2020_2021学年高中物理专题十电场演练测评含解析选修3_1
人教版2020-2021学年高二物理选修3-1第一章 静电场练习含答案
人教版2020—2021学年高中物理选修3—1第一章静电场练习含答案人教选修3—1第一章静电场1、现有丝绸、玻璃、塑料薄膜三种材料，通过实验发现，当被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近被丝绸摩擦过的塑料薄膜时，两者相互吸引。
据此排出三种材料的顺序，使前面的材料跟后面的材料摩擦后，前者总是带负电，这个顺序是() A．丝绸、玻璃、塑料薄膜B．塑料薄膜、玻璃、丝绸C．塑料薄膜、丝绸、玻璃D．丝绸、塑料薄膜、玻璃2、如图所示，光滑绝缘的水平地面上有相距为L的点电荷A、B，带电荷量分别为－4Q和＋Q，今引入第三个点电荷C，使三个电荷都处于平衡状态，则C 的电荷量和放置的位置是()A．－Q，在A左侧距A为L处B．－2Q，在A左侧距A为L 2处C．－4Q，在B右侧距B为L处D．＋2Q，在A右侧距A为3L 2处3、(双选)图(a)中AB是一个点电荷电场中的一条电场线，图(b)则是放在电场线上a、b处的试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线，则下列情况可能的是()(a)(b)A．场源是正电荷，位于A点B．场源是正电荷，位于B点C．场源是负电荷，位于A点D．场源是负电荷，位于B点4、带有等量异种电荷的一对平行金属板，如果两极板间距不是足够近或者两极板面积不是足够大，即使在两极板之间，它的电场线也不是彼此平行的直线，而是如图所示的曲线(电场的方向未画出)。
在图中，若上极板带正电，虚线MN是穿过两板正中央的一条直线，则关于这个电场，以下说法正确的是()A．a点的场强小于b点的场强B．b点的电势低于c点的电势C．平行金属板之间的电场，可以看作匀强电场D．若将一正电荷从电场中的任一点由静止释放，它必将沿电场线运动到负极板5、如图所示，三条等势线上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，静电力做正功W1，若由c经b移到d，静电力做正功W2，则()A．W1>W2，φ1>φ2B．W1<W2，φ1<φ2C．W1＝W2，φ1<φ2D．W1＝W2，φ1>φ26、如图所示在某匀强电场中有M、N、P三点，在以它们为顶点的三角形中，∠M＝30°、∠P＝90°，直角边NP的长度为4 cm。
2020-2021高中物理学业水平考试复习训练：演练测评 专题十 电场(3-1)
2020-2021学年高中物理学业水平考试复习训练：演练测评专题十电场（选修3-1）合格演练测评（十)[电场(选修3－1)]姓名：__________班级：__________正确率：__________题号12345678910答案题号11121314151617181920答案一、单项选择题1．关于静电的应用和防止，下列说法不正确的是（)A．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形B．为了防止静电危害，飞机轮胎用导电橡胶制成C．为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要很光滑D．为了消除静电，油罐车尾装一条拖地铁链答案：A2．下列关于点电荷的说法中，正确的是()A．只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D．一切带电体都可以看成是点电荷答案：C3．真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F，若它们的带电荷量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（)A．16F B．错误!FC．错误!F D．错误!F答案：B4．在真空中有两个点电荷,它们之间的距离是L时，相互作用的库仑力大小是F，如果把两个电荷之间的距离缩短10 cm,则相互作用的库仑力变为4F，由此可知L的大小是(）A．20 cm B．13.3 cmC．30 cm D．50 cm答案：A5．两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球（均可视为点电荷),固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F.两小球相互接触后将其固定距离变为错误!,则两球间库仑力的大小为（)A．112F B．34FC．错误!F D．12F答案:C6．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解,下列说法正确的是（)A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系答案：C7．下列说法中正确的是(）A．点电荷就是体积小的带电体B．带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷C．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷D．根据库仑定律表达式F＝错误!，当两电荷之间的距离r→0时，两电荷之间的库仑力F→∞答案:C8.如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定(）A．两球都带正电B．两球都带负电C．大球受到的静电力大于小球受到的静电力D．两球受到的静电力大小相等答案：D9．由电场强度的定义式E＝错误!可知，在电场中的同一点（）A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比B．无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化，Fq始终不变C．电场中某点的电场强度为零，放入该点的电荷受到的静电力不一定为零D．试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的电场强度方向答案：B10．下列几种电荷形成的电场中，电场线分布的大致图形正确的是（）答案:D11．如图是电场中某区域的电场线图,电场中的三点A，B，C 的电场强度分别为E A，E B，E C，关于E A，E B，E C大小的判断，正确的是（)A．E A〉E B>E C B．E A＝E B＝E CC．E A<E B〈E C D．E B〉E A〉E C解析:由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，D点的电场强度较大，E A〉E B〉E C,选项A正确．答案：A12。
新部编版高三物理选修3-1电场力的性质的描述专项练习(带答案与解析)解答解析、考点详解.doc
新部编版高三物理选修3-1电场力的性质的描述专项练习（带答案与解析）的正确答案、解答解析、考点详解姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分1.【题文】如图所示，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，都用长L的丝线悬挂在O点.静止时A、B相距为d.为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法( )A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B.将小球B的质量增加到原来的8倍C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍【答案】选B、D.【解析】对B由共点力平衡可得而F=故答案为B、D.2.【题文】(2011·吉安模拟)如图所示， A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为-q外，其余各点处的电荷量均为+q，则圆心O处( )A.场强大小为方向沿OA方向B.场强大小为方向沿AO方向评卷人得分C.场强大小为方向沿OA方向D.场强大小为方向沿AO方向【答案】选C.【解析】根据对称性，先假定在A点放上+q的点电荷，则O点的场强为零，即B、C、D、E四个点电荷在O 点的场强方向沿OA向上，大小为故O点的合场强为A点-q在O点产生的场强与B、C、D、E四个+q.3.