高中物理选修3-1：第1章第1节时同步训练及解析
人教版高中物理选修3-1--第一章：静电场--经典题目检测(含答案)
第一章：静电场经典题目检测(90分钟共100分)一、选择题(共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，上端固定在天花板上的绝缘轻绳连接带电小球a，带电小球b固定在绝缘水平面上，可能让轻绳伸直且a球保持静止状态的情景是( )2．如图所示，实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则( )A．a一定带正电，b一定带负电B．电场力对a做正功，对b做负功~C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大3．如图，在场强为E的匀强电场中有一个质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为( )A．mgEB．3mgEC．2mgED．mg2E4．一带电粒子从某点电荷电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则下列说法正确的是( )A．该电场是某正点电荷电场B．粒子的速度逐渐增大;C．粒子的加速度逐渐增大D．粒子的电势能逐渐增大5．位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线，则( )A．a点和b点的电场强度相同B．正电荷从c点移到d点，电场力做正功C．负电荷从a点移到c点，电场力做正功D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点电势能不变6．在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，最高点为a，最低点为b，不计空气阻力，则( )（A．小球带负电B．电场力跟重力平衡C．小球在从a点运动到b点的过程中，电势能减小D．小球在运动过程中机械能守恒7．如图所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正确的是( )A．AD两点间电势差U AD与AA′两点间电势差U AA′相等B．带正电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电场力做正功—C．带负电的粒子从A点沿路径A―→D―→D′移到D′点，电势能减小D．带电粒子从A点移到C′点，沿对角线A―→C′与沿路径A―→B―→B′―→C′电场力做功相同8. 一个电子以速度8×106m/s从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和电子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行。
高中物理选修3-1-第1章电场-全套同步练习-带答案
3．两个点电荷相距为 d，相互作用力大小为 F，保持两点电荷的电荷量不变， 改变它们之间 的距离，使之相互作用力大小为 4F，则两点之间的距离应是
A ． 4d
B ．2d
C． d/2
D ．d/4
4．两个直径为 d 的带正电的小球， 当它们相距 100 d 时作用力为 F，则当它们相距为
作用力为 (
)
d 时的
9．带电微粒所带的 电荷量 不可能是下列值中的
-19
A. 2.4 1×0 C
-19
B.-6.4 1×0 C
-18
C.-1.6 1×0 C
-17
D.4.0 ×10 C
10．有三个相同的绝缘金属小球 A 、B、C，其中小球 A 带有 2.0 ×10-5C 的正电荷，小球 B 、
C 不带电．现在让小球 C 先与球 A 接触后取走，再让小球 B 与球 A 接触后分开，最后让小
A ． B 球带电荷量较多 B． B 球质量较大
图 1—2—6
C． A 球带电荷量较多 D ．两球接触后，再静止下来，两绝缘线与竖直方向的夹角变为
α、′β，′则仍有 α ′ < β′
８．两个质量相等的小球，带电荷量分别为 点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为
q 1 和 q 2 ，用长均为 L 的两根细线，悬挂在同一
8
C，
现引入电荷
C ，电荷量
Qc＝ +4.0 ×10
8
C，则电荷
C 置于离 A
cm，离 B
cm 处时， C 电荷即可平衡； 若改变电荷 C 的电荷量， 仍置于上述位置， 则电
荷 C 的平衡状态
(填不变或改变 )，若改变 C 的电性，仍置于上述位置，则 C
高中物理选修3-1：第1章第1节时同步训练及解析
高中物理选修3-1 同步训练1.下列说法正确的是()A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确．2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是()A．物体上一定有多余的电子B．物体上一定缺少电子C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍D．物体的带电量可以是任意的一个值解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3.图1－1－4(2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则()A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.4.图1－1－5(2012·合肥一中高二检测)如图1－1－5所示，A、B是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C靠近A(C与A不接触)，然后先将A、B分开，再将C移走．关于A、B的带电情况，下列判断正确的是()A ．A 带正电，B 带负电 B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电解析：选A.C 接近A 后A 带正电，B 带负电．分开A 、B 后，A 带正电，B 带负电，所以选A. 5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C ，先后与A 、B 接触后移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？ (2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)A 、B 带同种电荷，设电荷量为Q ，C 与A 接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A 、C 所带的电荷量均为12Q ，C 与B 接触后平分二者电荷量，则B 、C 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q ＋Q ＝34Q ，A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎝⎛⎭⎫34Q ＝2∶3.(2)A 、B 带异种电荷，设电荷量分别为Q 、－Q ，A 、C 接触后，平分电荷量Q ，A 、C 的电荷量均变为12Q ；C 再与B 接触，平分二者的总电荷量，C 、B 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q －Q ＝－14Q ，则A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎪⎪⎪⎪－14Q ＝2∶1.答案：(1)2∶3 (2)2∶1一、单项选择题1.把一不带电的金属小球移近一个带电的金箔验电器，金箔的张角将( ) A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．不能确定 答案：B2.图1－1－6(2012·中山一中高二检测)如图1－1－6所示，金属棒A 带正电，让其靠近验电器B ，则( ) A ．验电器金属箔片不张开，因为棒A 没有和B 接触 B ．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了正电 C ．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了负电D ．验电器金属箔片张开，因为验电器下部箔片都带了正电解析：选D.根据静电感应原理可知，金属棒A 靠近验电器B 时，会使验电器上端的金属球产生静电感应而带上负电，同时金属箔片带上等量正电荷，金属箔片便张开，故只有D 正确． 3.(2012·肇庆一中高二检测)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是( ) A ．两球原来带有等量异种电荷 B ．两球原来带有同种电荷C ．两球原来带有不等量异种电荷D ．两球中原来只有一个带电解析：选A.当两球带有等量异种电荷时，两者接触，发生中和，之后两者无作用力，故A不可能互相排斥，B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷，相互排斥．故本题选A.4.图1－1－7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 不带电，如图1－1－7所示，现使b球带电，则()A．a、b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排斥开解析：选D.b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表达吸引并能接触．二、双项选择题5.关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由法国物理学家库仑用实验测得的解析：选BC.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C对、D错．6.下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦发生了电荷转移D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析：选CD.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19 C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的转移过程，故C项正确．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．7.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1－1－8解析：选BD.把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷，D对；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，B项正确．8.原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C ，丙物体带电8×10－16 C ．则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是( )A ．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB ．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC ．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD ．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C解析：选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C 而带正电，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C 的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电为1.6×10－15 C －8×10－16 C＝8×10－16 C ，故A 、D 正确． 9.(2012·杭州二中高二检测)如图1－1－9所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C 是后来靠近的带正电导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A 、B 两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A 、Q B ，则下列结论正确的是()图1－1－9A ．沿虚线d 切开，A 带正电，B 带负电B ．只有沿虚线b 切开，才有A 带正电，B 带负电，且Q A ＝Q BC ．沿虚线a 切开，A 带正电，B 带负电，且Q A <Q BD ．沿任意一条虚线切开，都有A 带正电，B 带负电，而Q A 、Q B 的值与所切的位置有关解析：选AD.静电感应使得A 带正电，B 带负电．导体原来不带电，只是在导体球C 静电感应的作用下，导体中的自由电子向B 部分移动，使B 部分带了多余的电子，而带负电；A 部分少了电子，而带正电．根据电荷守恒定律，A 部分移走的电子数目和B 部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C 的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A 、Q B 是不同的，故A 、D 正确． 三、非选择题10.(1)步骤二的实验现象说明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；(2)步骤三的实验现象说明________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (3)该研究性实验________(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．解析：用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了等量异种电荷．步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开，步骤三中两块板同时插入空心金属球，总电荷量为零，不发生静电感应现象，故箔片不张开，该实验能验证电荷守恒定律．答案：(1)起电板使验电器感应起电 (2)两块板带有等量异种电荷 (3)能 11.图1－1－10如图1－1－10所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C 的电荷量，求： (1)金属瓶上收集到多少个电子？ (2)实验的时间为多长？解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12C －1.6×10－19 C＝5×107(个)．(2)实验的时间：t ＝5×107104 s －1＝5000 s.答案：(1)5×107个 (2)5000 s 12.图1－1－11(2012·江苏金陵中学高二检测)如图1－1－11所示，大球A 原来的电荷量为Q ，小球B 原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q ；现给A 球补充电荷，使其电荷量为Q ，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q ，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知，此比例为(Q －q )∶q .经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B 球带电荷量为q ′，则有Q －q q ＝Q q ′，解得q ′＝QqQ －q .答案：QqQ －q。
