球⾯上，沿x轴上各点的电场强度⼤⼩和电势分别⽤E和表⽰。
选取⽆穷远处电势为零，下列关于x 轴上各点电场强度的⼤⼩E或电势随位置x的变化关系图，正确的是3、⼀带电⼩球在电场中仅在电场⼒作⽤下，从A点运动到B点，速度⼤⼩随时间变化的图象如下图所⽰，、分别是带电⼩球在A、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的有（）A. A处的场强⼀定⼤于B处的场强B. A处的电势⼀定⾼于B处的电势C. 带电⼩球在A处的电势能⼀定⼩于B处的电势能D. 带电⼩球从A到B的过程中，电场⼒⼀定对电荷做正功4、⼀带负电的粒⼦只在电场⼒作⽤下沿x轴正向运动，其电势能E p随位移x变化的关系如图所⽰，其中0?x2段是关直线y=x1对称的曲线，x2?x3段是直线，则下列说法正确的是A.x1处电场强度为零B.x1、x2、x3处电势, , 的关系为> >C.粒⼦在0?x2段做匀变速运动，X2?x3段做匀速直线运动D.x2?x3段是匀强电场5、如图所⽰，电场中的⼀簇电场线关于y轴对称分布，0点是坐标原点，M、N、P、Q是以0为圆⼼的⼀个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则( )A. M点电势⽐P点电势⾼B. OM间的电势差等于NO间的电势差C. ⼀正电荷在0点的电势能⼩于在Q点的电势能D. 将⼀负电荷从M点移到P点，电场⼒做正功6、如图所⽰，A板发出的电⼦经电压U0加速后，⽔平射⼊⽔平放置的两平⾏⾦属板间，⾦属板间所加的电压为U1，电⼦最终打在光屏P上，关于电⼦的运动，则下列说法中正确的是（）A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电⼦打在荧光屏上的位置上升B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电⼦打在荧光屏上的位置上升C．电压U1增⼤时，其他不变，则电⼦从发出到打在荧光屏上的时间不变D．电压U1增⼤时，其他不变，则电⼦打在荧光屏上的速度⼤⼩不变7、如图所⽰，在光滑绝缘的⽔平桌⾯上有四个点电荷，带电量分别为-q、Q、-q、Q。
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第九章 静电场学习要点
1、熟练应用高斯定理和电场叠加原理求以下带电体的电场强度分布：1）单个或多个点电荷，2）单根或多根无限长均匀带电线，3）单个无限长均匀带电圆柱面或多个同轴带电圆柱面，4）单个或多个无限大均匀带电平面，5）单个均匀带电球面或多个均匀带电同心球面，6）带电导体球或导体球空腔。
2、处于静电平衡的导体有哪些特点？
3、静电场力做功有何特点？为什么说某点的电势高低是相对的，而两点间的电势差却是绝对的？
4、电容定义及储能公式？平行板电容器和孤立导体球的电容公式？静电场能量密度与什么有关？
5、三个半径相同、带电量相同的球形物中，一个是导体，一个是球面和实心球体，它们的电荷分布、电场分布、电势分布和静电能密度分布是否相同？
6、熟练并掌握以下公式的物理意义和使用条件：
1）r q U 04πε=
；2）204r q E πε=；3）02εσ=E ；4）0εσ=E ；5）r
E 02πελ=
；6）
U q C =； 7）d
S C ε=；8）C Q W 22
=
； 22
E w ε=；10）0
ε∑⎰=⋅q S d E ；11）0=⋅⎰L
l d E
7、熟练计算以下带电物体在空间所生的电势：1）单个或多个场源点电荷的电场中某点；2）一根均匀带电线的延长线上某一点；3）单个或多个带电的同心球面产生的电势分布；4）带电的导体球或导体球空腔的电势分布。
*8、查阅资料：静电除尘或静电防护的原理。
静电场综合训练题
一、选择题（24分） 1. 真空中一半径为R 的球面均匀带电Q ，在球心O 处有一带电量为q 的点电荷，如图所
示。
设无穷远处为电势零点，则在球内离球心O 距离为r 的P 点处电势为：
[ B ] (A)
r q
04πε (B) )
(41
0R Q r q +πε
(C) r Q q 04πε+ (D) )(410R
q Q r q -+πε
2. 两个同心均匀带电球面，半径分别为a R 和b R (b a R R <) , 所带电量分别为a Q 和b Q ，设某点与球心相距r , 当b a R r R <<时， 该点的电场强度的大小为：
[ D ] (A)
2b a 0
41r Q Q +⋅
πε (B) 2
b
a 041r
Q Q -⋅πε (C)
)(
412
b b 2a 0
R Q r Q +⋅πε (D) 2a 041r Q ⋅
πε 3. 如图所示，两个“无限长”的、半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面均匀带电，轴线方向单位长度上的带电量分别为1λ 和2λ， 则在内圆柱面里面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小
[ D ] (A) r
02
12πελλ+
(B) 2
02
10122R R πελπελ+
(C)
1
01