【题文】如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度垂直于电场线方向飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示.则( )A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增加C．a的加速度将减小，b的加速度将增加D．两个粒子的动能，一个增加一个减小【答案】选C.【解析】设电场线为正点电荷的电场线，则由轨迹可判定a带正电，b带负电；若电场线为负点电荷的电场线，则a带负电，b带正电，A错.由粒子的偏转轨迹可知电场力对a、b均做正功，动能增加，B、D错；但由电场线的疏密可判定，a受电场力逐渐减小，加速度减小，b正好相反，故选项C正确.4.【题文】(2010·新课标全国卷)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ab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P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列四幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)【答案】选A.【解析】粉尘受力方向应该是电场线的切线方向，从静止开始运动时，带电粉尘颗粒一定做曲线运动，且运动曲线总是向电场力一侧弯曲，由于惯性只能是A图，不可能偏向同一电场线内侧或沿电场线运动或振动，故不可能出现B、C、D图的情况.5.【题文】（2011·江苏物理·T8）一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。
2020-2021学年高中物理选修3-1：电势能和电势(含答案解析)
2020-2021学年高中物理选修3-1：电势能和电势
一．选择题（共23小题）
1．以下说法正确的是（）
A．匀强电场中各处的场强相等，电势也相等
B．场强为零的区域中，电势处处相同
C．沿电场线方向电场强度一定越来越小
D．电势降低的方向就是电场线的方向
2．一带电粒子从电场中的a点运动到b点，其电势能减小，下列说法正确的是（）A．该粒子动能一定增大
B．电场力对该粒子一定做正功
C．a点的电势一定高于b点的电势
D．a点场强的大小一定大于b点场强的大小
3．如图所示，负电荷仅受电场力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中电势和电势能变化情况分别是（）
A．电势变高、电势能增加B．电势变低、电势能增加
C．电势变高、电势能减小D．电势变低、电势能减小
4．某电场的电场线分布如图所示，a、b是电场中的两点，则（）
A．a点的电势低于b点的电势
B．电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
C．a点的电场强度大于b点的电场强度
D．正电荷在a点由静止释放，仅在电场力作用下可以沿电场线运动到b点
5．将一个正点电荷从静电场中的a点移动到b点，静电力做正功，则下列说法正确的是（）
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高中物理选修3-1静电场专项练习(含答案)
度恰为零。则小物块从 A 到 P 运动的过程（
）
A ．水平地面对斜面体没有静摩擦作用
B ．小物块的电势能先减小后增大 C ．小物块所受到的合外力减小后增大
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D ．小物块损失的机械能等于增加的电势能
6．（ 3 分）如图所示，某一带正电粒子（不计重力）在一平行板间的运动轨迹如图中曲线，
P、 Q 两点为轨迹上两点，则（
）
A ．将电荷从电场中一点移到另一点，电势能的改变量与零电势点的选择无关
B ．在电场中，电场强度为零的地方电势也一定为零 C ．电荷在电场中电势较高的地方，具有的电势能较大
D ．沿着负点电荷的电场线方向，电势升高
4．（ 3 分）关于等势面下列说法正确的是（
）
A ．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B ．等势面上各点的场强相等
C ．等差等势面越密的地方，场强越大
D ．在负的点电荷形成的电场中，电场线由低等势面指向高等势面 5．（ 3 分）如图所示，粗糙且绝缘的斜面体 ABC 在水平地面上始终静
止。在斜面体 AB 边上靠近 B 点固定一点电荷，从 A 点无初速度释 放带负电且电荷量保持不变的小物块 （视为质点） ，运动到 P 点时速
D ．此式适用于任何电场 二、多选题
13．（ 3 分）某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受静电力作用，由 动到 N 点，其运动轨迹如图中虚线所示， 以下说法正确的是 （ ）
A ．粒子必定是负电荷
B ．粒子在 M 点的电势能小于它在 N 点的电势能 C．粒子在 M 点的加速度小于它在 N 点的加速度
A 、B 两点电势差为（
）
﹣16
A ．3× 10 V
1
C． 7.5× 10 V
2020_2021学年高中物理模块综合测评含解析粤教版选修3_1
———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升——————— 模块综合测评(时间：90分钟 分值：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器．其中A 、B 为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上．当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是( )A ．A 、B 平行板电容器的电容减小B ．A 、B 两板间的电场强度增大C ．A 、B 两板上的电荷量变小D ．有电流从b 向a 流过灵敏电流计D [根据C ＝εS 4πkd可知当产品厚度增大导致ε增大时，电容器的电容C 增大，再根据Q ＝CU 可知极板带电量Q 增加，有充电电流从b 向a 流过，故A 、C 错误，D 正确；因两板之间的电势差不变，板间距不变，所以两板间电场强度E ＝U d不变，故B 错误．]2.A 、B 是某电场中一条电场线上的两点，一正电荷仅在静电力作用下，沿电场线从A 点运动到B 点，其速度－时间图象如图所示，则( )A ．E A ＞E BB ．E A ＜E BC ．φA ＝φBD ．φA ＞φBA [根据v t 图象可知，此正电荷速度减小且加速度越来越小，说明正电荷逆着电场线运动，由电势低的点移向电势高的点，且静电力越来越小，即电场变弱，故选项A 正确，B 、C 、D 错误．]———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升——————— 3.两根粗细相同、材质不同的金属棒A 、B 接在一起后接入电路，已知两棒长度之比L A ∶L B ＝2∶1，电阻率ρA ∶ρB ＝1∶2，如图所示，则下列说法正确的是( )A ．A 棒两端电压小于B 棒两端电压B ．通过两棒的电流强度不相等C ．两棒电阻相等D ．电流流过两棒产生的热功率不相等C [两棒长度之比如L A ∶L B ＝2∶1，电阻率ρA ∶ρB ＝1∶2，由R ＝ρL S可知，R A ∶R B ＝1∶1，由U ＝IR 可知电压相等，故A 错误，C 正确．两金属棒串联，因此两棒中的电流强度相同，故B 错误；根据Q ＝I 2Rt ，知两棒产生的热功率相等，故D 错误．]4．水平桌面上有一根绝缘的长直导线a ，垂直纸面放置，在桌面正上方等高且与直导线a 平行等距的位置，固定两根绝缘直导线b 和c ，三根导线中的电流大小相等、方向如图所示．导线a 始终处于静止状态，关于导线a ，以下说法中正确的是( )A ．对地面的压力数值上小于自身的重力B ．对地面的压力数值上等于自身的重力C ．对地面的压力数值上大于自身的重力D ．受水平向左的摩擦力B [由于三个导线上的电流大小相等，距离相等，所以a 与b 之间的作用力的大小等于a 与c 之间的作用力的大小，根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥可知，a 与b 之间是吸引力，a 与c 之间是排斥力，根据矢量的合成可知，a 受到的安培力的合力的方向沿水平方向向左，所以a 对地面的压力不变；在水平方向a 要保持平衡，则受到地面的向右的摩擦力．