最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析
最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析第一章第一章第一章章末检测第一章(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是()A．电场强度大的地方，电势一定高B．电场强度不变，电势也不变C．电场强度为零时，电势一定为零D．电场强度的方向是电势降低最快的方向答案 D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、C错误，选项D正确．图12．如图1所示，空间有一电场，电场中有两个点a和b.下列表述正确的是()A．该电场是匀强电场B．a点的电场强度比b点的大C．a点的电势比b点的高D．正电荷在a、b两点受力方向相同答案 C解析由电场线的分布可以看出，此电场不是匀强电场，选项A错误；b点电场线比a点电场线密，故a 点的电场强度比b点的小，B不正确；根据电场线的方向知a点的电势比b点的大，故C正确．正电荷在a、b两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向，选项D错误．图23．空中有两个等量的正电荷q1和q2，分别固定于A、B两点，DC为AB连线的中垂线，C为A、B两点连线的中点，将一正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有( ) A ．电势能逐渐减小 B ．电势能逐渐增大 C ．q 3受到的电场力逐渐减小D ．q 3受到的电场力逐渐增大 答案 A解析 中垂线CD 段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷q 3由C 点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，A 对，B 错；中垂线上由C 到D ，电场强度先变大后变小，q 3受到的电场力先变大后变小，C 、D 错．图34．如图3所示，a 、b 、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c 为ab 的中点，a 、b 电势分别为φa ＝5 V 、φb ＝3 V ．下列叙述正确的是( ) A ．该电场在c 点处的电势一定为4 V B ．a 点处的场强E a 一定大于b 点处的场强E b C ．一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少 D ．一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 答案 C解析 因不知该电场是否是匀强电场，所以E ＝Ud 不一定成立，c 点电势不一定是4 V ，所以A 、B 两项错误．因φa ＞φb ，电场线方向向右，正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功，电势能减少，受到的电场力指向b ，所以C 项正确、D 项错误．图45．空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场．实线为其电场线，虚线为其等势线，A 、B 两点与两球球心连线位于同一直线上，C 、D 两点关于直线AB 对称，则( ) A ．A 点和B 点的电势相同 B ．C 点和D 点的电场强度相同C ．正电荷从A 点移至B 点，静电力做正功D ．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先增大后减小 答案 C解析 由题图可知φA ＞φB ，所以正电荷从A 移至B ，静电力做正功，故A 错误，C 正确．C 、D 两点场强方向不同，故B 错误．负电荷从C 点沿直线CD 移至D 点，电势能先减小后增大，所以D 错误，故选C.图56．如图5所示，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 >0)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 ．k 3q R 2 B ．k 10q9R 2 C ．k Q ＋q R 2 D ．k 9Q ＋q 9R 2答案 B解析 由于b 点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆盘和a 点处点电荷在b 处产生的场强大小相等，方向相反．在d 点处带电圆盘和a 点处点电荷产生的场强方向相同，所以E ＝k q (3R )2＋k q R 2＝k 10q 9R 2，所以B 选项正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 7．下列各量中，与检验电荷无关的物理量是( )A ．电场力FB ．电场强度EC ．电势差UD ．电场力做的功W答案 BC解析 电场力F ＝qE ，与检验电荷有关，故A 项错；电场强度E 、电势差U 与检验电荷无关，故B 、C 对；电场力做功W ＝qU ，与检验电荷有关，故D 项错．8．带电粒子M 只在电场力作用下由P 点运动到Q 点，在此过程中克服电场力做了2.6×10－8 J 的功，那么( )A ．M 在P 点的电势能一定小于它在Q 点的电势能B ．P 点的场强一定小于Q 点的场强C ．P 点的电势一定高于Q 点的电势D ．M 在P 点的动能一定大于它在Q 点的动能答案AD解析因克服电场力做功，电势能增加，动能减小，所以A、D项正确；P、Q两点的场强大小不能确定，B项错；粒子电性未知，所以P、Q两点的电势高低不能判定，C项错．图69．如图6所示的电路中，AB是两金属板构成的平行板电容器．先将电键K闭合，等电路稳定后再将K 断开，然后将B板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P与A板的距离不变．则下列说法正确的是()A．电容器的电容变小B．电容器内部电场强度大小变大C．电容器内部电场强度大小不变D．P点电势升高答案ACD图710．带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示，如果带电粒子只受电场力作用从a到b运动，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在a和b点的加速度相同C．该粒子在a点的电势能比在b点时大D．该粒子在b点的速度比在a点时大答案BCD解析由于粒子运动轨迹越来越向上弯曲，可判断它受力方向为竖直向上，所以粒子应带负电，故A错；匀强电场中受力恒定，加速度相同，B对；从a到b由于电场力方向速度方向成锐角，电场力做正功，则电势能减小，动能增大，故该粒子在b点的电势能比在a点时小，在b点的速度比在a点时大．故C、D 正确．三、填空题(每空2分，共10分)图811．如图8所示，Q 为固定的正点电荷，A 、B 两点在Q 的正上方与Q 相距分别为h 和0.25h ，将另一点电荷从A 点由静止释放，运动到B 点时速度正好又变为零．若此电荷在A 点处的加速度大小为34g ，此电荷在B 点处的加速度大小为________；方向________；A 、B 两点间的电势差(用Q 和h 表示)为________． 答案 3g 方向竖直向上 －3kQh解析 这一电荷必为正电荷，设其电荷量为q ，由牛顿第二定律，在A 点时mg －kQq h 2＝m ·34g .在B 点时kQq(0.25h )2－mg ＝m ·a B ，解得a B ＝3g ，方向竖直向上，q ＝mgh 24kQ.从A 到B 过程，由动能定理mg (h －0.25h )＋qU AB ＝0， 故U AB ＝－3kQh.图912．如图9所示，在竖直向下、场强为E 的匀强电场中，长为l 的绝缘轻杆可绕固定轴O 在竖直面内无摩擦转动，两个小球A 、B 固定于杆的两端，A 、B 的质量分别为m 1和m 2(m 1＜m 2)，A 带负电，电荷量为q 1，B 带正电，电荷量为q 2.杆从静止开始由水平位置转到竖直位置，在此过程中静电力做功为____________，在竖直位置处两球的总动能为______________． 答案 (q 1＋q 2)El /2 [(m 2－m 1)g ＋(q 1＋q 2)E ]l /2解析 本题考查静电力做功的特点和动能定理，考查学生对功能关系的处理．A 、B 在转动过程中静电力对A 、B 都做正功，即：W ＝q 1E l 2＋q 2E l 2＝(q 1＋q 2)El /2，根据动能定理：(m 2－m 1)g l 2＋(q 1＋q 2)El2＝E k －0，可求解在竖直位置处两球的总动能为E k ＝[(m 2－m 1)g ＋(q 1＋q 2)E ]l /2. 四、计算题(本题共4小题，共50分)图1013．(10分)如图10所示，在匀强电场中，将带电荷量q ＝－6×10－6 C 的电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了2.4×10－5 J 的功，再从B 点移到C 点，电场力做了1.2×10－5 J 的功．求：(1)A 、B 两点间的电势差U AB 和B 、C 两点间的电势差U BC ； (2)如果规定B 点的电势为零，则A 点和C 点的电势分别为多少？ (3)作出过B 点的一条电场线(只保留作图的痕迹，不写做法)． 答案 (1)4 V －2 V (2)4 V 2 V (3)见解析图解析 (1)U AB ＝W AB q ＝－2.4×10－5－6×10－6V ＝4 VU BC ＝1.2×10－5－6×10－6 V ＝－2 V(2)U AB ＝φA －φB ，U BC ＝φB －φC 又φB ＝0故φA ＝4 V ，φC ＝2 V (3)如图所示图1114．(12分)一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图11所示．AB 与电场线夹角θ＝30°，已知带电粒子的质量m ＝1.0×10－7 kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20cm.(取g ＝10 m/s 2，结果保留两位有效数字)求： (1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． (2)电场强度的大小和方向．(3)要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少． 答案 见解析解析 (1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度v A 方向相反，微粒做匀减速运动．(2)在垂直于AB 方向上，有qE sin θ－mg cos θ＝0所以电场强度E ＝1.7×104 N/C 电场强度的方向水平向左(3)微粒由A 运动到B 时的速度v B ＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，mgL sin θ＋qEL cosθ＝m v 2A /2，代入数据，解得v A ＝2.8 m/s图1215．(14分)如图12所示，在E ＝ 103 V/m 的水平向左匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置，轨道与一水平绝缘轨道MN 连接，半圆轨道所在竖直平面与电场线平行，其半径R ＝0.4 m ，一带正电荷q ＝10－4 C 的小滑块质量为m ＝ 0.04 kg ，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2，求：(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L ，滑块应在水平轨道上离N 点多远处释放？ (2)这样释放的滑块通过P 点时对轨道压力是多大？(P 为半圆轨道中点) 答案 (1)20 m (2)1.5 N解析 (1)滑块刚能通过轨道最高点条件是 mg ＝m v 2R，v ＝Rg ＝2 m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得： Eqs －μmgs －mg 2R ＝12m v 2所以s ＝m ⎝⎛⎭⎫12v 2＋2gREq －μmg代入数据得：s ＝20 m(2)滑块过P 点时，由动能定理： －mgR －EqR ＝12m v 2－12m v 2p所以v 2P＝v 2＋2(g ＋Eq m)R 在P 点由牛顿第二定律：N －Eq ＝m v 2PR所以N ＝3(mg ＋Eq ) 代入数据得：N ＝1.5 N图1316．(14分)如图13所示，EF 与GH 间为一无场区．