高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试(含答案)

高二物理选修3-1第一章《静电场》单元测试

第I 卷（选择题）

1．关于电荷的电荷量，下列说法正确的是

A ．电子的电荷量的精确数值最早是由密立根油滴实验测得的

B ．带电物体所带电荷量可以是任意值

C ．带电物体所带电荷量最小值为×10－

19C D ．带电体的比荷是质量与电荷量的比值m/q ）

【答案】AC 【解析】

试题分析：密立根的油滴实验测出了电子的电量为×10－

19 C ，因而A 对；任何物体的电荷量都是e 的整数倍，故B 错，C 对， 考点：考查了对元电荷的理解 2．下列说法中，正确的是：（ ） A ．由q

F

E =

可知电场中某点的电场强度E 与q 成反比 B ．由公式P

E q

?=

可知电场中某点的电势?与q 成反比 C ．由ab U Ed =可知，匀强电场中的任意两点a 、b 间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大 ,

D ．公式Q

C U

=

，其中电容器的电容C 与电容器两极板间电势差U 无关 【答案】D 【解析】

试题分析：电场中某点的电场强度只和电场本身的性质有关，与外界因素无关，A 错误，电场中某点的电势大小是人为规定的，B 错误；公式ab U Ed =中的d 是沿电场方向间的距离，ab 的距离大，但 不一定沿电场方向间的距离大，C 错误；电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与外界因素无关，D 正确； 考点：考查了电场强度，电势，电势差，电容

3． 如图所示为电场中的一条电场线，A 、B 为其上的两点，用E A 、E B 表示A 、B 两点的电场强度，?A 、?B 表示A 、B 两点的电势，以下说法正确的是 A ．E A 与E B 一定不等，?A 与?B 一定不等

B ．E A 与E B 可能相等，?A 与?B 可能相等 、

C ．E A 与E B 一定不等，?A 与?B 可能相等

D ．

E A 与E B 可能相等，?A 与?B 一定不等

【答案】D 【解析】

试题分析：因为不知道AB 两点电场线的疏密程度，故无法确定两点场强的关系；由于顺着电场线电势减低故?A 一定高于?B ，故选项D 正确。

考点：电场线、电场强度与电势的关系。

4．有两个完全一样的金属小球A 、B （均可视为点电荷），带电量Q A =2×10-9C ，Q B =-3×10-9C ，固定于相距为r 的两点上，作用力为F ，用一带绝缘柄的不带电的并与A 、B 等大的金属球C 去接触A ，再同B 接触，最后移去C ，则A 、B 间的作用力大小变为（ ） } A.

2F B. 4

F C. 5F D. 6F

【答案】D 【解析】

试题分析：根据题意，令A 的电荷量为2A Q q =，B 的电荷量为3B Q q =-，根据库仑力

定律有：12

2Q Q F k r

＝，A 、B 两球原先有引力为：22

2236q q q F k k r r ?=＝。将A 、B 固定，然后让C 先后与A 、B 接触一次，最后移走C 球，A 带电为q ，B 带电为-q ，所以A 、B 两

球最后的斥力为：226

q F

F k r '＝＝，故D 正确，A 、B 、C 错误。

考点：考查了库仑定律的应用

5．图中a 、b 是两个点电荷，它们的电量分别为Q 1、Q 2，MN 是ab 连线的中垂线，P 是中垂线上的一点。下列哪种情况能使P 点场强方向垂直MN （ ） A ．Q 1、Q 2都是正电荷，且Q 1=Q 2

B ．Q 1是正电荷，Q 2是负电荷，且Q 1=|Q 2| :

C ．Q 1是负电荷，Q 2是正电荷，且|Q 1|=Q 2

D ．Q 1、Q 2都是负电荷，且|Q 1|=|Q 2| 【答案】BC 【解析】 试题分析：等量同种电荷的中垂线上各个点的场强方向与两个电荷的连线垂直，故A 错误，D 错误；等量异种电荷的连线的中垂线上各个点的场强方向与两个电荷的连线平行，故B 正确，C 正确。

考点：等量同种（异种）电荷电场线；电场强度。

6．如图所示，A 是带正电的球，B 为不带电的导体，A 、B 均放在绝缘支架上，M 、N 是导体B 中的两点。以无限远处为电势零点，当导体B 达到静电平衡后,说法错误的是( ) A ．M 、N 两点电场强度大小关系为E M ＝E N ＝0 【

B ．M 、N 两点电势高低关系为φM ＝φN

C ．M 、N 两点电势高低关系为φM ＞φN ＞0

D ．感应电荷在M 、N 两点产生的电场强度

E M ′＞E N ′ 【答案】C 【解析】

试题分析：当物体B 达到静电平衡时，其内部场强处处为零，所以A 正确；感应电荷在某点处所产生的电场与场源电荷在该点产生的电场强度大小相等、方向相反，由2Q E k

r

=可知，M N E E >，故D 正确；整个导体是一等势体，场源电荷为正电荷，故电势从场源电荷到无限远处降落，所以物体B 的电势高于零，即0M N φφ=>，所以B 正确、C 错误；本题问错误的选项，故选择C ；

考点：静电现象的解释、点电荷的场强 7．如图所示，正对的平行板（矩形）电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒为U ，板长为l ，带电油滴在极板间静止。现设法先使油滴保持不动，上极板固定，将下极板水平向右平移l/4后再由静止释放油滴，则 ;