故选B.]5．如图是某温度检测和光电控制加热装置的原理图．R T 为热敏电阻(温度升高，阻值减小)，用来探测加热电阻丝R 的温度．R G 为光敏电阻(光照强度增大，阻值减小)，接收小灯泡L 的光照．其他电阻均为定值电阻．当R 处温度升高后，下列说法正确的是( )———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————A ．灯泡L 将变暗B ．R G 的电压将增大C ．R 的功率将增大D ．R 的电压变化量与R 2的电流变化量的比值不变D [当R 处温度升高时，R T 阻值变小，左边回路中电流增大，小灯泡L 的功率增大，灯泡L 将变亮，故A 错误．左边回路中电流增大，L 的光照强度增大，则R G 阻值变小，右侧电路的总电阻变小，总电流变大，E 2的内电压增大，则其路端电压变小；总电流增大，则R 2两端电压增大，所以右侧电路并联部分电压减小，R 的电压减小，则R 的功率将减小；R 的电流减小，而总电流增大，则通过R 3的电流增大，R 3的电压将增大，所以R G 的电压将减小，故B 、C错误．R 的电压变化量与R 2的电流变化量的比值ΔU ΔI＝R 2＋r 2，保持不变，故D 正确．] 6．如图所示，两平行金属板P 、Q 水平放置，上极板带正电，下极板带负电，板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出)，一个带电粒子在两平行板间做匀速直线运动后，从O 点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，最后打在挡板MN 上的A 点，不计粒子重力．下列说法正确的是( )A ．此粒子一定带负电B ．P 、Q 间的磁场一定垂直于纸面向外C ．若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷D ．若另一个带电粒子也能做匀速直线运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷C [粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子向下偏转，粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向下，应用左手定则可知，粒子带正电，故A 错误；粒子在复合场中做匀速直线运动，粒子所受合力为零，粒子所受电场力竖直向下，则粒子所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，P 、Q 间的磁场垂直于纸面向里，故B 错误；粒子在复合场中做匀速直线运动，由平衡条———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升——————— 件可知qvB ＝qE ，解得v ＝EB，粒子具有相同的速度，不一定具有相同的比荷；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB ＝m v 2r ，解得q m ＝v Br，由于粒子匀速通过P 、Q 间的复合场，则粒子速度v 相同，粒子运动轨迹相同，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r 相同，则粒子的比荷相同，故C 正确，D 错误．]7．两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两铝环的运动情况是( )A ．两环彼此相向运动B ．两环彼此背向运动C ．电流大的铝环加速度大D ．两环的加速度大小相等AD [根据电流间相互作用规律“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”可知，两圆环应相互吸引，即彼此相向运动，故A 正确，B 错误；再根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可知，两圆环的加速度大小相等，故C 错误，D 正确．]8．如图所示的电路有电源、电阻箱和电流表组成，电源电动势E ＝4 V ，内阻r ＝2 Ω；电流表内阻忽略不计，闭合开关，调节电阻箱，当电阻箱读数分别等于R 1和R 2时，电流表对应的读数分别为I 1和I 2，这两种情况下电源的输出功率相等，下列说法正确的是( )A ．I 1＋I 2＝2 AB ．I 1－I 2＝2 AC ．R 1＝1/R 2D ．R 1＝4/R 2 AD [根据闭合电路欧姆定律得：I 1＝E R 1＋r ＝4R 1＋2， ① I 2＝E R 2＋r ＝4R 2＋2，② 这两种情况下电源的输出功率相等，则有：I 21R 1＝I 22R 2，③ 由①②③解得：I 1＋I 2＝2 A ，R 1＝4/R 2，故A 、D 正确．]9．在一次南极科考中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度．其原理如图所示，电路中有一段长方体的金属导体，它长、宽、高分别为a 、b 、c ，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中电流强度沿x 轴正方向，大小为I .已知金属导体单位体积中的自由电子数为n ，电子电荷量为e ，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间电压为———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升——————— U ，则( )A ．金属导体的前侧面电势较低B ．金属导体的电阻为U IC ．自由电子定向移动的速度大小为I neab D ．磁感应强度的大小为necU IAD [金属导体中有自由电子．当电流形成时，金属导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动．在磁场中受到洛伦兹力作用的是自由电子．由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力沿z 轴正方向，自由电子向前侧面偏转，金属导体前侧面聚集了电子，后侧面感应出正电荷，金属导体前侧面电势低，后侧面电势高，故A 正确；金属前后侧面间的电势差是感应电势差，U ＝Eb ，故金属导体的电阻R ≠U I ，E 为感应电场强度，故B 错误；由电流的微观表达式可知，电流I ＝nevS ＝nevbc ，电子定向移动的速度大小v ＝I nebc，故C 错误；电子在做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，由平衡条件得eE ＝evB ，导体前后侧面间的电势差U ＝Eb ，解得B ＝necU I，故D 正确．] 10．在光滑绝缘水平面的P 点正上方O 点固定了一电荷量为＋Q 的正点电荷，在水平面上的N 点，由静止释放质量为m 、电荷量为－q 的负检验电荷，该检验电荷经过P 点时速度为v ，图中θ＝60°，规定电场中P 点的电势为零，则在＋Q 形成的电场中( )A ．N 点电势高于P 点电势B ．P 点电场强度大小是N 点的2倍C ．N 点电势为－mv 22qD ．检验电荷在N 点具有的电势能为12mv 2———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升——————— CD [根据顺着电场线方向电势降低可知，M 点的电势高于N 点的电势，而M 、P 两点的电势相等，则N 点电势低于P 点电势，故A 错误；P 点电场强度大小是E P ＝k Q r 2P ，N 点电场强度大小是E N ＝k Q r 2N ，则E P ∶E N ＝r 2N ∶r 2P ＝(2r P )2∶r 2P ＝4∶1，故B 错误；根据动能定理得：检验电荷由N 到P 的过程，－q (φN －φP )＝12mv 2，由题知，P 点的电势为零，即φP ＝0，解得N 点的电势φN ＝－mv 22q ，故C 正确；检验电荷在N 点具有的电势能为E p ＝－qφN ＝12mv 2，故D 正确．] 二、非选择题(本题共6小题，共60分)11．(6分)在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．(1)按如图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来．