无场区左侧A 、B 为相距为d 、板长为L 的水平放置的平行金属板，两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场，其中A 为正极板．无场区右侧为一点电荷Q 形成的电场，点电荷的位置O 为圆弧形细圆管CD 的圆心，圆弧半径为R ，圆心角为120°，O 、C 在两板间的中心线上，D 位于GH 上．一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子以初速度v 0沿两板间的中心线射入匀强电场，粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管，并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动．(不计粒子的重力、管的粗细)求： (1)O 处点电荷的电性和电荷量； (2)两金属板间所加的电压． 答案 (1)负电 4m v 20R 3kq (2)3md v 203qL解析 (1)由几何关系知，粒子在D 点速度方向与水平方向夹角为30°，进入D 点时速度v ＝v 0cos 30°＝233v 0 ①在细圆管中做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动，故Q 带负电且满足k QqR 2＝m v 2R ②由①②得：Q ＝4m v 20R3kq(2)粒子射出电场时速度方向与水平方向成30° tan 30°＝v y v 0③v y ＝at ④ a ＝qU md ⑤ t ＝L v 0⑥ 由③④⑤⑥得：U ＝md v 20tan 30°qL ＝3md v 203qL章末检测 第二章(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶16 答案 B解析 由P ＝I 2R 知：R ＝P I 2，所以R 1∶R 2＝41∶14＝16∶1.2．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V 的电动势，可获得0.1 A 的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 ( ) A ．0.24 J B ．0.25 J C ．0.26 J D ．0.28 J 答案 C解析 根据W ＝UIt 可得每秒太阳能电池产生的能量为W ＝0.6×0.1×1 J ＝0.06 J ，设太阳能每秒照射的能量为Q ，则由能的转化和守恒定律得Q ×23%＝W ，所以Q ＝0.26 J.3．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定，车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是( ) A ．“与”门 B ．“或”门 C ．“非”门 D ．“与非”门 答案 A解析 根据汽车双门都关紧汽车才能启动的情况可知，即两个条件都满足事件才能发生，故能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门应该是“与”门．图14．如图1所示，R 4是半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，这就是一个火警报警器的电路，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R 4所在处出现火情时，显示器的电流I 和报警器两端的电压U 的变化情况是( ) A ．I 变大，U 变小 B ．I 变大，U 变大 C ．I 变小，U 变大 D ．I 变小，U 变小答案 A解析 当R 4处出现火情时，R 4↓→R 总↓→I 总↑→U 外↓→U 并↓→IR 3↓→I ↑.故A 项正确．图25．如图2为测量某电源电动势和内阻时得到的UI 图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能为( )答案 B解析 根据UI 图象可知E ＝6 V ，r ＝0.5 Ω，A 图U 外＝4 V ，B 图中U 外＝4.8 V ，C 图中： U 外＝5.7 V ，D 图中U 外＝5.4 V.图36．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示，图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( ) A.34、14 B.13、23 C.12、12 D.23、13 答案 D解析 电源的效率η＝UI EI ×100%＝UE ×100%.a 点对应的路端电压U 为4个格，而电动势E 为6个格．因此ηa ＝23；b 点对应的路端电压为2个格，因此ηb ＝13.故D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)图47．如图4所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( ) A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2R C ．P ＝IU D ．P ＝Wt答案 CD解析 电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI ，P ＝Wt 是普遍适用的，而A 、B 两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以A 、B 错误， C 、D 正确．图58．某学生做研究串联电路电压特点的实验时，接成如图5所示的电路，接通S 后，他将多用电表电压挡的红、黑表笔并联在A 、C 两点间时，电压表读数为U ；当并联在A 、B 两点间时，电压表读数也为U ；当并联在B 、C 两点间时，电压表读数为零，故障的原因可能是( ) A ．AB 段断路 B ．BC 段断路 C ．AB 段短路 D ．BC 段短路答案 AD解析 由题意可得U AB ＝U AC ＝U ，说明由A 、B 分别至电源的线路均已接通．若BC 段完好，则AB 段断路；若BC 段短路，则AB 段可能断路，也可能完好．又由题述得U BC ＝0，因而可能AB 段断路，或BC 段短路，也有可能出现两者同时发生的情况．分析时考虑要全面，要把故障的可能原因全部找出来，不要漏掉正确选项．图69．如图6所示，已知电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，定值电阻R ＝2 Ω，通过小灯泡的电流为1 A ，已知小灯泡的电阻为3 Ω，小型直流电动机的线圈电阻 ＝1 Ω，则( ) A ．电动机两端的电压1 V B ．电动机两端的电压6 V C ．电动机的输入功率6 W D ．电动机的输出功率5 W 答案 BCD解析 电动机两端的电压U M ＝E －I (R ＋R L ＋r )＝12 V －1×(2＋3＋1)V ＝6 V ，故选项A 错误，选项B 正确；电动机的输入功率P ＝U M I ＝6×1 W ＝6 W ，P 出＝P －I 2r ＝6 W －1 W ＝5 W ，故选项C 、D 正确．图710．如图7所示，电源的电动势E ＝2 V ，内阻r ＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C ＝3×10－6 F ，则( )A ．开关断开时两极板间的电压43 VB ．开关断开时电容器的带电量4×10－6 CC ．开关接通时两极板间的电压43 VD ．开关接通时电容器的带电量4×10－6 C答案 CD解析 电容器两极板间的电压等于R 2两端电压，开关S 断开时，电路中的总电流I ＝ER 2＋r ＝28＋2 A ＝0.2 A ，电容器的极板电压U ＝IR 2＝0.2×8 V ＝1.6 V ，此时电容器的带电量Q ＝CU ＝3×10－6×1.6 C ＝4.8×10－6 C ，故选项A 、B 错误；开关接通时两定值电阻并联，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I ′＝E R 外＋r ＝24＋2A ＝13 A ，电容器的极板电压U ′＝I ′R 外＝13×4 V ＝43 V ，此时电容器的带电量Q ′＝CU ′＝3×10－6×43 C ＝4×10－6 C ，故选项C 、D 正确．三、实验题(本题共2小题，共15分) 11．(6分)某直流电动机M 转动时的UI 图象如图8甲所示，该同学利用图乙的实验电路研究电动机的转动情况，电路中使用恒压电源，R 1＝15 Ω，R 2是滑动变阻器，电流表A 是理想电流表，实验操作步骤如下：图8(1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器，使其滑动触头应在________端．(选填“左”或“右”) (2)先闭合开关S 1，开关S 2保持断开，此时电流表的示数为0.6 A ，则恒压电源输出电压为________ V. (3)再闭合开关S 2，然后缓慢调节滑动变阻器使电动机恰好转动起来，此时电流表的示数为1.8 A ，直流电动机M 实际消耗的电功率为________ W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为________．(取两位有效数值) 答案 (1)左 (2)9 (3)3.8 4.8解析 (1)闭合开关S 2前，调节滑动变阻器使其接入电路中的阻值最大，则滑动触头应在左端． (2)恒压电源输出电压U ＝I 1R 1＝0.6×15 V ＝9 V(3)通过直流电动机M 电流I 2＝I －I 1＝1.8 A －0.6 A ＝1.2 A ，根据甲图可知此时直流电动机M 的电压为U M ＝3.2 V ，U 2＝U －U M ＝9 V －3.2 V ＝5.8 V ，则直流电动机M 实际消耗的电功率为P ＝U M I 2＝3.2×1.2 W ＝3.8 W ，滑动变阻器接入电路中的阻值为R ＝U 2I 2＝5.81.2Ω＝4.8 Ω.12．(9分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A ．待测电阻R x (大约100 Ω)B ．直流毫安表A 1(量程0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．直流毫安表A 2(量程0～40 mA ，内阻约40 Ω)D ．直流电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约5 kΩ)E ．直流电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约15 kΩ)F ．直流电源(输出电压4 V ，内阻不计)G ．滑动变阻器R (阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A) H ．开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选________．(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些． (3)用铅笔按电路图将实物图连线．图9答案 (1)C D (2)电路图见解析 (3)实物图见解析解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V ，待测电阻R x 阻值约100 Ω，故通过R x 的最大电流约为40 mA ，所以直流毫安表应选C ；直流电压表若选15 V 量程，则读数误差较大，故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法； 由于R V R x ＝5 000100＝50＞R x R A ＝10040＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图：(3)根据电路图，实物图连线如图：四、计算题(本题共4小题，共45分)13．(10分)如图10甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图象如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：图10(1)电源的电动势和内阻． (2)定值电阻R 2的阻值． (3)滑动变阻器的最大阻值．答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)将乙图中AB 线延长，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处，所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝EI 短＝20 Ω.(2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应乙图中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ，得R 2＝U 2I 2＝5 Ω.(3)当P 滑到R 3的左端时，由乙图知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A ，所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω.因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω.图1114．(10分)如图11所示的电路中，电源的电动势E ＝12 V ，内阻未知，R 1＝8 Ω，R 2＝1.5 Ω，L 为规格“3 V ，3 W ”的灯泡，开关S 断开时，灯泡恰好正常发光．(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求： (1)灯泡的额定电流和灯丝电阻； (2)电源的内阻；(3)开关S 闭合时，灯泡实际消耗的功率． 答案 (1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W 解析 (1)灯泡的额定电流I 0＝P 0U 0＝33A ＝1 A 灯丝电阻R L ＝U 20P 0＝323Ω＝3 Ω(2)断开S 时，灯L 正常发光，即I 1＝I 0，根据闭合电路欧姆定律E ＝I 0(R 1＋R L ＋r ) 得r ＝E I 0－(R 1＋R L )＝[121－(8＋3)]Ω＝1 Ω(3)闭合S 时，设外电路总电阻为R 外 R 外＝R L ·R 2R L ＋R 2 ＋R 1＝9 Ω干路电流为I 总＝ER 外＋r＝1.2 A灯两端的电压U L ＝I 总·R L ·R 2R L ＋R 2＝1.2 V灯的实际功率P ＝U 2LR L＝0.48 W15．