第六章静电场

第六章静电场第1课时电荷守恒定律库仑定律(限时：30分钟)一、单项选择题1．关于点电荷，下列说法正确的是()A．只有体积很小的带电体才可以看作点电荷B．只有球形带电体才可以看作点电荷C．带电体能否被看作点电荷既不取决于带电体大小也不取决于带电体的形状D．一切带电体都可以看作点电荷2．真空中保持一定距离的两个点电荷，若其中一个点电荷电荷量增加了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.123．如图1所示，真空中A、B两个点电荷的电荷量分别为＋Q和＋q，放在光滑绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接．当系统平衡时，弹簧的伸长量为x0.若弹簧发生的均是弹性形变，则()A．保持Q不变，将q变为2q，平衡时弹簧的伸长量等于2x0B．保持q不变，将Q变为2Q，平衡时弹簧的伸长量小于2x0C．保持Q不变，将q变为－q，平衡时弹簧的缩短量等于x0D．保持q不变，将Q变为－Q，平衡时弹簧的缩短量小于x04．如图2所示，A、B是带有等量的同种电荷的两小球，它们的质量都是m，它们的悬线长度是L，悬线上端都固定在同一点O，B球悬线竖直且被固定，A球在力的作用下，在偏离B球x的地方静止平衡，此时A受到绳的拉力为FT；现保持其他条件不变，用改变A球质量的方法，使A球在距离B为x2处静止平衡，则A受到绳的拉力为()A．FTB．2FTC．4FTD．8FT5．如图3所示，半径相同的两个金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷，相隔一定的距离，两球之间的相互吸引力大小为F，今用第三个半径相同的不带电的金属小球C先后与A、B两个球接触后移开，这时，A、B两个球之间的相互作用力大小是()图1图2图3A.18FB.14FC.38FD.34F6．如图4所示，一根放在水平面内的光滑玻璃管绝缘性能极好，内部有两个完全相同的弹性小球A和B，带电荷量分别为＋Q1和－Q2，两球从图示位置由静止释放，那么两球再次经过图中的原静止位置时，A球的瞬时加速度的大小与刚释放时相比()A．一定变大B．一定变小C．一定不变D．都有可能7．如图5所示，两个带同种电荷的小球，质量和带电荷量分别为m1、q1和m2、q2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O点，当平衡时连线水平，且与竖直方向的夹角分别为α和β，αβ，则下列说法正确的是()A．若q1q2，则m1m2B．若q1q2，则m1m2C．因αβ，所以m1m2D．因αβ，所以m1m2二、多项选择题8．如图6所示，竖直墙面与水平地面均光滑绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且共处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B稍向左推过一些，两球重新平衡时的受力情况与原来相比()A．推力F将增大B．墙面对小球A的弹力减小C．地面对小球B的弹力减小D．两小球之间的距离增大三、非选择题9．如图7所示，一个半径为R的绝缘球壳上，均匀地带有电荷量为＋Q的电荷；另一个电荷量为＋q的点电荷放在球心O点处，由于对称性，点电荷受力为零．若从球壳上挖去半径为r(r≪R)的小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为________(已知静电力常量为k)，方向________．10．把带正电荷的导体球C移近彼此接触的、不带电的绝缘金属导体A、B(如图8所示)．则：图8图4图5图6图7(1)金属箔片是否张开？(2)如果先把C移走，再将A和B分开，上面的金属箔片会怎样？(3)如果先把A和B分开，然后移开C，上面的金属箔片又会怎样？(4)在(3)的基础上，再让A和B接触，上面的金属箔片又会怎样？11．真空中有两个完全相同的金属小球，A球带qA＝6.4×10－16C的正电荷，B球带qB＝－3.2×10－16C的负电荷，均可视为点电荷．求：(1)当它们相距为0.5m时，A、B间的库仑力为多大；(2)若将两球接触后再分别放回原处，A、B间的库仑力又为多大．12．如图9所示，A、B是系在绝缘细线两端、带有等量同种电荷的小球，其中mA＝0.1kg，细线总长度为20cm，先用绝缘细线通过O点的光滑定滑轮，将两球悬挂起来，OA段线长等于OB段线长，A球靠近光滑绝缘竖直墙面，B球悬线OB偏离竖直方向60°，g取10m/s2.求：(1)B球的质量；(2)墙所受A球的压力．答案1．C2．C3．B4．D5．A6．D7．D8．BD9．kQqr24R4由O点指向圆孔中心10．注意静电感应本质上是电荷间的作用，注意感应起电的特点．(1)可以看到A、B上的金属箔片都张开了，表示A、B都带上了电荷．(2)如果先把C移走，A和B上的金属箔片就会闭合．(3)如果先把A和B分开，然后移开C，A和B上的金属箔片仍然张开．(4)再让A和B接触，他们就不再带电，A和B上的金属箔片会闭合．这说明A和B分开后所带的是等量异种电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．11．(1)7.37×10－21N(2)9.22×10－22N12．(1)0.2kg(2)1.73N，方向水平向左第2课时电场力的性质(限时：45分钟)一、单项选择题1．有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A．由E＝Fq可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比B．当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度图8C．由E＝kqr2可知，在离点电荷很近，r接近于零，电场强度达无穷大D．电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关2．如图1所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q(|Q|≫|q|)由a运动到b，电场力做正功．已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是()A．若Q为正电荷，则q带正电，FaFbB．若Q为正电荷，则q带正电，FaFbC．若Q为负电荷，则q带正电，FaFbD．若Q为负电荷，则q带正电，FaFb3．