(2)在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“A”或“B”).(3)图丙是根据实验数据作出的U I 图象，由图可知，电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.甲 乙丙[解析] (1)由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器两端，由原理图连接实物图如图所示：———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————(2)为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，滑动变阻器接入部分为左半部分；故滑片应接到B 端．(3)由U I 图可知，电源的电动势E ＝1.50 V ，当路端电压为1 V 时，电流为0.5 A ，则由闭合电路欧姆定律可知r ＝E －U I＝1 Ω. [答案] (1)如解析图所示 (2)B (3)1.50 112．(8分)某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为________cm ，直径为________mm.(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R 1的阻值置于最________(选填“大”或“小”)处；将S 2拨向接点1，闭合S 1，调节R 1，使电流表示数为I 0；②将电阻箱R 2的阻值调至最________(选填“大”或“小”)，S 2拨向接点2；保持R 1不变，调节R 2，使电流表示数仍为I 0，此时R 2阻值为1 280 Ω.(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.[解析] (1)游标卡尺的读数为l ＝(50＋0.1×1)mm＝50.1 mm ＝5.01 cm.螺旋测微器的读数为d ＝(5＋31.5×0.01)mm＝5.315 mm.(2)电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则．此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的，故在①步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大，以保证电路安全．同理②步骤中亦将电阻箱R 2的阻值调至最大．(3)①步骤中，由闭合电路欧姆定律得I 0＝E R ＋R 1＋R g ＋r，其中R 表示圆柱体的电阻；———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升——————— ②步骤中，仍由闭合电路欧姆定律得I 0＝E R 2＋R 1＋R g ＋r， 由等量代换可得R ＝R 2＝1 280 Ω.[答案] (1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280 13．(10分)如图所示，质量m ＝1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L ＝1 m 的光滑绝缘框架上，匀强磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内).右侧回路中，电源的电动势E ＝8 V 、内阻r ＝1 Ω.额定功率为8 W 、额定电压为4 V 的电动机M 正常工作．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2.试求：(1)电动机的额定电流I M 与通过电源的电流I 总；(2)导体棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小．[解析] (1)电动机正常工作时，有P M ＝UI M代入数据解得I M ＝2 A通过电源的电流为I 总＝E －U r ＝8－41A ＝4 A. (2)导体棒静止在绝缘框架上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即F ＝mg sin 37°＝6 N流过电动机的电流I 为I ＝I 总－I M ＝4 A －2 A ＝2 AF ＝BIL解得B ＝3 T.[答案] (1)2 A 4 A (2)6 N 3 T14.(10分)如图所示，由A 、B 两平行板构成的电容器，电容为C ，原来不带电．电容器的A 板接地，并且中心有一个小孔，通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v 0，如果电子的发射是一个一个单独进行的，即第一个电子到达B 板后再射第二个电子，并且所有和B 板相碰的电子都留在B 板上．随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值．已知电子的质量为m 、电量为e ，电子所受的重力可忽略不计，A 、B 两板的距离为L .———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————(1)有n 个电子到达B 板上，这时两板间电场的场强E 多大？ (2)最多能有多少个电子和B 板相碰？(3)到达B 板的第1个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少？[解析] (1)当B 板上聚集了n 个射来的电子时，两板间的电势差为U ＝Q C ＝ne C ，内部电场为匀强电场，场强为E ＝U L ＝ne CL. (2)设最多能聚集N 个电子，第N ＋1个射入的电子到达B 板时速度减为零．此时两板间的电势差为U 1＝Q 1C ＝Ne C对此后再射入的电子，根据动能定理有－eU 1＝0－12mv 20 联立解得N ＝Cmv 202e2. (3)第一个电子在两板间做匀速运动，运动时间为t 1＝L v 0最后一个电子在两极间做匀减速运动，到达B 板时速度为零，运动时间为：t 2＝Lv ＝2L v 0二者时间差为Δt ＝t 2－t 1＝Lv 0. [答案] (1)ne CL (2)Cmv 202e 2 (3)L v 015．(12分)如图所示的电路中，R 1＝10 Ω，R 2＝4 Ω，R 3＝6 Ω，R 4＝3 Ω，U ＝2.4 V.(1)在ab 间接一只理想电压表，它的读数是多少？———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————(2)如在ab 间接一只理想电流表，它的读数又是多少？[解析] (1)在ab 间接一只理想电压表时，R 2、R 3串联后电阻为R 串＝R 2＋R 3＝10 ΩR 串与R 1并联后电阻为R 并＝R 串R 1R 串＋R 1＝5 Ω 再与R 4串联后总电阻为R 总＝R 并＋R 4＝8 Ω此时电路电流为I 总＝U R 总＝0.3 A R 4两端的电压为U 4＝I 总R 4＝0.9 VR 2、R 3串联后两端的电压为U 串＝U －U 4＝1.5 VR 2、R 3串联电路中的电流为I 分＝U 串R 2＋R 3＝0.15 A R 3两端的电压为U 3＝I 分R 3＝0.9 V电阻R 3、R 4两端的电压之和也就是电压表的示数U 分＝U 3＋U 4＝1.8 V.(2)在ab 间接一电流表时，通过电阻R 2的电流为I 2＝UR 2＝0.6 A R 3、R 4并联后电阻为R 并＝R 3R 4R 3＋R 4＝2 Ω 再与R 1串联后总电阻为R 串＝R 1＋R 并＝12 Ω此时这段电路的电流为I 1＝U R 串＝0.2 A 所以通过R 1的电流为0.2 A ，R 3两端的电压为U 3＝I 1R 并＝0.4 V通过R 3的电流为I 3＝U 3R 3≈0.07 A电流表的示数为I ＝I 2＋I 3＝0.67 A.[答案] (1)1.8 V (2)0.67 A16．(14分)如图甲所示，离子源在源源不断地产生正离子(质量为m ，电荷量为q )，离子由离子源飞出时的速度可以忽略不计，离子离开离子源后进入一加速电压为U 0的加速电场，偏转电场两极板M 、N 正对且板间距为d ，极板长L ＝d ，紧挨偏转极板右侧空间有一宽度L ＝d 的长条形区域，区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场．