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專題01靜電場(chǎng)及其應(yīng)用TOC\o"1-3"\h\u【題型1對(duì)電荷的理解】 1【題型2三種起電方式】 2【題型3電荷守恒定律】 4【題型4點(diǎn)電荷模型和元電荷】 5【題型5庫(kù)侖定律的理解和計(jì)算】 5【題型6庫(kù)侖力的疊加】 6【題型7電場(chǎng)強(qiáng)度】 8【題型8電場(chǎng)的疊加】 9【題型9電場(chǎng)線】 11【題型10靜電平衡】 13【題型11感應(yīng)起電現(xiàn)象和尖端放電】 14【題型12靜電的利用和屏蔽】 15【題型1對(duì)電荷的理解】1.(2023春·江蘇南通·高一??计谥校╆P(guān)于元電荷,下列說(shuō)法正確的是()A.元電荷就是電子B.元電荷是最小的電荷,它帶正電C.元電荷是最小的電荷,它帶負(fù)電D.元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根測(cè)出的2.(2023春·陜西銅川·高二校考期中)掛在絕緣細(xì)線下的兩個(gè)輕質(zhì)小球,由于電荷間的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,分別如圖中甲、乙所示,則以下說(shuō)法中正確的是()
A.甲圖中兩個(gè)小球一定帶異種電荷B.甲圖中有一個(gè)小球可能不帶電C.乙圖中兩個(gè)小球一定帶異種電荷D.乙圖中可能有一個(gè)小球不帶電3.(2023春·浙江臺(tái)州·高一校聯(lián)考期中)小明同學(xué)在空氣干燥的教室里進(jìn)行一個(gè)小實(shí)驗(yàn),將一塑料扁帶撕成細(xì)絲后,一端打結(jié),做成“章魚”的造型,用毛巾順著細(xì)絲向下捋幾下,同樣用毛巾來(lái)回摩擦PVC(塑料)管。將“章魚”拋向空中,然后把PVC管從下方靠近它,直到“章魚”處于懸停狀態(tài),則(
)A.PVC管帶電方式屬于感應(yīng)起電B.塑料扁帶絲由于帶上同種電荷會(huì)向四周散開C.用毛巾摩擦后,“章魚”與PVC管帶異種電荷D.PVC管與“章魚”相互靠近過(guò)程中,兩者間相互作用力變小4.如圖,用一根絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒,靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a,然后用手指瞬間接觸一下驗(yàn)電器小球a,然后拿開玻璃棒,驗(yàn)電器小球a和金箔b的帶電情況是()A.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a不帶電、b帶正電B.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a、b均帶正電C.拿開玻璃棒后a、b帶負(fù)電D.拿開玻璃棒后a帶負(fù)電,b帶正電5.現(xiàn)有a、b、c、d四個(gè)帶電球,已知d帶正電,a和c相互排斥,c和d相互吸引,而b和d相互排斥,則()A.a(chǎn)、c帶負(fù)電,b帶正電 B.a(chǎn)帶負(fù)電,b、c帶正電C.b帶負(fù)電,a、c帶正電 D.a(chǎn)所帶電性不能確定【題型2三種起電方式】6.(2024年許昌期末)起電盤是獲得靜電的簡(jiǎn)單裝置,1775年由伏特發(fā)明.它是由一塊絕緣物質(zhì)(如石蠟、硬橡膠、樹脂等)制成的平板和另一塊帶有絕緣柄的導(dǎo)電平板構(gòu)成的.如圖所示是伏打起電盤示意圖,其起電原理是()A.摩擦起電 B.感應(yīng)起電C.接觸起電 D.以上三種方式都不是7.如圖所示,在絕緣支架上的導(dǎo)體A和導(dǎo)體B按圖中方式接觸放置,原先A、B都不帶電,先讓開關(guān)K1、K2均斷開,現(xiàn)在將一個(gè)帶正電小球C放置在A左側(cè),以下判斷正確的是()A.只閉合K1,則A左端不帶電,B右端帶負(fù)電B.只閉合K2,接著移走帶電小球,最后將A、B分開,A帶負(fù)電C.K1、K2均閉合時(shí),A、B兩端均不帶電D.K1、K2均閉合時(shí),A左端帶負(fù)電,B左端不帶電8.下列三幅圖反映了三種起電的方式,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖是橡膠棒與毛皮摩擦后,把正電荷傳給了毛皮,使橡膠棒帶上了負(fù)電B.乙圖無(wú)論小球D帶正電還是負(fù)電,與A接觸時(shí)都把電荷傳給C、C,使箔片張開C.丙圖中先把靠近的帶電小球C移開,再分開A、B,則A、B帶上了等量異種電荷D.三種起電方式的實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移9.(多選)如圖,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說(shuō)法正確的是()A.把C移近導(dǎo)體A時(shí),A、B上的金屬箔片都張開B.