(12分)在如图12甲所示的电路中，电阻R 1和R 2都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图乙中Oa 、Ob 所示．电源的电动势E ＝7.0 V ，内阻忽略不计．图12(1)调节滑动变阻器R 3，使电阻R 1和R 2消耗的电功率恰好相等，求此时电阻R 1和R 2阻值为多大？R 3接入电路的阻值为多大？(2)调节滑动变阻器R 3，使R 3＝0，这时电阻R 1和R 2消耗的电功率各是多少？ 答案 (1)1 000 Ω 1 000 Ω 800 Ω (2)1.05×10－2 W 1.4×10－2 W解析 (1)R 1、R 2和R 3串联，电流相等，当电阻R 1和电阻R 2消耗的电功率相等时，由伏安特性曲线可知，此时电路中的电流I ＝2.5 mA.这时加在电阻R 1和R 2上的电压U 1＝U 2＝2.5 V. 由欧姆定律得R 1＝R 2＝U 1I＝1 000 Ω滑动变阻器R 3两端电压为U 3＝E －U 1－U 2＝2 V 由欧姆定律得R 3＝U 3I ＝800 Ω(2)调节滑动变阻器R 3，当R 3＝0时 U 1＋U 2＝E ＝7 V又因通过电阻R 1和R 2的电流相等，从伏安特性曲线上可以看出，I ＝3.5 mA ，且U 1＝3 V ，U 2＝4 V 电阻R 1消耗的电功率为P 1＝IU 1＝1.05×10－2 W 电阻R 2消耗的电功率为P 2＝IU 2＝1.4×10－2 W16．(13分)一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗的功率为66 W ．求： (1)电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流；(2)电风扇正常工作时转化为机械能的功率和内能的功率以及电动机的效率；(3)若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时通过电动机的电流多大？电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？答案 (1)0.3 A (2)64.2 W 1.8 W 97.3% (3)11 A 2 420 W 2 420 W解析 (1)由P 入＝IU 得I ＝P 入U ＝66220 A ＝0.3 A(2)电风扇正常工作时转化为内能的功率 P 内＝I 2r ＝0.32×20 W ＝1.8 W电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机＝P 入－P 内＝66 W －1.8 W ＝64.2 W 电风扇正常工作时电动机的效率 η＝P 机P 入×100%＝64.266×100%≈97.3%(3)电风扇扇叶被卡住后通过电动机的电流 I ＝U r ＝22020 A ＝11 A 电动机消耗的电功率 P ＝IU ＝11×220 W ＝2 420 W 电动机发热功率P 热＝I 2r ＝112×20 W ＝2 420 W.章末检测 第三章(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分) 1．下面关于磁场的说法正确的是( )A ．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致B ．某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致C ．某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向D ．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反 答案 B2．关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是( )A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同答案 C解析当带电粒子带负电时，在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，当带电粒子带负电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A错误；由U AB＝Wq知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直．故C正确，D错误．所以选C.3．在雷雨天气时，空中有许多阴雨云都带有大量电荷，在一楼顶有一避雷针，其周围摆放一圈小磁针，当避雷针正上方的一块阴雨云对避雷针放电时，发现避雷针周围的小磁针的S极呈顺时针排列(俯视)，则该块阴雨云可能带()A．正电荷B．负电荷C．正负电荷共存D．无法判断答案 B解析小磁针的S极顺时针排列，说明磁场方向为逆时针，由安培定则可知，电流方向为竖直向上，即该阴雨云带负电荷，故选项B正确．图14．如图1所示，当开关S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()A．向右B．向左C．向纸外D．向纸里答案 D5．如图2所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带负电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ＜tan θ.则小球运动过程中的速度时间图象可能是()答案 C解析 带电小球套静止时受到竖直向下的重力G 、垂直斜面向上的支持力N 和沿斜面向上的摩擦力f ，小球下滑后，再受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力F ，沿斜面方向有：mg sin θ－μ(mg cos θ－F )＝ma ，在垂直于斜面方向有：N ＋F ＝mg cos θ，由于小球加速，据F ＝q v B ，F 增大而支持力N 减小，据f ＝μF N ，摩擦力减小，导致加速度a 增加；当速度v 1增加到某个值时，出现mg cos θ－F ＝0，有mg sin θ＝ma ，此时加速度最大；此后，F ＞mg cos θ，支持力N 反向，且速度越增加支持力N 越大，摩擦力f 也随着增加，最后出现mg sin θ＝f ，之后小球做匀速下滑；所以只有C 选项正确．图36．带电粒子以初速度v 0从a 点进入匀强磁场如图3所示，运动中经过b 点，Oa ＝Ob .若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v 0从a 点进入电场，仍能通过b 点，则电场强度E 和磁感应强度B 的比值为( ) A ．v 0 B.1v 0 C ．2v 0 D.v 02答案 C解析 设Oa ＝Ob ＝d ，因带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所以圆周运动的半径正好等于d 即d ＝m v 0qB ，得B ＝m v 0qd. 如果换成匀强电场，带电粒子做类平抛运动，那么有d ＝12·qE m ·⎝⎛⎭⎫d v 02得E ＝2m v 20qd ，所以E B＝2v 0.选项C 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7．如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是( )。
【精准解析】高中物理粤教版选修3-1教师用书：第1章+习题课1 电场力的性质(教师用书独具)+Word版含解析
习题课1电场力的性质(教师用书独具)[学习目标] 1.会分析两等量同种电荷和两等量异种电荷的电场分布． 2.会由粒子的运动轨迹分析带电粒子的受力方向和所在处的电场方向． 3.会解答库仑力作用下带电体的平衡问题和加速问题．等量点电荷电场的电场线比较等量异种点电荷等量同种(正)点电荷电场线图样连线上中点O 处的电场强度最小，指向负电荷一方为零连线上的电场强度大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大沿中垂线由O 点向外电场强度大小O 点最大，向外逐渐减小O 点最小，向外先变大后变小关于O 点对称的A 与A ′、B与B ′的电场强度特点等大同向等大反向【例1】如图所示，a 、b 两点处分别固定有等量异种点电荷＋Q 和－Q ，c 是线段ab 的中心，d 是ac 的中点，e 是ab 的垂直平分线上的一点，将一个正点电荷先后放在d 、c 、e 点，它所受的电场力分别为F d 、F c 、F e ，则下列说法中正确的是()A ．F d 、F c 、F e 的方向都是水平向右B ．F d 、F c 的方向水平向右，F e 的方向竖直向上C ．F d 、F e 的方向水平向右，F c ＝0D ．F d 、F c 、F e 的大小都相等思路点拨：(1)等量异种电荷在两电荷连线上的电场方向沿连线且由正电荷指向负电荷．(2)等量异种电荷在两电荷连线的中垂线上各处电场方向均与中垂线垂直，方向指向负电荷一侧．(3)正电荷在电场中所受的电场力与该处电场方向相同．A[根据场强叠加原理，等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布如图所示，d、c、e三点场强方向都是水平向右，正点电荷在各点所受电场力方向与场强方向相同，可得到A正确，B、C错误；连线上场强由a到b先减小后增大，中垂线上由O到无穷远处逐渐减小，因此O点场强是连线上最小的(但不为0)，是中垂线上最大的，故F d>F c>F e，故D错误．][跟进训练]1.(多选)如图所示，两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)，被固定在光滑的绝缘水平面上，P、N是小球A、B连线的中垂线上的两点，且PO＝ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)由P点静止释放，在小球C 向N点运动的过程中，下列关于小球C的说法可能正确的是()A．速度先增大，再减小B．速度一直增大C．加速度先增大再减小，过O点后，加速度先减小再增大D．加速度先减小，再增大AD[在AB的中垂线上，从无穷远处到O点，电场强度先变大后变小，到O 点变为零，故正电荷受电场力沿连线的中垂线运动时，电荷的加速度先变大后变小，速度不断增大，在O点加速度变为零，速度达到最大；由O点到无穷远处时，速度变化情况与另一侧速度的变化情况具有对称性．如果P、N相距很近，加速度则先减小，再增大．]电场线与带电粒子运动轨迹的综合分析带电粒子只在静电力作用下做曲线运动时，若已知粒子的运动轨迹，可先根据曲线运动轨迹形状与合力方向的关系，确定静电力的方向，然后可进一步：(1)判断电场方向或粒子带电性质：若粒子带正电，粒子所受静电力方向与电场方向相同；若粒子带负电，粒子所受静电力方向与电场方向相反．(2)判断静电力做功情况：静电力方向与运动方向成锐角时，静电力做正功；静电力方向与运动方向成钝角时，静电力做负功．(3)判断粒子动能变化情况：若静电力做正功，则粒子动能增加；若静电力做负功，则粒子动能减小．【例2】如图所示，实线为电场线(方向未画出)，虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下，由a到b的运动轨迹，轨迹为一条抛物线．下列判断正确的是()A．电场线MN的方向一定是由N指向MB．带电粒子由a运动到b的过程中速度一定逐渐减小C．带电粒子在a点的速度一定小于在b点的速度D．带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度C[由于该粒子只受电场力作用且做曲线运动，物体所受外力指向轨迹内侧，所以粒子所受电场力一定是由M指向N，但是由于粒子的电荷性质不清楚，所以电场线的方向无法确定，故A错误；粒子从a运动到b的过程中，电场力与速度成锐角，粒子做加速运动，速度增大，故B错误，C正确；b点的电场线比a点的密，所以带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，故D错误，故选C.](1)合力方向与速度方向：合力指向轨迹曲线的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向．(2)分析方法：由轨迹的弯曲情况结合电场线确定电场力的方向；由电场力和电场线的方向可判断电荷的正负；由电场线的疏密程度可确定电场力的大小，再根据牛顿第二定律F ＝ma 可判断电荷加速度的大小．[跟进训练]2.如图所示，平行的实线表示电场线，虚线表示一个离子穿越电场的运动轨迹，下列判断正确的是()A ．场强方向一定是向右B ．该离子一定是负离子C ．该离子一定是由a 向b 运动D ．场强方向、离子的运动方向以及是正离子还是负离子都不能确定，但是离子在a 点的动能一定小于在b 点的动能D [因为不知离子是向哪个方向运动的，可以假设其由b 向a 运动，由离子的运动轨迹可以判定出，离子只能受到向左的电场力，所以由b 向a 一定是减速运动的(同理，也可假设离子由a 向b 运动，此时根据轨迹可判定出电场力同样向左，离子加速运动)，所以该离子在a 点的动能一定小于在b 点的动能；由于电场线方向、离子的电性都是未知的，所以A 、B 、C 均不正确．]电场力与牛顿第二定律的综合【例3】如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变为原来的12，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10m/s 2)求：(1)原来的电场强度；(2)小物块运动的加速度；(3)小物块2s 末的速度和2s 内的位移．[解析](1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则mg sin 37°＝qE cos 37°，E ＝mg tan 37°q ＝3mg 4q .(2)当场强变为原来的12时，小物块受到的合外力F 合＝mg sin 37°－12qE cos 37°＝0.3mg ，又F 合＝ma ，所以a ＝3m/s 2，方向沿斜面向下．(3)由运动学公式v ＝at ＝3×2m/s ＝6m/s ，x ＝12at 2＝12×3×22m ＝6m.