在偏转电场的两板间接一周期为T 的变化电压，如图乙所示．离子经过加速电场加速后从两板中央垂直进入偏转电场，已知离子穿越偏转极板过程所用时间非常短，可认为在这段时间内加在M 、N 板上的电压不变．不计离子的重力以及离子间的相互作用力．求：———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————(1)离子刚进入偏转电场时的速度v 0的大小；(2)在一个周期T 内，有离子从偏转极板射出的时间为多少；(3)为使从偏转极板射出的离子不从磁场的右边界射出，磁感应强度至少为多大．[解析] (1)根据动能定理有 qU 0＝12mv 20－0解得v 0＝2qU 0m . (2)设离子恰好打到偏转极板右侧下边缘时的电压为U 1，则根据L ＝d ＝v 0td 2＝12at 2a ＝F m ，F ＝Eq ，E ＝U 1d解得U 1＝2U 0由图象可知：在一个周期内，有离子从偏转极板射出的时间为23T . (3)从下板边缘射出的离子速度最大，在磁场中运动的半径最大，当其与磁场的右边界相切时，对应的磁场即为最小磁感应强度，设为B .运动轨迹如图所示：设离子从极板边缘飞出时速度的偏向角为θ，则由v y ＝at ，代入解得v y ＝2U 0q mv 0tan θ＝v y v 0＝1即θ＝45°则v ＝2v 0＝2 qU 0m———————欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————在磁场中，满足：r cos 45°＋r ＝L ＝d根据qvB ＝m v 2r ，得r ＝mv qB解得B ＝2＋2d U 0m q. [答案] (1)2qU 0m(2)23T (3)2＋2d U 0m q。
高中物理选修3-1课后习题和答案以及解释
课后练习一第10讲库仑定律和场强1.如图1-15所示，用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球A和金箔b的带电情况是（）A．a带正电，b带负电B．a带负电，b带正电C．a、b均带正电D．a、b均不带电答案：Ｃ详解：毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，靠近小球a,会在球上感应出正电荷，而负电荷就远离棒，到了金属杆c上。
此时用手指触碰c，会把杆上的负电荷转移走，于是整个验电器就带正电了。
球带正电，金箔也带正电。
2.如图1-4所示，真空中两个自由的点电荷A和B，分别带有-Q和+4Q的电荷，现放入第三个点电荷C，使点电荷A、B、C都处于平衡，则点电荷C应放在什么区域？点电荷C带什么电？答案：应该放入一个“+”电荷，并且放在A的左边。
详解：首先电荷不可能放中间，否则该电荷必受到两个同方向的力。
电荷放在右边也不可能，本身B处电荷电荷量就大，如果离它更近，必然是受到的两个电场力大小不一。
因此要放在A左边，并且只能是带正电才可行，因为如果带负电，AB两处电荷不可能平衡。
3.将一定量的电荷Q，分成电荷量q、q＇的两个点电荷，为使这两个点电荷相距r时，它们之间有最大的相互作用力，则q值应为______。
答案：详解：二者相互作用力就是看乘积的大小了。
数学上有如下规律，两个正数和一定，必然在二者相等时积最大。
于是答案是。
4.两个点电荷甲和乙同处于真空中．（1）甲的电荷量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的______倍．（2）若把每个电荷的电荷量都增加为原来的2倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（3）保持原电荷电荷量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的______倍；（4）保持其中一电荷的电荷量不变，另一个电荷的电荷量变为原来的4倍，为保持相互作用力不变，则它们之间的距离应变为原来的______倍；（5）把每个电荷的电荷都增大为原来的4倍，那么它们之间的距离必须变为原来的______倍，才能使其间的相互作用力不变。
2020—2021学年高二上学期物理粤教版选修3-1第一章电场单元练习(解析版)
2020—2021物理粤教版选修3—1第一章电场含答案粤教版选修3—1第一章电场1、(双选)如图所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷．关于使导体带电的以下说法中正确的是()A．如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电B．如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电C．如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电D．无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电2、如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象，下列说法正确的是()A．两片金属箔片上带异种电荷B．两片金属箔片上均带负电荷C．金属箔片上有电子转移到玻璃棒上D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起3、(双选)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 ．59F B ．45F C ．54FD ．95F4、如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况．设该电场中A 、B 两点的电场强度大小分别为E A 、E B ，则A 、B 两点( )A ．E A ＝EB ，电场方向相同 B ．E A <E B ，电场方向相同C ．E A >E B ，电场方向不同D ．E A <E B ，电场方向不同5、如图所示，真空中O 点处有一点电荷，在它产生的电场中有a 、b 两点，a 点的场强大小为E a ，与ab 连线成53°角，b 点的场强大小为E b ，与ab 连线成37°角．关于a 、b 两点E a 、E b 及φa 、φb 的关系，正确的是( )A ．25E a ＝9E b ，φa >φbB ．16E a ＝9E b ，φa <φbC ．9E a ＝25E b ，φa >φbD ．9E a ＝16E b ，φa <φb6、如图所示，匀强电场方向平行于xOy 平面，在xOy 平面内有一个半径为R ＝5 m 的圆，圆上有一个电荷量为q ＝＋1×10－8 C 的试探电荷P ，半径OP 与x 轴正方向的夹角为θ，P 沿圆周移动时，其电势能E p ＝2.5×10－5sin θ(J)，则( )A ．x 轴位于零势面上B ．电场强度大小为500 V/m ，方向沿y 轴正方向C ．y 轴位于零势面上D．电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向7、如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则()A．a的电荷量一定大于b的电荷量B．b的质量一定大于a的质量C．a的比荷一定大于b的比荷D．b的比荷一定大于a的比荷8、如图所示，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()A．F逐渐增大，T逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小C．F逐渐减小，T逐渐增大D．F逐渐增大，T逐渐增大9、如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B()A．不带电B．带正电C．带负电D．不能确定10、如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个()A．等于k Q29r2B．大于kQ29r2C．小于k Q29r2D．等于kQ2r211、如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角．关于E a、E b的关系，以下结论正确的是()A．E a＝33E b B．E a＝13E bC．E a＝3E b D．