如图2所示，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电荷量的大小都是q1，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电荷量的大小都是q2，q1q2.已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是()A．E1B．E2C．E3D．E44．两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场强为E的匀强电场中，小球1和2均带正电．电荷量分别为q1和q2(q1q2)．将细线拉直并使之与电场方向平行，如图3所示，若将两小球同时从静止状态释放，则释放后细线中的张力F为(不计重力及两小球间的库仑力)()A．F＝12(q1－q2)EB．F＝(q1－q2)EC．F＝12(q1＋q2)ED．F＝(q1＋q2)E5．某静电场的电场线分布如图4所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则()A．EPEQ，UPUQB．EPEQ，UPUQC．EPEQ，UPUQD．EPEQ，UPUQ6．如图5所示，在a、b两点上放置两个点电荷，它们的电荷量分别为q1、q2，MN是连接两点的直线，P是直线上的一点，下列情况下P点的场强可能为零的是()A．q1、q2都是正电荷，且q1q2图1图2图3图4图5B．q1是正电荷，q2是负电荷，且q1|q2|C．q1是负电荷，q2是正电荷，且|q1|q2D．q1、q2都是负电荷，且|q1||q2|7．如图6所示，一个质量为m、带电荷量为＋q的物体处于场强按E＝kt规律(k为大于零的常数，取水平向左为正方向)变化的匀强电场中，物体与绝缘竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，当t＝0时，物体由静止释放．若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且电场空间和墙面均足够大，下列说法正确的是()A．物体开始运动后加速度先增加后保持不变B．物体开始运动后速度先增加后保持不变C．当摩擦力大小等于物体所受重力时，物体运动速度可能最大也可能最小D．经过时间t＝mgμkq，物体在竖直墙壁上的位移达到最大值8.如图7所示，在竖直放置的光滑半圆形绝缘细管的圆心O处放一点电荷．现将质量为m、电荷量为q的小球从半圆形管的水平直径端点A静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力．若小球所带电荷量很小，不影响O点处的点电荷的电场，则置于圆心处的点电荷在B点处的电场强度的大小为()A.mgqB.2mgqC.3mgqD.4mgq二、多项选择题9．如图8所示，在场强为E的匀强电场中固定放置两个小球1和2，它们的质量相等，电荷分别为q1和－q2(q1≠q2)，小球1和小球2的连线平行于电场线，现同时放开两小球，于是它们开始在电场力作用下运动，如果两小球间的距离可取任意有限值，则两小球刚放开时，它们的加速度可能是()A．大小不等，方向相同B．大小不等，方向相反C．大小相等，方向相同D．大小相等，方向相反三、非选择题10．如图9所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止．重力加速度取g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)水平向右的电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的12，小物块的加速度是多大；图6图7图8图9(3)电场强度变化后小物块下滑距离L时的动能．11．如图10甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m＝0.2kg、带电荷量为q＝＋2.0×10－6C的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数μ＝0.1.从t＝0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(取水平向右的方向为正方向，g取10m/s2)，求：图10(1)23秒内小物块的位移大小；(2)23秒内电场力对小物块所做的功．答案1．D2．A3．B4．A5．A6．B7．C8．C9．ABC10．(1)3mg4q(2)0.3g(3)0.3mgL11．(1)47m(2)9.8J第3课时电场能的性质(限时：45分钟)一、单项选择题1．两个放在绝缘架上的相同金属球，相距r，球的半径比r小得多，带电荷量大小分别为q和3q，相互斥力为3F.现让这两个金属球相接触，然后分开，仍放回原处，则它们之间的相互作用力将变为()A．FB.4F3C．4FD．以上三个选项之外的一个值2．如图1所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是()A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为EkbEkaEkcD．粒子在三点的电势能大小关系为EpcEpaEpb图13．如图2所示，正点电荷Q产生的电场中，已知A、B间的电势差为U，现将电荷量为q的正点电荷从B移到A，则()A．外力克服电场力做功QU，电势能增加qUB．外力克服电场力做功qU，电势能增加QUC．外力克服电场力做功qU，电势能增加qUD．外力克服电场力做功QU，电势能减少QU4．如图3所示，在两等量异种点电荷连线上有D、E、F三点，且DE＝EF.K、M、L分别为过D、E、F三点的等势面．一不计重力的带负电粒子，从a点射入电场，运动轨迹如图中实线所示，以|Wab|表示该粒子从a点到b点电场力做功的数值，以|Wbc|表示该粒子从b点到c点电场力做功的数值，则()A．|Wab|＝|Wbc|B．|Wab||Wbc|C．粒子由a点到b点，动能减少D．a点的电势较b点的电势低5．如图4所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧连接，置于绝缘光滑的水平面上．当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)，以下说法正确的是()A．系统机械能不断增加B．系统动能不断增加C．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小D．当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大二、多项选择题6．如图5所示，真空中