[答案](1)3mg 4q (2)3m/s 2，方向沿斜面向下(3)6m/s 6m解决电场强度与力学知识的综合问题的一般思路(1)明确研究对象．(多为一个带电体，也可取几个带电体组成的系统)(2)分析研究对象所受的全部外力，包括电场力．(3)由平衡条件或牛顿第二定律列方程求解即可，对于涉及能量的问题，一般用动能定理或能量守恒定律列方程求解．[跟进训练]3．如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球，它们的质量都为m ，彼此间距离均为r ，A 、B 带正电，电荷量均为q .现对C 施加一个水平力F 的同时放开三个小球．三个小球在运动过程中保持间距r 不变(三个小球均可视为点电荷)，求：(1)C 球的电性和电荷量大小．(2)水平力F 的大小．[解析](1)A 球受到B 球沿BA 方向的库仑斥力和C 球的库仑力作用后，产生水平向右的加速度，所以C 球对A 球的库仑力为引力，C 球带负电，设为Q .对A 球，它在AB 方向上合力为零，即：k q 2r 2＝k qQ r2·sin 30°，所以Q ＝2q .(2)对A 球，根据牛顿第二定律，k qQ r 2·cos 30°＝ma ，F ＝3ma ，故F ＝33kq 2r 2.[答案](1)负电2q (2)33kq 2r 21.(多选)一带电粒子从电场中的A 点运动到B 点，轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力，则()A ．粒子带正电荷B ．粒子加速度逐渐减小C ．A 点的速度大于B 点的速度D ．粒子的初速度不为零BCD [由带电粒子所受合外力(即电场力)指向轨迹内侧，知电场力方向向左，粒子带负电荷，故A项错误．根据E A>E B，知B项正确．粒子从A到B受到的电场力为阻力，C项正确．由图可知，粒子从A点运动到B点，速度逐渐减小，故粒子在A点速度不为零，D正确．]2．(多选)在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点，其中a、b两点电场强度大小相等的是()甲乙丙丁A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中非匀强电场中的a、b两点ABC[甲图中与点电荷等距的a、b两点，电场强度大小相等，选项A正确；对乙图，根据电场线的疏密及对称性可判断，a、b两点的电场强度大小相等，选项B正确；丙图中两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，电场强度大小相等，选项C正确；对丁图，根据电场线的疏密可判断，b点的电场强度大于a点的电场强度，选项D错误．]3．如图所示，一带电荷量为q＝－5×10－3C，质量为m＝0.1kg的小物块处于一倾角为θ＝37°的光滑绝缘斜面上，当整个装置处于一水平向左的匀强电场中时，小物块恰好处于静止状态．(g取10m/s2)求：(1)电场强度多大？(2)若从某时刻开始，电场强度减小为原来的12，物块下滑距离L ＝1.5m 时的速度大小为多少？[解析](1)小物块受力如图，由受力平衡得：qE －F N sin θ＝0①mg －F N cos θ＝0②由①②得E ＝mg tan θq ，代入数据得E ＝150N/C.(2)由牛顿第二定律得：mg sin θ－qE 2cos θ＝ma ③v 2＝2aL ④由③④得v ＝gL sin θ代入数据得速度大小为v ＝3m/s.[答案](1)150N/C (2)3m/s。
人教版高中物理选修3-1同步练测：第一章第一节电荷及其守恒定律
（精心整理，诚意制作）第一节电荷及其守恒定律建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.下列说法正确的是（）A．电荷量很小的点电荷称为元电荷B．电荷量e=1.6×10-19 C称为元电荷C．元电荷也可作为电荷量的单位D．物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍2.关于物体带的电荷量，以下说法中不正确的是（）A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．物体所带的电荷量只能是某些特定值C．物体带电荷＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C3.甲物体与乙物体相互摩擦，没有其他物体参与电荷的交换，发现甲物体带了9.6×10-16 C的正电荷.以下结论正确的是（）A．甲物体失去了6×103个电子B．乙物体失去了6×103个电子C．乙物体带9.6×10-16 C的负电荷D．乙物体带9.6×10-16 C的正电荷4.把一个带电棒移近一个带正电的验电器，金箔先闭合而后又张开，说明棒上带的是（）A．正电荷B．负电荷C．可以是正电荷，也可以是负电荷D．带电棒上先带正电荷，后带负电荷5.有一质量较小的小球A，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又互相排斥.则以下判断正确的是（）A．接触前，A、B一定带异种电荷B．接触前，A、B可能带异种电荷C．接触前，A球一定不带任何净电荷D．接触后，A球一定带负电荷6.把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况不可能是（）A．其中一个带电，一个不带电B．两个小球原来带等量异种电荷C．两个小球原来带同种电荷D．两个小球原来带不等量异种电荷7.关于摩擦起电现象，下列说法中正确的是（）A．摩擦起电是用摩擦的方法将其他物质变成了电荷B．摩擦起电是用摩擦的方法将一个物体中的电子转移到另一个物体上C．通过摩擦起电，两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷D．通过摩擦起电，两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷8.如图1所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则（）A．金属球一定不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电图19．A、B两个点电荷间距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将（）A．可能变大B．可能变小C．一定不变 D．不能确定10.如图2所示，当带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上的电荷移动情况是（）图2A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动B．枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动C．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D．枕形金属导体上的正、负电荷同时分别向A端和B端移动二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将正确的答案填到横线上）11.把自来水调成一股细流，将与毛皮摩擦过的橡胶棒接近此细流，会发现细流被橡胶棒___________(填“不动”“排斥”或“吸引”)，细流靠近橡胶棒一侧带_________电．12.如图3所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上．若先将C移走，再把A、B分开，则A________电，B________电．若先将A、B分开，再移走C，则A________电，B_______电．三、计算题（本题共3小题，共44分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（14分）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Q1=6.4×10−9C,Q2=−3.2×10−9C,让两绝缘金属小球接触，在接触的过程中，电子如何转移并转移了多少？14.（15分）有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球带的电荷量分别是少？第一节电荷及其守恒定律参考答案一、选择题1.BD 解析：元电荷是最小的电荷单位，即没有比e＝1.6×10-19 C再小的电荷量了.不能说电荷量很小的点电荷称为元电荷，因此选项Ａ错误，选项Ｂ正确.电荷量的单位只能是库伦，因此选项Ｃ错误.物体所带的电荷量只能是元电荷e的整数倍，选项Ｄ正确.2.A解析：物体所带的电荷量最小值是e＝1.6×10-19 C而且只能是它的倍数，选项A错误，选项B正确，选项D正确。
人教版选修3-1第一章配套练习附答案及习题课
第一章静电场第1节电荷及其守恒定律1．自然界只有两种电荷，物理学中规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷．带有同种电荷的物体相互排斥，带有异种电荷的物体相互吸引．带有等量异种电荷的物体相互接触会发生中和现象．带电体的三个共同特点是：具有吸引轻小物体的性质；能使验电器金属箔张角发生变化；带电体之间有相互作用力．2．电荷既不会创生，也不会消灭，它只会从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．在转移过程中，电荷的总量不变，这个规律叫做电荷守恒定律．3．科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子、正电子与它带等量的电荷，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，e＝1.60×10－19_C.4．电子的比荷为em e＝1.76×1011 C/kg，质子的质量为电子质量的1 840倍，则质子的比荷为9.57×107 C/kg.5．关于摩擦起电，下列说法中正确的是()A．两个物体相互摩擦时一定会发生带电现象B．摩擦起电的两个物体一定带有等量同种电荷C．在摩擦起电现象中负电荷从一个物体转移到另一个物体D．在摩擦起电现象中正、负电荷同时发生转移答案 C解析在摩擦起电现象过程中电子会从一个物体转移到另一个物体，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电．6．有A、B两个物体经摩擦后，使B带上了2.4×10－6 C的正电荷，则此过程中有________个电子发生了转移，是由________向________转移的．答案 1.5×1013B A【概念规律练】知识点一电荷及其相互作用1．以下判断小球是否带电的说法中正确的是()A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电答案BD解析用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电，A错误；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷，故B正确；用验电器的金属球接触它时，还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断，因此C不对；带电小球能吸引轻小物体是带电体的性质，D正确．图12．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不带电，如图1所示，现使b球带电，则() A．a、b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排斥开答案 D解析b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表示能吸引并能接触．点评电荷之间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，另外，带电体具有吸引轻小物体的性质．若带电体与不带电的物体相接触，由于电荷的重新分配，两物体会带上同种电荷，电荷之间就会有相互的排斥力．知识点二起电的三种方式3．关于摩擦起电现象，下列说法正确的是()A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电答案BD解析摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数就会比电子数多，我们说它带正电．若一个物体得到电子，其质子数就会比电子数少，我们说它带负电．使物体带电并不是创造出电荷.点评使物体带电的三种方式的实质都是电子的转移：(1)摩擦起电是由于不同物体束缚电子能力的不同，而使物体得或失电子，即电子从一个物体转移到另一个物体上．(2)感应起电是在电荷的相互作用下导体中的自由电荷从导体的一端转移到导体的另一端，使导体两端分别带上等量异种电荷．(3)接触起电，是由于同种电荷相互排斥而使电荷转移到另一个物体上．4．如图2所示，A、B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法中正确的是()图2A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍然张开C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍然张开D．先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合答案AB解析把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开，A上带负电荷，B上带正电荷，A项正确；把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B仍带电，再重新让A、B 接触，A、B上的电荷就会相互中和，故B对，D错；先把C移去，再把A、B分开，A、B 上的电荷已相互中和，都不再带电，故C项错误．点评先分开A、B，再移去C，A、B的电荷不会中和；先移去C，再把A、B分开，A、B的电荷会发生中和，本题中，分析A、B中的电荷能否发生中和是解题的关键．知识点三元电荷与电荷守恒定律5．