E a＝3E b12、一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移动到b 点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差U ab为()A．1×104 V B．－1×104 VC．4×104 V D．－7×104 V13、(双选)如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点．一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2.下列说法正确的是()A．此匀强电场的场强方向一定与a、b两点连线平行B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为W1＋W22C．若c、d之间的距离为L，则该电场的场强大小一定为W2 qLD．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N两点之间的电势差14、有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量Q A＝6.4×10－9C，Q B＝－3.2×10－9C，让两绝缘金属小球接触．在接触后，A、B带电荷量各是多少？此过程中电子发生了怎样的转移，转移了多少电荷量？15、如图所示，A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板，接在电压为U 的电源上．在A板的中央P点放置一个电子发射源．可以向各个方向释放电子．设电子的质量为m、电荷量为e，射出的初速度为v.求电子打在板上的区域面积．(不计电子的重力)2020—2021物理粤教版选修3—1第一章电场含答案粤教版选修3—1第一章电场1、(双选)如图所示，把置于绝缘支架上的不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，导体的A端感应出正电荷，B端感应出负电荷．关于使导体带电的以下说法中正确的是()A．如果用手摸一下导体的B端，B端自由电子将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电B．如果用手摸一下导体的A端，大地的自由电子将经人体流入导体与A端的正电荷中和，手指离开，移去带电体C，导体带负电C．如果用手摸一下导体的中间，由于中间无电荷，手指离开，移去带电体C，导体不带电D．无论用手摸一下导体的什么位置，导体上的自由电子都经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体带正电AD[无论用手摸一下导体的什么位置，都会使枕形导体通过人体与大地相连，由于静电感应，导体上的自由电子将经人体流入大地，使得导体带正电，手指离开，移去带电体C，导体带正电，故选A、D.]2、如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象，下列说法正确的是()A．两片金属箔片上带异种电荷B．两片金属箔片上均带负电荷C．金属箔片上有电子转移到玻璃棒上D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起C[用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片上均带正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器向玻璃棒转移；移走玻璃棒后，箔片仍带电，不会立即合在一起，选项C正确．]3、(双选)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 ．59F B ．45F C ．54FD ．95FBD [设一个球的带电量绝对值为Q ，则另一个球的带电量绝对值为5Q ，此时F ＝k 5Q 2r 2，若两球带同种电荷，接触后再分开，两球电量的绝对值为3Q ，则两球的库仑力大小F′＝k 9Q 2r 2＝9F5.若两球带异种电荷，接触后再分开，两球电量的绝对值为2Q ，此时两球的库仑力F″＝k 4Q 2r 2＝45F.故B 、D 正确，A 、C 错误．] 4、如图为金属球放入匀强电场后电场线的分布情况．设该电场中A 、B 两点的电场强度大小分别为E A 、E B ，则A 、B 两点( )A ．E A ＝EB ，电场方向相同 B ．E A <E B ，电场方向相同C ．E A >E B ，电场方向不同D ．E A <E B ，电场方向不同D [电场线的疏密表示电场强弱，由题图可知，B 点密集，A 点稀疏，故E A <E B ，又某点的电场方向为电场线上该点的切线方向，A 、B 两点的电场方向不同，故A 、B 、C 错误，D 正确．]5、如图所示，真空中O 点处有一点电荷，在它产生的电场中有a 、b 两点，a 点的场强大小为E a ，与ab 连线成53°角，b 点的场强大小为E b ，与ab 连线成37°角．关于a 、b 两点E a 、E b 及φa 、φb 的关系，正确的是( )A ．25E a ＝9E b ，φa >φbB ．16E a ＝9E b ，φa <φbC ．9E a ＝25E b ，φa >φbD ．9E a ＝16E b ，φa <φbD[设a、b两点到点电荷的距离分别为r a和r b.根据几何知识得r b＝43r a.根据点电荷场强公式E＝k Qr2得E a＝169E b；由图可知，该电场是由负点电荷产生的，故在点电荷的周围越靠近场源电荷电势越低，则有φa<φb，故D正确，A、B、C 错误．]6、如图所示，匀强电场方向平行于xOy平面，在xOy平面内有一个半径为R＝5 m的圆，圆上有一个电荷量为q＝＋1×10－8 C的试探电荷P，半径OP与x轴正方向的夹角为θ，P沿圆周移动时，其电势能E p＝2.5×10－5sin θ(J)，则()A．x轴位于零势面上B．电场强度大小为500 V/m，方向沿y轴正方向C．y轴位于零势面上D．电场强度大小为500 V/m，方向沿x轴正方向A[由E p＝2.5×10－5sin θ(J)知，x轴上的势能为零，是零势面，电场线与y轴平行，A正确，C错误；当θ＝90°时，E p＝2.5×10－5 J，由E p＝EqR解得E＝500 V/m，此时电势能大于零，故电场强度的方向沿y轴负方向，B、D错误．] 7、如图所示，a、b两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力，则()A．a的电荷量一定大于b的电荷量B．b的质量一定大于a的质量C．a的比荷一定大于b的比荷D．b的比荷一定大于a的比荷C[粒子在电场中做类平抛运动，由h＝12qEm(xv0)2得x＝v02mhqE.由v02hm aEq a＜v02hm bEq b得q am a＞q bm b，故选C.]8、如图所示，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态．现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动．关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是()A．F逐渐增大，T逐渐减小B．F逐渐减小，T逐渐减小C．F逐渐减小，T逐渐增大D．F逐渐增大，T逐渐增大B[电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，则由U＝Ed可知，电场强度E减小；电场力F＝Eq减小；小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力的作用而处于平衡，故拉力与电场力和重力的合力大小相等，方向相反；根据平行四边形定则可知，T＝F2＋（mg）2；由于重力不变，电场力变小，故拉力变小，B正确．]9、如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A，靠近放在绝缘支架上不带电的导体B，导体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A，则导体B()A．不带电B．带正电C．带负电D．不能确定C[根据静电感应现象和电荷间的相互作用，可判断导体B带负电，故选C.] 10、如图所示，两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量为Q，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个()A．