把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開C.先把C移走,再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開D.先把A、B分開,再把C移走,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片閉合【題型3電荷守恒定律】10.如圖所示,某同學(xué)將不帶電的輕小金屬圓環(huán)放在干燥的絕緣桌面上,將塑料圓珠筆與頭發(fā)摩擦后,自上向下慢慢靠近圓環(huán).當(dāng)筆與圓環(huán)相距較近時(shí),圓環(huán)被吸引到筆上.下列說(shuō)法正確的是()A.摩擦使筆帶正電B.筆靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下感應(yīng)出異種電荷C.圓環(huán)被吸引到筆上的過(guò)程中,所受靜電力等于其重力D.當(dāng)筆碰到圓環(huán)后,筆所帶的電荷立刻全部消失11.如圖,用一根絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒,靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a,然后用手指瞬間接觸一下驗(yàn)電器小球a,然后拿開玻璃棒,驗(yàn)電器小球a和金箔b的帶電情況是()A.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a不帶電、b帶正電B.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a、b均帶正電C.拿開玻璃棒后a、b帶負(fù)電D.拿開玻璃棒后a帶負(fù)電,b帶正電12.現(xiàn)有a、b、c、d四個(gè)帶電球,已知d帶正電,a和c相互排斥,c和d相互吸引,而b和d相互排斥,則()A.a(chǎn)、c帶負(fù)電,b帶正電 B.a(chǎn)帶負(fù)電,b、c帶正電C.b帶負(fù)電,a、c帶正電 D.a(chǎn)所帶電性不能確定【題型4點(diǎn)電荷模型和元電荷】13.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法中,正確的是()A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C.只有球形帶電體才能看成點(diǎn)電荷D.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí),可將這兩個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷14.關(guān)于對(duì)元電荷和點(diǎn)電荷的理解正確的是()A.元電荷實(shí)質(zhì)上指電子和質(zhì)子本身B.點(diǎn)電荷就是檢驗(yàn)電荷C.體積很小的帶電體就是點(diǎn)電荷D.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量,通常取作e=1.6×10-19C【題型5庫(kù)侖定律的理解和計(jì)算】15.(2023春·河北唐山·高一校聯(lián)考期中)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B相距為r,如果將A的帶電量增加到原來(lái)的4倍,B的電荷量不變,要使它們的靜電力變?yōu)樵瓉?lái)的一半,則它們之間距離應(yīng)變?yōu)椋ǎ〢.16r B.4r C.22r 16.如圖所示,半徑為r的兩個(gè)金屬小球,球心間距離為4r,現(xiàn)使兩球分別帶上等量異種電荷+Q、A.等于kQ24r B.小于kQ2417.如圖所示,帶電小球A固定在絕緣支架上,帶電小球B用絕緣絲線懸掛于天花板,懸點(diǎn)P位于小球A的正上方,A、B均視為點(diǎn)電荷。小球B靜止時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ,由于漏電,A、B兩小球的電荷量逐漸減小。在電荷漏完之前,有關(guān)懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力T和A、B之間庫(kù)侖力F的大小,下列說(shuō)法中正確的是()A.T保持不變,F(xiàn)逐漸減小B.T逐漸增大,F(xiàn)先變大后變小C.T逐漸減小,F(xiàn)逐漸減小D.T先變大后變小,F(xiàn)逐漸增大18.如圖所示,點(diǎn)電荷甲固定在正方形的O點(diǎn),將另一點(diǎn)電荷乙從正方形的a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),點(diǎn)電荷乙在a、b兩點(diǎn)所受的靜電力大小之比是()A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.4∶119.如圖所示,真空中A、B兩個(gè)可視為點(diǎn)電荷的帶電小球電荷量分別為+Q和+q,放在光滑的絕緣水平面上,A、B之間用絕緣的輕彈簧連接,彈簧的勁度系數(shù)為k0。