A.电容器的电容变大

B.电容器所带电荷量减小

C.极板间的场强减小

D. 油滴将向上做匀加速直线运动 【答案】B 【解析】

试题分析：电容器一直与电源相连，则极板两端的电压不变；当下极板水平向右平移l/4时，极板间距不变，由U=Ed 可得，两板间电场强度不变，则电荷受到的电场力不变，故油滴将仍不动；故AC 错误；由电容的决定式可得，C 减小，则由Q=UC 可知，电容器两端所带电量将减小，电场能在减小；故D 错误；B 正确；故选：B ． 考点：电容器；电场强度。

8．如图所示，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M 和N 是轨迹上的两点，其中M 点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是（ ） {

A．粒子在M点的速率最小

B．粒子所受电场力沿电场方向

C．粒子在电场中的加速度不变

D．粒子在电场中的电势能始终在增加

【答案】AC

【解析】

试题分析：根据带电粒子的运动轨迹弯曲方向可知该粒子受到的电场力向左，在从N点运动M点的过程中，电场力对电子做负功，速度减小，从M再向左运动时，电场力做正功，速率增大，所以粒子运动到M点时速率最小，故A正确；带电粒子带负电，所以其受到的电场力的方向与电场方向相反，故B错误；由于粒子是在匀强电场中运动的，受到的电场力的大小是不变的，所以粒子在电场中的加速度也不变，故C正确；当电子向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，电势能增加，在向左返回的过程中，电场力对粒子做正功，电势能减小，即粒子的电势能先增大后减小，故D错误．

考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动

!

第II卷（非选择题）

11．（8分，每空2分）如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加

上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片

（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为。此

时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强

大小为，方向为。

【答案】不张开，静电屏蔽，E，水平向左

【解析】

#

试题分析：因为处于电场中的导体内部会激发一个与外部电场大小相等，方向相反的电场，即合电场为零，所以箔片不会张开，此现象我们叫做静电屏蔽现象

考点：考查静电屏蔽现象

点评：本题考查知识点较为基础，对静电屏蔽现象不做重点要求，一般情况只考察对知识点的理解和特点区分问题

12．（9分，每空3分）如图所示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上移左极板，可观察到静电计指针偏转角_____（填变大，变小或不变）；

②将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角______（填变大，变小或不变）； ?

③两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角______（填变大，变小或不变）． 【答案】变大__; ___变小__; __变小

【解析】电容器带电后与电源断开，电容器电量不变，上移左极板，由kd

S

C πε4=

可知电容减小，由U=Q/C 可知电压增大，可观察到静电计指针偏转角大，同理将极板间距离减小时，电容器电容增大，电压减小，可观察到静电计指针偏转角减小，两板间插入一块玻璃，电容增大，电压减小，可观察到静电计指针偏转角减小 13．（12分）有一个带电量q=3×10-6C 的正点电荷，从电场中的A 点移到B 点，克服电场

力做了6×10－

4J 的功，求：

（1）A 、B 两点的电势差是多少

(2）若B 点的电势为0，A 点的电势 (3 )此电荷在A 点所具有的电势能是多少 【答案】(1)-200V （2）-200V, -4

610J -?

】

【解析】

试题分析：(1)A 、B 之间的电势差为：AB AB

W U q

==-46

610310--??V= -200V （4分） （2）因为AB A B U φφ=- （2分） 0B φ= 所以 φA =- 200V （2分）

(3)电荷在A 点所具有的电势能为：εA =qφA （2分）Ep=-6×10－

4 J （2分）

考点：本题考查了电势差和电势能的计算。 14．（15分）如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B ，静止在图示位置，若固定的带正电的小球A 的电荷量为Q ，B 球的质量为m ，带电荷量为q ，θ＝30°，A 和B 在同一条水平线上，整个装置处于真空中，（静电力常数为k ，重力加速度为g ） 求（1）带电小球A 在B 点处产生的场强 （2）A 、B 两球间的距离． 、

【答案】q mg

E 33=；场强方向由A 指向B ，3kQq

l mg

= 【解析】

试题分析：（1）根据题意，A 、B 两球都受力平衡，对B 球进行受力分析： tan F mg θ= (3分) q F E =

（3分）得 q

mg

E 33= （2分）场强方向由A 指向B （1分） （2）两球之间库仑力：2kQq

F l =

(3分) 以上两式联立解得：3kQq

l mg

= (3分) 考点：本题考查库仑定律和静电力平衡．

、

15．(18分)一电子电压U 加速后，在距两极板等距离处垂直进入水平平行板间的匀强电场，如右图所示，若两板间距离d ，板长L ，电子电荷量为e ，现在要使电子能从平行板边缘恰好飞出，

求（1）两个水平极板上加多大的偏转电压 （2）飞离瞬间，速度与水平方向夹角的正切值为多少 【答案】2

2

2Ud l

，

L

d 【解析】

(1)设电子经加速电压后的速度为v 0，则由动能定理有：2

012

eU

mv ....①（3分） 电子经过偏转电场时做类平抛运动，运动时间为：0l

v t .....②又'

eU

a

md

....③（3分） .

设两极板上最多能加的电压为U′，要使电子的侧移量为

2

d

：则有：

2

122

d at ...④（3分）

联立①②③④式得：2

2

2'

Ud U

l

（2分）

(2)根据0

tan v at

v v x

y =

=

θ.......⑤（3分） 联立①②③⑤的L

d

=

θtan （1分）

考点：带电粒子在电场中的加速及偏转。