关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的答案BCD解析实验得出，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说，电荷是不能连续变化的物理量．电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的，由以上分析可知正确选项为B、C、D.点评点电荷的电荷量都等于元电荷的整数倍．6．一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球上的电荷几乎不存在了，这说明()A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，电荷不守恒C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起，仍然遵循电荷守恒定律答案CD解析绝缘小球上的电荷量减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球上的电荷量减小，但这些电子并没有消失，就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷总量保持不变，因此C、D选项均正确．点评电荷既不会凭空创生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分．【方法技巧练】接触起电的电荷分配7．有A、B、C三个完全相同的金属球，A带1.2×10－4 C的正电荷，B、C不带电，现用相互接触的方法使它们都带电，则A、B、C所带的电荷量可能是下面哪组数据() A．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,4.0×10－5 CB．6.0×10－5 C,4.0×10－5 C,2.0×10－5 CC．4.5×10－5 C,4.5×10－5 C,3.0×10－5 CD．5.0×10－5 C,5.0×10－5 C,2.0×10－5 C答案 C解析A项中三个球电荷量的总和大于原来A球的电荷量，由电荷守恒定律排除A项；无论什么时候，若三个球同时接触，则每球各分总电荷量的1/3，且之后无论怎样接触，各球的电荷量都不会再发生变化．若三球电荷量不相等，最后一次必为两球接触，则必有两个球的电荷量相等，从而可排除B；选项C、D，均满足电荷守恒定律，设从第一次两球接触开始，如A、B接触，A、B各带电荷量6.0×10－5 C；第二次B、C接触后B、C各带电荷量3.0×10－5 C，三球所带电荷量分别为6.0×10－5 C、3.0×10－5 C、3.0×10－5 C；第三次用A、B接触，A、B各带电荷量4.5×10－5 C，即选项C的分配结果，由此又可推知，此后无论怎样接触，电荷量也不会多于4.5×10－5 C，从而选C而否定D.8．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＝6.4×10－9 C，Q B ＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？答案电子由B球转移到了A球，转移了3.0×1010个．解析当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C 在接触过程中，电子由B 球转移到A 球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B 球带电荷量为Q B ′的正电，这样共转移的电子电荷量为ΔQ B ＝Q B ′－Q B ＝1.6×10－9 C －(－3.2×10－9) C ＝4.8×10－9 C转移的电子数n ＝ΔQ B e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C＝3.0×1010(个)． 方法总结 使物体带电的实质是电子发生了转移，而不是创造了电荷，并且在转移的过程中电荷的总量保持不变．当两球接触时，由于它们带相反电性的电荷，所以带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配．如果两球完全相同，剩余的正电荷平均分配． 1．感应起电和摩擦起电都能使物体带电，关于这两种使物体带电的过程，下列说法中正确的是( )A ．感应起电和摩擦起电都是电荷从物体的一部分转移到另一部分B ．感应起电是电荷从一个物体转移到另一个物体C ．感应起电和摩擦起电都是电荷从一个物体转移到另一个物体D ．摩擦起电是电荷从一个物体转移到另一个物体答案 D2．把一个带正电的金属小球A 跟同样的不带电的金属球B 相碰，两球都带等量的正电荷，这从本质上看是因为( )A ．A 球的正电荷移到B 球上B ．B 球的负电荷移到A 球上C ．A 球的负电荷移到B 球上D ．B 球的正电荷移到A 球上答案 B3．如图3所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以( )图3A．甲图中两球一定带异种电荷B．乙图中两球一定带同种电荷C．甲图中两球至少有一个带电D．乙图中两球至少有一个带电答案BC解析带电体对不带电导体也吸引，A错；只有同种电荷相互排斥，D错．4．如图4所示，将带电棒移近两不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是()图4A．先把两球分开，再移走棒B．先移走棒，再把两球分开C．先将棒接触一下其中的一球，再把两球分开D．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电答案AC解析B中若先移走棒，两球电荷又中和掉，不再带电，B错；两球是导体，可接触带电，也可以感应带电，A、C对，D错．5．如图5所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔．若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是()图5A．只有M端验电箔张开B．只有N端验电箔张开C．两端的验电箔都张开D．两端的验电箔都不张开答案 C解析当带电体A靠近导体M端时，导体由于静电感应，两端出现异种电荷，故金箔都会张开．6．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列4个图表示验电器上感应电荷的分布情况，其中正确的是()答案 B解析由于验电器原来不带电，因此，验电器的金属球和箔片带异号电荷，A、C两项错误．验电器靠近带电金属球的一端感应出与带电金属球异号的电荷，D项错误．正确选项为B.7．原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC ．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD ．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C答案 AD解析 由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有静电荷，甲、乙相互摩擦导致甲失去电子而带1.6×10－15 C 的正电荷，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C 的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10－15 C －8×10－16 C ＝8×10－16 C ，故A 、D 正确．8．小华在旅游景点购买了一本物理参考书，回家后发现是窃版书．其中一道习题给出四个带电体的带电荷量为如下四个选项，你认为其中带电荷量合理的是( )A ．Q 1＝6.2×10－18 CB ．Q 2＝6.4×10－18 CC ．Q 3＝6.6×10－18 CD ．Q 4＝6.8×10－18 C答案 B9．如图6所示，不带电的枕形导体的A 、B 两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A 端靠近一带电导体C 时( )图6 A ．A 端金箔张开，B 端金箔闭合B ．用手接触枕形导体，A 端金箔张开，B 端金箔闭合C ．用手接触枕形导体，后将手和C 分别移走，两对金箔均张开D ．选项C 中两对金箔带同种电荷答案 BCD解析 根据静电感应现象，带正电的导体C 放在枕形导体附近，在A 端出现了负电荷，在B 端出现了正电荷，这样的带电并不是导体中有新的电荷产生，只是电荷的重新分布．金箔因带电相斥而张开，选项A 错误．用手接触枕形导体后，A 端带负电，B 端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B 端不再有电荷，金箔闭合，选项B 正确．用手接触导体时，只有A 端带负电，将手和导体C 分别移走后，不再有静电感应，A 端所带负电荷便分布在枕形导体上，A 、B 端均带有负电，两对金箔均张开，选项C 、D 正确．点评 手接触导体后，导体与大地形成一个带电体，导体为近端，大地为远端．10．有两个完全相同的绝缘金属球A 、B ，A 球所带电荷量为q ，B 球所带电荷量为－q ，现要使A 、B 所带电荷量都为－q 4，应该怎么办？ 答案 见解析解析 先用手接触一下A 球，使A 球带电传入大地，再将A 、B 接触一下，分开A 、B ，此时A 、B 所带电荷量都是－q 2，再用手接触一下A 球，再将A 、B 接触一下再分开，这时A 、B 所带电荷量都是－q 4.第2节库仑定律1．电荷之间存在着相互作用力称为静电力或库仑力，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．2．库仑定律的表达式是：F ＝k q 1q 2r 2，其中k ＝9.0×109_N·m 2/C 2. 3．下列关于点电荷的说法，正确的是( )A ．只有体积很大的带电体才能看成点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷C ．一切带电体都能看成点电荷D ．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷答案 D解析 带电体能否被看成点电荷，与它们的体积大小无关．当带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看成点电荷．4．库仑定律的适用范围是( )A ．真空中两个带电球体间的相互作用B ．真空中任意带电体间的相互作用C ．真空中两个点电荷间的相互作用D ．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律答案 CD5．两个点电荷相距r 时相互作用为F ，则( )A ．电荷量不变距离加倍时，作用力变为F /2B ．其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FC ．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4FD ．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时，作用力不变答案 D解析 由F ＝k q 1q 2r 2知，若q 1、q 2不变，而r 变为原来的两倍时，则F 要变为原来的14，故选项A 不正确；若其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离减半时，则作用力变为原来的两倍，故选项B 错误；若每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半或增加相同的倍数时，则作用力保持不变，故C 错，D 对．【概念规律练】知识点一 库仑定律的适用条件1．关于库仑定律，下列说法正确的是( )A ．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B ．根据F ＝k q 1q 2r 2，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大C ．若点电荷q 1的电荷量大于q 2的电荷量，则q 1对q 2的电场力大于q 2对q 1的电场力D ．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律答案 D2．两个半径为R 的带电球所带电荷量分别为q 1和q 2，当两球心相距3R 时，相互作用的静电力大小为( )A ．F ＝k q 1q 2(3R )2B ．F >k q 1q 2(3R )2C ．F <k q 1q 2(3R )2D ．无法确定 答案 D解析 因为两球心距离不比球的半径大很多，所以不能看作点电荷，必须考虑电荷在球上的实际公布．当q 1、q 2是同种电荷时会相互排斥，分布于最远的两侧，距离大于3R ；当q 1、q 2是异种电荷时会相互吸引，分布于最近的一侧，距离小于3R ，如下图(a)、(b)所示．所以静电力可能小于k q 1q 2(3R )2，也可能大于k q 1q 2(3R )2，所以D 正确．点评 库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的作用，对于两个离得较近的球体，不能简单地应用公式进行计算，因为此时，不能把它们看成点电荷．两球带同种电荷时，两球所带电荷中心间的距离大于球心间距；两球带异种电荷时，两球所带电荷中心间的距离小于球心间距．知识点二 库仑定律的基本应用3．两个点电荷带有相等的电荷量，要求它们之间相距1 m 时的相互作用力等于1 N ，则每个电荷的电荷量是多少？等于电子电荷量的多少倍？答案 1×10－5 C 6.25×1013倍解析 根据库仑定律，则已知F 、r 即可计算出电荷量．设每个电荷的电荷量为q ，已知两点电荷间距r ＝1 m ，相互作用力F ＝1 N ．由库仑定律F ＝k q 1q 2r 2＝k q 2r 2，得q ＝ Fr 2k＝ 1×129×109C ≈1×10－5 C ，这个电荷量与电子电荷量之比为n ＝q e ＝1×10－51.6×10－19＝6．25×1013，即是电子电荷量的6.25×1013倍．4．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r ，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( )A.47B.37C.97D.167答案 CD解析 设两小球的电荷量分别为q 与7q ，则由库仑定律可知原来相距r 时的相互作用力F ＝k q ·7q r 2＝k 7q 2r2，由于两球的电性未知，接触后相互作用力的计算可分为两种情况： (1)两球电性相同．