4R πελ
(D) 0
4. 有两个点电荷电量都是 +q ，相距为2a 。
今以左边的点电荷所在处为球心，以a 为半径作一球形高斯面， 在球面上取两块相等的小面积S 1和S 2, 其位置如图所示。
设通过S 1 和 S 2的电场强度通量分别为1Φ和2Φ，通过整个球面的电场强度通量为S Φ，则 [D ]
(A) 021/,
εq ΦΦΦS =>；
(B) 021/2,εq ΦΦΦS =<； (C) 021/,εq ΦΦΦS ==；
(D) 021/,
εq ΦΦΦS =<。
5. 图示为一具有球对称性分布的静电场的E ~ r
关系曲线 ， 请指出该静电场E 是由下
列哪种带电体产生的。
[B ] (A) 半径为R 的均匀带电球面； (B) 半径为R 的均匀带电球体；
(C) 半径为R 、电荷体密度为Ar =ρ (A 为常数)的非均匀带电球体；
(D) 半径为R 、电荷体密度为r A /=ρ (A 为常数)的非均匀带电球体。
6. 某电场的电力线分布情况如图所示，一负电荷从M 点移到N 点。
有人根据这个图得出下列几点结论，其中哪点是正确的？ [C ] (A) 电场强度E M < E N ；
(B) 电势U M < U N ；
(C) 电势能W M < W N ； (D) 电场力的功A > 0。
7. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。
再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对电容 器储能的影响为： [ A ]
(A) 储能减少，但与金属板位置无关； (B) 储能减少，但与金属板位置有关；
(C) 储能增加，但与金属板位置无关；
(D) 储能增加，但与金属板位置有关。
8.两同心薄金属球壳，半径分别为R 1、R 2（R 2 >R 1）。
若分别带Q 1、Q 2 的电量，则两者电势分别为U 1、U 2，现用导线将两球壳连接，则它们的电势为 [B ]
(A)U 1；（B ）U 2；（C ）U 1+U 2；（D ）（U 1+U 2）/2 二、填空题（24分）
1. 图示为一边长均为a 的等边三角形，其三个顶点分别放置着电量为q 、2q 、3q 的三个正点电荷。
若将一电量为Q 的正点电荷从无穷远
q
处移至三角形的中心O 处，则外力需作功A ＝
a
qQ
0233πε 。
2. A 、B 为真空中两个平行的“无限大”均匀带电平面，已知两平
面间的电场强度大小为E 0 , 两平面外侧电场强度大小都为
E 0 / 3 ，方向如图。
则A 、B 两平面上的电荷面密度分别为
提示和答案：由02/
εσ=E 可得A σ=0032E ε-，B σ =0034
E ε
3. 真空中一半径为R 的均匀带电球面，总电量为Q (Q > 0)。
今在球面上挖去非常小块的面积ΔS (连同电荷)，且假设不影响原来的电荷分
布，则挖去ΔS 后球心处电场强度的大小E ＝ 0
4
216επR S
Q ∆，其方向为 由球心沿半径指向ΔS 。
4. 有一个球形的橡皮膜气球，电荷q 均匀地分布在球面上，在此气球被吹大的过程中， 被气球表面掠过的点(该点与球中心距离为r )，其电场强度的大小将由
2
4επr q
变为 零 。
三、计算题（52分） 1．一段半径为a 的细圆弧，对圆心的张角为0θ，其上均匀分布有正电荷 q ，如图所示，
试以a 、q 、0θ表示出圆心O 处的（1）电势；（2）电场强度。
答案（1）04επa q
； （2）2sin 400
02
θθεπa q ， 其方向由O
2． 图中所示为一沿X 轴放置的长度为l 的不均匀带电细棒，其电荷线密度为
)(0a x -=λλ, 0λ为一常量。
取无穷远处为电势零点，求坐标原点O 处的
（1）电势；（2）电场强度矢量。
S
（1）
)ln (400a l a a l +-επλ （2）)1(ln 400-+++-l
a a
a l a επλ
3．一电容为C 的空气平行板电容器，接端电压为U 的电源充电后随即断开，试求把两个极板间距离增大至n 倍时外力所作的功。
提示和答案：充电后电荷不变、板间场强不变，C 变小，由W=Q 2/2C 等，可得A=W 2-W 1=22
1
)
1(CU n -
4.图中为两个均匀带电的同心球面，半径分别为R 1、R 2，带电量分别为Q 、-Q.求 （1）空间电场分布；（2）两球面间的电势差。
[提示和答案（1）由高斯定理可得⎪⎩
⎪
⎨⎧<<><=E 2130214,0
R r R r r Q R r R r
πε （2）由电势叠加原理或电势定义可得=
∆12U 0
20144επεπR Q
R Q -
5．将c q 8100.2-⨯=的点电荷从电场中的M 点移到N 点，需外力做功J 6
100.5-⨯，求（1）M 、N 两点间的电势差；（2）若M 点电势为0，N 点电势是多少？ 答案（1）-250V ; （2）250V
6．空气中一半径为10cm 的导体球，其电势为V 4
106.1⨯。
求（1）导体球表面的电场强度；（2）电场能量密度。
[提示和答案(1)由0/εσ=E 可得 m V E /106.15⨯= (2)
由2/20E w ε=，可得 w=3
1
/101328.1m J -⨯]。