等于k Q29r2B．大于kQ29r2C．小于k Q29r2D．等于kQ2r2B[由于两金属球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在金属球上的分布向两球靠近的一面集中，电荷间的距离就要比3r小．根据库仑定律，静电力一定大于k Q29r2，正确选项为B.]11、如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为E a，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为E b，方向与ab连线成30°角．关于E a、E b的关系，以下结论正确的是()A．E a＝33E b B．E a＝13E bC．E a＝3E b D．E a＝3E bD[由题图可知，r b＝3r a，再由E＝kQr2可知，E aE b＝r2br2a＝31，E a＝3E b，故D项正确．]12、一个带正电的质点，电荷量q＝2.0×10－9 C，在静电场中由a点移动到b 点．在这个过程中，除静电力外，其他外力做的功为6.0×10－5 J，质点的动能增加了8.0×10－5 J，则a、b两点间的电势差U ab为()A．1×104 V B．－1×104 VC．4×104 V D．－7×104 VA[设电场力做功为W，由动能定理知，W＋6.0×10－5 J＝8.0×10－5 J，解得W＝2.0×10－5 J ，因此a 、b 两点间的电势差为U ab ＝W q ＝1×104 V ，故选项A 正确．]13、(双选)如图，同一平面内的a 、b 、c 、d 四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M 为a 、c 连线的中点，N 为b 、d 连线的中点．一电荷量为q(q>0)的粒子从a 点移动到b 点，其电势能减小W 1；若该粒子从c 点移动到d 点，其电势能减小W 2.下列说法正确的是( )A ．此匀强电场的场强方向一定与a 、b 两点连线平行B ．若该粒子从M 点移动到N 点，则电场力做功一定为W 1＋W 22C ．若c 、d 之间的距离为L ，则该电场的场强大小一定为W 2qLD ．若W 1＝W 2，则a 、M 两点之间的电势差一定等于b 、N 两点之间的电势差 BD [由题意得，(φa －φb )q ＝W 1，(φc －φd )q ＝W 2，只能得出a 、b 两点间和c 、d 两点间的电势关系，无法确定场强的方向，选项A 错误；若c 、d 之间的距离为L ，因无法确定场强的方向，故无法确定场强的大小，选项C 错误；由于φM ＝φa ＋φc 2、φN ＝φb ＋φd2、W MN ＝q(φM －φN )，上述式子联立求解得粒子从M 点移动到N 点电场力做的功为W MN ＝W 1＋W 22，所以B 正确；若W 1＝W 2，有φa －φb ＝φc －φd ，变形可得φa －φc ＝φb －φd ，又φa －φM ＝φa －φa ＋φc 2＝φa －φc 2，φb －φN＝φb －φb ＋φd 2＝φb －φd 2，所以φa －φM ＝φb －φN ，D 正确．]14、有两个完全相同的带电绝缘金属小球A 、B ，分别带有电荷量Q A ＝6.4×10－9C ，Q B ＝－3.2×10－9C ，让两绝缘金属小球接触．在接触后，A 、B 带电荷量各是多少？此过程中电子发生了怎样的转移，转移了多少电荷量？[解析] 接触后两小球带电量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9C ，在接触过程中，电子由B 球转移到A球，不仅将自身净电荷中和，且继续转移，使B 球带Q B ′的正电荷．这样，共转移的电子电荷量为：ΔQ ＝Q B －Q B ′＝(－3.2×10－9－1.6×10－9)C ＝－4.8×10－9C[答案] 均为1.6×10－9C 电子由B 球转移到了A 球，转移了4.8×10－9 C15、如图所示，A 、B 为两块足够大的相距为d 的平行金属板，接在电压为U 的电源上．在A 板的中央P 点放置一个电子发射源．可以向各个方向释放电子．设电子的质量为m 、电荷量为e ，射出的初速度为v .求电子打在板上的区域面积．(不计电子的重力)[解析] 打在最边缘的电子，其初速度方向平行于金属板，在电场中做类平抛运动，在垂直于电场方向做匀速运动，即r ＝v t在平行电场方向做初速度为零的匀加速运动，即d ＝12at 2电子在平行电场方向上的加速度a ＝eE m ＝eU md电子打在B 板上的区域面积S ＝πr 2由以上几式得S ＝2πm v 2d 2eU .[答案] 2πm v 2d 2eU。
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高中物理选修3_1:电 场姓名：__________ 班级：__________ 正确率：__________一、单项选择题1．关于静电的应用和防止，下列说法不正确的是( ) A ．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 B ．为了防止静电危害，飞机轮胎用导电橡胶制成C ．为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要很光滑D ．为了消除静电，油罐车尾装一条拖地铁链 答案：A2．下列关于点电荷的说法中，正确的是( ) A ．只有电荷量很小的带电体才能看成是点电荷 B ．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C ．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D ．一切带电体都可以看成是点电荷 答案：C3．真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F ，若它们的带电荷量都增大为原来的3倍，距离增大为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为( )A ．16FB ．94F C ．32F D ．12F 答案：B4．在真空中有两个点电荷，它们之间的距离是L 时，相互作用的库仑力大小是F ，如果把两个电荷之间的距离缩短10 cm ，则相互作用的库仑力变为4F ，由此可知L 的大小是( )A ．20 cmB ．13.3 cmC ．30 cmD ．50 cm答案：A5．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F .两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A ．112F B ．34F C ．43F D ．12F答案：C6．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是( )A ．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B ．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C ．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D ．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 答案：C7．下列说法中正确的是( ) A ．点电荷就是体积小的带电体B ．带电荷量少的带电体一定可以视为点电荷C ．大小和形状对作用力的影响可忽略的带电体可以视为点电荷D ．根据库仑定律表达式F ＝kQqr 2，当两电荷之间的距离r →0时，两电荷之间的库仑力F →∞答案：C8.如图所示，两个带电球，大球的电荷量大于小球的电荷量，可以肯定( )A ．两球都带正电B ．两球都带负电C ．大球受到的静电力大于小球受到的静电力D ．两球受到的静电力大小相等 答案：D9．由电场强度的定义式E ＝F q可知，在电场中的同一点( ) A ．电场强度E 跟F 成正比，跟q 成反比B ．无论放入的试探电荷所带的电荷量如何变化，F q始终不变C ．电场中某点的电场强度为零，放入该点的电荷受到的静电力不一定为零D ．试探电荷在该点受到的静电力的方向就是该点的电场强度方向 答案：B10．下列几种电荷形成的电场中，电场线分布的大致图形正确的是( )答案：D11．