相互接触时两球电荷量平分且平均分布，每球带电荷量为q ＋7q 2＝4q ，放回原处后的相互作用力为F 1＝k 4q ·4q r 2＝k 16q 2r 2，故F 1F ＝167，D 正确． (2)两球电性不同．相互接触时电荷先中和再平分，每球带电荷量为7q －q 2＝3q ，放回原处后的相互作用力为F 2＝k 3q ·3q r 2＝k 9q 2r 2，故F 2F ＝97，C 选项正确． 点评 电性相同的球接触后电荷量平分，是库仑当年从直觉得出的结果，也是库仑实验中的一种重要的思想方法．知识点三 库仑力作用下的平衡5．如图1所示，带电荷量分别为＋q 和＋4q 的两点电荷A 、B ，相距L ，求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？图1 答案 C 应在A 、B 的中间，距A 球13L ，是带负电的电荷，电荷量大小为Q ＝49q 解析 由平衡条件知，C 必在AB 之间，且带负电．设C 带电荷量为Q ，距A 为r ，则距B 为L －r ，根据库仑定律对A 、B 列平衡方程：对电荷A ：k 4q ·q L 2＝k Q ·q r 2 对电荷B ：k 4q ·q L 2＝k Q ·4q (L －r )2联立解得：r ＝13L ，Q ＝49q . 点评 三个电荷都处于平衡状态，可以分别对三个电荷列平衡方程，本题中只须列两个方程便可求解．6．两个点电荷分别固定于左右两侧，左侧电荷带电荷量为＋Q 1，右侧电荷带电荷量为－Q 2，且Q 1＝4Q 2，另取一个可自由移动的点电荷q ，放在＋Q 1和－Q 2的连线上，欲使q 平衡，则q 的带电性质及所处位置可能为( )A ．负电，放在Q 1的左方B ．负电，放在Q 2的右方C ．正电，放在Q 1的左方D ．正电，放在Q 2的右方答案 BD【方法技巧练】一、用对称法计算库仑力7．如图2所示，半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q 的电荷，另一电荷量为＋q 的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷受力为零，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力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量k )图2答案 kqQr 24R 4 由球心指向小孔中心 解析 如右图所示，由于球壳上带电均匀，分成无数个小部分，每一小部分都可看成点电荷，原来每条直径两端的两个小部分对球心＋q 的力互相平衡．现在球壳上A 处挖去半径为r 的小圆孔后，其他直径两端电荷对球心＋q 的力仍互相平衡，剩下的就是与A 相对的B处，半径也等于r 的一小块圆面上电荷对它的力F ，B 处这一小块圆面上的电荷量为：q B ＝πr 24πR 2Q ＝r 24R 2Q ，由于半径r ≪R ，可以把它看成点电荷．根据库仑定律，它对球心＋q 的作用力大小为：F ＝k q B q R 2＝k r 24R 2Qq R 2＝kqQr 24R 4其方向由球心指向小孔中心．方法总结 电场中用对称法求解电场力是解题中常用的方法，本题中对称的两点对球心的电荷的作用力为零．因此只需考虑没有找到对称的电荷对球心电荷的作用力即可．二、库仑定律与牛顿定律的结合8．如图3所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a 、b 、c ，三球在一条直线上，若释放a 球，a 球初始加速度为－1 m/s 2(向右为正)，若释放c 球，c 球初始加速度为3 m/s2，当释放b球时，b球的初始加速度应是多大？图3答案－2 m/s2解析设a0＝1 m/s2，由牛顿第二定律，对a球有F ba＋F ca＝－ma0，①对c球有F ac＋F bc＝3ma0，②F ca和F ac为一对作用力和反作用力，即F ca＝－F ac同理－F ba＝F ab，F cb＝－F bc.由①②得F ba＋F bc＝2ma0，F ab＋F cb＝－2ma0，即a b＝－2 m/s2，方向向左．1．对于库仑定律，下面说法正确的是()A．库仑定律是实验定律B．两个带电小球即使相距非常近，也能直接用库仑定律C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D．根据库仑定律，当两个带电体的距离趋近于零时，库仑力趋近于无穷大答案AC解析当两个带电小球距离很近时，电荷分布不再均匀，库仑定律不再成立，B错；当两带电体间的距离趋近于零时，不能再视为点电荷，库仑定律不再适用，D 错．2．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷的电荷量增加了12，但仍然保持它们之间的相互作用力不变，则另一点电荷的电荷量一定减少了( )A.15B.14C.13D.12答案 C3．要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是( )A ．每个点电荷的电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B ．保持点电荷的电荷量不变，使两个电荷间的距离增大到原来的2倍C ．使一个点电荷的电荷量加倍，另一个点电荷的电荷量保持不变，同时使两个点电荷间的距离减小为原来的12D ．保持点电荷的电荷量不变，将两个点电荷的距离减小为原来的14答案 A解析 根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2可知，当q 1、q 2均变为原来的2倍，r 不变时，F 变为原来的4倍，答案A 正确，同理可求得B 、C 、D 中F 均不满足条件，故B 、C 、D 错误．图44．如图4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，电荷量绝对值均为Q ，两球之间的静电力为下列选项中的哪一个( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2 答案 B解析 由于两带电球带等量异种电荷，电荷间相互吸引，因此电荷在导体球上的分布不均匀，会向正对的一面集中，电荷间的距离就要比3r 小．根据库仑定律F ＝k q 1q 2r 2，静电力一定大于k Q 29r 2.正确选项为B. 5．如图5所示，两个带电小球A 、B (可视为点电荷)的质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用长度相同的绝缘细线拴住并悬挂于同一点，静止时两悬线与竖直方向的夹角相等．则m 1和m 2、q 1和q 2的关系可能是( )图5A．q1＝q2，m1＝m2B．q1>q2，m1＝m2C．q1<q2，m1＝m2D．q1>q2，m1<m2答案ABC解析根据A、B两物体的受力情况可判断m1＝m2，A、B两球的库仑力是作用力与反作用力，大小相等，但不能确定电荷量的大小关系，故选A、B、C.6．如图6所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线的拉力分别为F A、F B，现使A、B带上同种电性的电荷，此时上、下细线受力分别为F A′、F B′，则()图6A．F A＝F A′，F B>F B′B．F A＝F A′，F B<F B′C．F A<F A′，F B>F B′D．F A<F A′，F B<F B′答案 B解析两球都不带电时，F B＝m B g，F A＝(m A＋m B)g，两球都带同种电荷时，有静电斥力作用，设为F，则F B′＝F＋m B g，把A、B看作一个系统，则两球之间的斥力为内力，故F A′＝(m A＋m B)g，所以F B′>F B，F A′＝F A，B项正确．7．如图7所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是()。
高中物理选修3-1(人教版)练习：第一章 第1节 电荷及其守恒定律 含答案
1电荷及其守恒定律A级抓基础1．有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图所示．那么，下面的说法正确的是( )A．三个小球都带电B．只有一个小球带电C．有两个小球带同种电荷 D．有两个小球带异种电荷答案：D2.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．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解析：自然界只存在两种电荷：正电荷和负电荷．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，即缺少电子，若将其接触验电器的金属球，此时两个箔片带同种电荷，且为正电荷；在此过程中，一部分电子会从验电器B．质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u夸克和两个d夸克组成C．质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由两个u夸克和两个d夸克组成D．质子是由两个u夸克和一个d夸克组成，中子是由两个u夸克和两个d夸克组成解析：根据质子所带电荷量为e，2×e－e＝e，所以质子是由两个u夸克和一个d夸克组成；中子不显电性，e－2×e＝0，所以中子是由一个u夸克和两个d夸克组成，故选项B正确．答案：B8．如图是伏打起电盘示意图，其起电方式是( )A．摩擦起电B．感应起电C．接触起电D．以上三种方式都不是解析：导电平板靠近带电绝缘板并接地时，导体与大地连通，异种电荷互相吸引，绝缘板带正电，则会吸引大地的电子到导电平板上，从而使导电平板带上负电荷，故选项B正确．答案：B9．(多选)如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C时( )。
第一学期高二物理人教版选修3-1第1章静电场同步综合练习含答案解析
【最新】度第一学期高二物理人教版选修3-1第1章静电场同步综合练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．关于场强的三个公式:①；②；③的适用范围,下列说法中正确的是（）A．三个公式都只能在真空中适用B．公式②只能在真空中适用，公式①和③在真空中和介质中都适用C．公式②和③只能在真空中适用，公式①在真空中和介质中都适用D．公式①适用于任何电场，公式②只适用于点电荷的电场，公式③只适用于匀强电场2．设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（）A．匀强电场B．正点电荷产生的电场C．负点电荷产生的电场D．以上都不可能3．如图所示，把一带正电的小球a放在光滑绝缘斜面上，欲使球a能静止在斜面上，需在MN间放一带电小球b，则b应( )A．带负电，放在A点B．带正电，放在B点C．带负电，放在C点D．带正电，放在C点4．A、B两个小球带同种电荷，放在光滑的绝缘水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，它们相距为d，同时由静止释放，在它们距离到2d时，A的加速度为a，速度为v，则（）A．此时B的加速度为a/4 B．此过程中电势能减小5mv2/8C．此过程中电势能减小mv2/4 D．此时B的速度为v/25．如图所示，A、B两点各放有电量为＋Q和＋2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB，将一正电荷从C点沿直线移到D点,则A．电场力一直做正功B．电场力一直做负功C．电场力先做正功再做负功D．电场力先做负功再做正功6．某电解电容器上标有“25V、470μF”的字样，对此，下列说法正确的是（）A．此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作．B．此电容器在交流电压的有效值为25V及以下也能正常工作．C．当工作电压是25V时，电容才是470μF．D．这种电容器使用时，不必考虑两个引出线的极性．7．某研究性学习小组学习电学知识后进行对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用8．如图所示，L为竖直、固定的光滑绝缘杆，杆上O点套有一质量为m、带电荷量为-q的小环，在杆的左侧固定一电荷量为+Q的点电荷，杆上a、b两点到+Q的距离相等.Oa 之间距离为h1，ab之间距离为h2，使小环从图示位置的O点由静止释放后，通过a点的速率为.则下列说法正确的是（）A．小环通过b点的速率为B．小环从O到b，电场力做的功可能为零C．小环在Oa之间的速度是先增大后减小D．小环在ab之间的速度是先减小后增大二、填空题9．真空中有两个相同的金属小球，带电量分别为﹣1.0×10﹣8C和+3.0×10﹣8C，相距r时，相互作用为0.30N，现将两球相接触后再放回原处，则它们之间的相互作用力为N．10．如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球从距地面为h处，以初速度v0水平抛出，在小球运动的区域里，加有与小球初速度方向相反的匀强电场，若小球落地时速度方向恰好竖直向下，小球飞行的水平距离为L，小球落地时动能E K= ，电场强度E= ．11．如图所示，有三个质量相等，分别带正电、负电和不带电的粒子，从极板左侧中央以相同的水平速度v先后垂直地射入匀强电场中．分别落在正极板的a、b、c处，粒子所受重力不能忽略，则可知粒子a、b、c三个粒子在电场中的加速度有a a _____a b _____a c （填“”、“”或“”），c粒子__________电（填“带正电”、“带负电” 或“不带电”）三、解答题12．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图所示，AB与电场线夹角θ=30°，已知带电微粒的质量m=1.0×10-7kg，电荷量q=1.0×10-10C．A、B相距L=20cm（g=10m/s2）（1）微粒在电场中做什么运动；（2）求电场强度的大小和方向；（3）要使微粒从A点运动到B点，微粒进入电场时的最小速度是多大。
人教版高二物理选修3-1第一章 静电场同步习题及答案
2020—2021人教高中物理选修3—1第一章静电场同步习题及答案人教选修3—1第一章静电场1、(多选)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()A．带有等量异种电荷B．带有不等量异种电荷C．带有等量同种电荷D．一个带电，另一个不带电2、(双选)如图所示，把架在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.如果让手摸一下导体的B端，B端负电荷将经人体流入大地，手指离开，移去带电体C，导体将带正电B．如果让手摸一下导体的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3、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知：三角形边长为1 cm，B、C电荷量为q B＝q C＝1×10－6 C，A电荷量为q A＝－2×10－6 C，A所受B、C两个电荷的静电力的合力F的大小和方向为()A．180 N，沿AB方向B．180 3 N，沿AC方向C．180 N，沿∠BAC的角平分线D．180 3 N，沿∠BAC的角平分线4、如图所示，一电子沿等量异种点电荷连线的中垂线由A→O→B匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是()A.先变大后变小，方向水平向左B．先变大后变小，方向水平向右C．先变小后变大，方向水平向左D．先变小后变大，方向水平向右5、(双选)下列关于电势高低的判断，正确的是()A．负电荷从A移到B时，静电力做正功，A点的电势一定较高B．负电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低C．正电荷从A移到B时，电势能增加，A点的电势一定较低D．正电荷只在静电力作用下由静止开始从A移到B，A点的电势一定较高6、(多选)如图所示的等量异号电荷中，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，且ab＝bc，则()A．a点与c点的电场强度相同B．a点与c点的电势相等C．a、b间电势差与b、c间电势差相等D．点电荷沿AB中垂线移动时，电场力不做功7、a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点。
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高中物理选修3-1 同步训练1.下列说法正确的是()A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确．2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是()A．物体上一定有多余的电子B．物体上一定缺少电子C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍D．物体的带电量可以是任意的一个值解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B 项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3.图1－1－4(2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则()A．金属球可能不带电B．金属球可能带负电C．金属球可能带正电D．金属球一定带负电解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D.4.图1－1－5(2012·合肥一中高二检测)如图1－1－5所示，A 、B 是两个带有绝缘支架的金属球，它们原来均不带电，并彼此接触．现使带负电的橡胶棒C 靠近A (C 与A 不接触)，然后先将A 、B 分开，再将C 移走．关于A 、B 的带电情况，下列判断正确的是( )A ．A 带正电，B 带负电B ．A 带负电，B 带正电C ．A 、B 均不带电D ．A 、B 均带正电解析：选A.C 接近A 后A 带正电，B 带负电．分开A 、B 后，A 带正电，B 带负电，所以选A.5.半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C ，先后与A 、B 接触后移开．(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？(2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？解析：(1)A 、B 带同种电荷，设电荷量为Q ，C 与A 接触后，由于形状相同，二者平分电荷量，A 、C 所带的电荷量均为12Q ，C 与B 接触后平分二者电荷量，则B 、C 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q ＋Q ＝34Q ，A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎝⎛⎭⎫34Q ＝2∶3. (2)A 、B 带异种电荷，设电荷量分别为Q 、－Q ，A 、C 接触后，平分电荷量Q ，A 、C 的电荷量均变为12Q ；C 再与B 接触，平分二者的总电荷量，C 、B 的电荷量均为12⎝⎛⎭⎫12Q －Q ＝－14Q ，则A 、B 最终的电荷量之比为⎝⎛⎭⎫12Q ∶⎪⎪⎪⎪－14Q ＝2∶1.答案：(1)2∶3 (2)2∶1一、单项选择题1.把一不带电的金属小球移近一个带电的金箔验电器，金箔的张角将( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．不能确定答案：B2.图1－1－6(2012·中山一中高二检测)如图1－1－6所示，金属棒A带正电，让其靠近验电器B，则() A．验电器金属箔片不张开，因为棒A没有和B接触B．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了正电C．验电器金属箔片张开，因为整个验电器都带了负电D．验电器金属箔片张开，因为验电器下部箔片都带了正电解析：选D.根据静电感应原理可知，金属棒A靠近验电器B时，会使验电器上端的金属球产生静电感应而带上负电，同时金属箔片带上等量正电荷，金属箔片便张开，故只有D正确．3.(2012·肇庆一中高二检测)把两个相同的金属小球接触一下再分开一小段距离，发现两球之间相互排斥，则这两个金属小球原来的带电情况不可能是()A．两球原来带有等量异种电荷B．两球原来带有同种电荷C．两球原来带有不等量异种电荷D．两球中原来只有一个带电解析：选A.当两球带有等量异种电荷时，两者接触，发生中和，之后两者无作用力，故A 不可能互相排斥，B、C、D三种情况相互接触再分开都带同种电荷，相互排斥．故本题选A.4.图1－1－7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不带电，如图1－1－7所示，现使b球带电，则()A．a、b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排斥开解析：选D.b球带电就能吸引轻质小球a，接触后电荷量重新分配，那么a、b球带同种电荷，然后就要相互排斥．因此本题突出“近旁”，以表达吸引并能接触．二、双项选择题5.关于元电荷，下列说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由法国物理学家库仑用实验测得的解析：选BC.元电荷是最小电荷量单位，不是指具体的带电体，所以A错B对；由美国物理学家密立根测得电子的电量，故C对、D错．6.下列说法正确的是()A．物体所带的电荷量可以为任意实数B．不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷C．摩擦起电过程，是靠摩擦发生了电荷转移D．利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体解析：选CD.自然界中的电荷量不是任意无限可分的，其最小单位为元电荷所带电荷量1.60×10－19C，故A项错．物体不带电，是由于其内部正、负电荷的量值相等，对外不显电性，故B项错．电荷既不能创造，也不能消灭，摩擦起电同样不能创造电荷，是一个物体失去电子、另一个物体得到电子的转移过程，故C项正确．自由电子是金属导体中的自由电荷，在带电体的作用下，导体中的自由电子会趋向或远离带电体，使导体两端带等量异种电荷，选项D正确．7.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开．下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()图1－1－8解析：选BD.把带电金属球移近不带电的验电器，根据静电感应现象的规律，若金属球带正电荷，则将导体上的自由电子吸引上来，这样验电器的上部将带负电荷，箔片带正电荷，D 对；若金属球带负电荷，则将导体上的自由电子排斥到最远端，这样验电器的上部将带正电荷，箔片带负电荷，B项正确．8.原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后，得知甲物体带正电1.6×10－15 C，丙物体带电8×10－16 C．则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()A．乙物体一定带有负电荷8×10－16 CB．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 CC．丙物体一定带有正电荷8×10－16 CD．丙物体一定带有负电荷8×10－16 C解析：选AD.由于甲、乙、丙原来都不带电，即都没有净电荷，甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10－15 C而带正电，乙物体得到电子而带1.6×10－15 C的负电荷；乙物体与不带电的丙物体相接触，从而使一部分负电荷转移到丙物体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知乙最终所带负电为1.6×10－15 C－8×10－16 C＝8×10－16 C，故A、D正确．9.(2012·杭州二中高二检测)如图1－1－9所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近的带正电导体球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是()图1－1－9A．沿虚线d切开，A带正电，B带负电B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q A＝Q BC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q A<Q BD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关解析：选AD.静电感应使得A带正电，B带负电．导体原来不带电，只是在导体球C静电感应的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分带了多余的电子，而带负电；A 部分少了电子，而带正电．根据电荷守恒定律，A部分移走的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，但由于电荷之间的作用力与距离有关，自由电子在不同位置所受C的作用力的强弱是不同的，这样导致电子在导体上的分布不均匀，越靠近右端负电荷密度越大，越靠近左端正电荷密度越大，所以从不同位置切开时左右两部分所带电荷量的值Q A、Q B是不同的，故A、D正确．三、非选择题10.实验操作步骤一：手持有机玻璃棒，用力将两块起电板快速摩擦后分开步骤二：将其中一块板插入箔片验电器上端的空心金属球(不要接触金属球)步骤三：将两块板同时插入空心金属球实验图解实验现象箔片张开箔片闭合(1)步骤二的实验现象说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)步骤三的实验现象说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)该研究性实验________(选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．解析：用力将两块起电板快速摩擦后分开，两板分别带上了等量异种电荷．步骤二中金属球与箔片组成的整体发生静电感应现象故箔片张开，步骤三中两块板同时插入空心金属球，总电荷量为零，不发生静电感应现象，故箔片不张开，该实验能验证电荷守恒定律．答案：(1)起电板使验电器感应起电(2)两块板带有等量异种电荷(3)能11.图1－1－10如图1－1－10所示，通过调节控制电子枪产生的电子束，使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶，经过一段时间，金属瓶上带有－8×10－12C的电荷量，求：(1)金属瓶上收集到多少个电子？(2)实验的时间为多长？解析：(1)金属瓶上收集的电子数目为：N ＝Q e ＝－8×10－12 C －1.6×10－19 C＝5×107(个)． (2)实验的时间：t ＝5×107104 s－1＝5000 s. 答案：(1)5×107个 (2)5000 s12.图1－1－11(2012·江苏金陵中学高二检测)如图1－1－11所示，大球A 原来的电荷量为Q ，小球B 原来不带电，现在让小球与大球接触，达到静电平衡时，小球获得的电荷量为q ；现给A 球补充电荷，使其电荷量为Q ，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q ，问：经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？解析：由于两个球的形状和大小不等，所以在接触过程中，两球的电荷量分配比例不是1∶1，但应该是一个确定的值．根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷关系可知，此比例为(Q －q )∶q .经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B 球带电荷量为q ′，则有Q －q q ＝Q q ′，解得q ′＝Qq Q －q. 答案：Qq Q －q。