如图是电场中某区域的电场线图，电场中的三点A ，B ，C 的电场强度分别为E A ，E B ，E C ，关于E A ，E B ，E C 大小的判断，正确的是( )A ．E A >EB >EC B ．E A ＝E B ＝E C C ．E A <E B <E CD ．E B >E A >E C解析：由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，D 点的电场强度较大，E A >E B >E C ，选项A 正确．答案：A12.a ，b 两个点电荷在电场中受到的电场力F a ，F b 的方向如图所示，由图可以判断( )A ．a ，b 都带正电B ．a ，b 都带负电C ．a 带正电，b 带负电D ．a 带负电，b 带正电解析：电场力的方向是这样规定的：正电荷的电场力方向与电场强度方向相同，负电荷的电场力方向与电场强度方向相反，所以a 带正电，b 带负电，选项C 正确．答案：C13．如图是表示在一个电场中a ，b ，c ，d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是( )A ．这个电场是匀强电场B ．a ，b ，c ，d 四点的电场强度大小关系是E d >E a >E b >E cC ．a ，b ，c ，d 四点的电场强度大小关系是E a >E b >E d >E cD ．无法确定这四个点的电场强度大小关系解析：图中给出了a ，b ，c ，d 四个位置上电荷量和所受电场力大小的变化关系，由电场强度的定义式E ＝F q可知，图象的斜率代表电场强度．斜率大的电场强度大、斜率小的电场强度小，故选项B 正确，A ，C ，D 错误．答案：B14.某电场的电场线如图所示，P ，Q 是电场中的两点，则( )A ．P 点的电场强度较大B ．Q 点的电场强度较大C ．P ，Q 两点的电场强度大小相等D ．P 点的电场强度方向向左解析：由电场线的疏密表示电场强度的大小可知，P 点的电场强度较大，选项A 正确，B ，C 错误；电场线上每一点的切线方向就是该点的电场强度方向，P 点的电场强度的方向向右，选项D 错误．答案：A15．在电场中A 、B 两点间的电势差U AB ＝75 V ，B 、C 两点间的电势差U BC ＝－200 V ，则A 、B 、C 三点的电势高低关系为( )A．φA>φB>φC B．φC>φA>φBC．φA<φC<φB D．φC>φB>φA解析：因为A、B两点间的电势差U AB＝75 V，设B点的电势为0，故A点的电势为75 V，又因为B、C两点间的电势差为U BC＝－200 V，故U BC＝φB－φC＝0－φC＝－200 V，故φC＝200 V，故电势最大的是C点，其次是A点，最小的是B点，故选项B正确．答案：B16.如图所示，电场中有a、b两点，则下列说法中正确的是( )A．电势φa<φb，场强E a<E bB．电势φa>φb，场强E a>E bC．将电荷－q从a点移到b点电场力做负功D．将电荷－q分别放在a、b两点时具有的电势能E p a>E p b解析：电场线越密的地方电场强度越大，所以场强E a<E b，沿着电场线电势降低，所以电势φa>φb，故A、B错误；将－q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，故C正确；将－q电荷从A点移动到B点所受电场力和电场线方向相反，电场力做负功，电势能增加，所以将电荷－q分别放在a、b两点时具有的电势能E p a<E p b，故D错误．答案：C17．在地面上插入一对电极M和N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场．恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点．下列说法中正确的是( )A．P点场强比Q点场强大B．P点电势比Q点电势高C．P点电子的电势能比Q点电子的电势能大D．电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变解析：电场线密的地方电场强度大，所以P点场强比Q点场强小，故A错误；沿电场线方向电势降低，所以P点电势一定高于Q点电势，故B正确；将电子从P点移到Q点，电场力做负功，电子的电势能增加，电子在Q点的电势能大，C错误；由于该电场是非匀强电场，E是变化的，由F＝qE可知，电子所受的电场力是变化的，故D错误．答案：B18．板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为E 1，现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是( )A ．U 2＝U 1，E 2＝E 1B ．U 2＝2U 1，E 2＝4E 1C ．U 2＝U 1，E 2＝2E 1D ．U 2＝2U 1，E 2＝2E 1解析：当平行板电容器的其他条件不变，板间距离变为12d 时，电容器的电容为C ′＝εr S4πkd2＝2C ，又知电容器的带电量变为2Q ，则得知U 2＝2Q2C，即U 2＝U 1.根据匀强电场中电势差与场强之间的关系式E ＝U d得E 2＝U 212d ＝2E 1，因此选项C 正确，其他选项均错误．答案：C19．某一电容器的标注是“400 V 22 μF”，则下列说法中正确的是( ) A ．该电容器可在400 V 以下电压时正常工作 B ．该电容器只能在400 V 电压时正常工作 C ．电压是200 V 时，电容是11 μFD ．使用时只需考虑工作电压，不必考虑电容器的引出线与电源的哪个极相连 解析：每一个电容器都有它的耐压值，电容器可以在耐压值及其以下正常工作，所以选项A 正确，选项B 错误；电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质决定的，所以电容不变，选项C 错误；有的电容器是有极性的，分正负极，所以选项D 错误．答案：A20．在匀强电场中，同一条电场线上有A 、B 两点，有两个带电粒子先后由静止从A 点出发并通过B 点．若两粒子的质量之比为2∶1，电量之比为4∶1，忽略它们所受重力，则它们由A 点运动到B 点所用时间之比为( )A ．1∶ 2 B.2∶1 C ．1∶2D ．2∶1解析：由qE ＝ma ，x ＝12at 2知，t ＝2mxqE，则t 1t 2＝m 1m 2·q 2q 1＝12， 选项A 正确．二、非选择题21．把质量为m 的带负电小球A ，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q 的带正电小球B 靠近小球A ，当两个带电小球在同一高度相距r 时，绳与竖直方向成α角．试求：(1)A 球所受绳子的拉力； (2)A 球的带电荷量．解析：(1)带负电的小球A 处于平衡状态，A 受到库仑力F 、重力mg 以及绳子的拉力T 的作用，受力如图所示．竖直方向：mg －T cos α＝0，① 水平方向：F －T sin α＝0，② 解得：F ＝mg tan α，③T ＝mgcos α.④ (2)根据库仑定律F ＝k qQ r2，⑤联立③⑤，解得q ＝mgr 2tan αkQ .答案：(1)mgcos α (2)mgr 2tan αkQ22．一试探电荷q ＝＋4×10－9C ，在电场中P 点受到的静电力F ＝6×10－7N ，则P 点的电场强度大小为__________N/C ；将试探电荷移走后，P 点的电场强度大小为____________N/C ；放一电荷量为q ′＝1.2×10－6C 的电荷在P 点，受到的静电力F ′的大小为__________N.解析：根据电场强度的定义可得E ＝F q ＝6×10－74×10－9 N/C ＝1.5×102N/C ；电场强度是描述电场性质的物理量，跟试探电荷无关，所以将试探电荷移走后，电场强度仍是1.5×102N/C ；F ′＝q ′E ＝1.2×10－6×1.5×102 N ＝1.8×10－4 N.答案：1.5×1021.5×1021.8×10－423．电子的电荷量为e ，质量为m ，以速度v 0沿电场线方向射入到场强为E 的匀强电场中，如图所示，电子从A 点射入，到B 点速度变为零．(1)A 、B 两点间的电势差是多大？ (2)A 、B 两点间的距离是多少？解析：(1)由已知得全过程只有电场力做功，由动能定理，得eU AB ＝0－12mv 20，解得U AB ＝－mv 202e. (2)由U ＝Ed ，得d ＝U AB E ＝－mv 202eE.答案：(1)－mv 202e (2)－mv 202eE。