當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x0。已知彈簧的形變均在彈性限度內(nèi),A.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量等于3B.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于3C.保持Q不變,將q變?yōu)?q?,平衡時(shí)彈簧的縮短量等于D.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x【題型6庫(kù)侖力的疊加】20.(2024年中山段考)如圖所示,直角三角形ABC中∠B=30°,點(diǎn)電荷A、B所帶電荷量分別為QA、QB,測(cè)得在C處的正點(diǎn)電荷所受靜電力方向平行于AB向左,則下列說(shuō)法正確的是()A.A帶正電,QA∶QB=1∶8B.A帶負(fù)電,QA∶QB=1∶8C.A帶正電,QA∶QB=1∶4D.A帶負(fù)電,QA∶QB=1∶421.(2024年惠州段考)如圖所示,在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形4個(gè)頂點(diǎn)上,分別固定4個(gè)電荷量大小均為q的點(diǎn)電荷A、B、C、D,其中A、C帶正電,B、D帶負(fù)電,則B受到其他三個(gè)電荷庫(kù)侖力的合力大小是()A.0 B.eq\f(\r(2)kq2,2L2)C.eq\f(3kq2,2L2) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)-\f(1,2)))eq\f(kq2,L2)22.(2023春·山東泰安·高一新泰市第一中學(xué)??计谥校┤鐖D,同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷a、b、c,電荷量分別為q1、q2、q3,已知a、b間距離小于bA.三個(gè)點(diǎn)電荷可能均為正電荷B.若a為正電荷,則b、c均為負(fù)電荷C.點(diǎn)電荷電荷量的絕對(duì)值滿足qD.點(diǎn)電荷電荷量的絕對(duì)值滿足q23.(2023·貴陽(yáng)·高二??计谥校ǘ噙x)如圖所示,點(diǎn)電荷Q1,Q2固定于邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形的兩頂點(diǎn)上,將點(diǎn)電荷Q3(電荷量未知)固定于正三角形的中心,Ql,Q2的電荷量均為+q.在正三角形第三個(gè)頂點(diǎn)上放入另一點(diǎn)電荷Q,且Q的電荷量-q,點(diǎn)電荷Q恰好處于平衡狀態(tài).已知靜電力常量為k,不計(jì)各電荷受到的重力,下列說(shuō)法正確的是A.若撤去Q3,則Q將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.Q3的電荷量為–3C.若不改變Q的電性,僅改變其電荷量,Q將不再受力平衡D.若將Q1的電荷量改為-q,則Q受到的合力大小為2k24.(2023春·江西景德鎮(zhèn)·高一景德鎮(zhèn)一中??计谥校┤鐖D所示,質(zhì)量相等可視為點(diǎn)電荷的A、B、C三個(gè)帶電絕緣小球,其中A帶正電并固定在絕緣豎直彈簧下端,當(dāng)A、B、C三個(gè)小球的球心距離為L(zhǎng)時(shí),B、C小球帶電荷量相等并懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧彈力大于三個(gè)小球的總重力B.小球A受三個(gè)作用力C.小球A帶的電荷量是小球B帶電荷量的2倍D.剪斷彈簧后三個(gè)小球一起做自由落體運(yùn)動(dòng)【題型7電場(chǎng)強(qiáng)度】25.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力B.電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場(chǎng)力的方向C.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E=eq\f(F,q),這個(gè)定義式只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)D.由E=keq\f(Q,r2)知,在以Q為球心,r為半徑的球面上,各處電場(chǎng)強(qiáng)度均相同26.(多選)(2024年?yáng)|莞段考)在電場(chǎng)中的某點(diǎn)A處放一試探電荷+q,它所受的靜電力大小為F,方向水平向右,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EA=eq\f(F,q),方向水平向右.下列說(shuō)法正確的是()A.在A點(diǎn)放一個(gè)負(fù)試探電荷,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向變?yōu)樗较蜃驜.在A點(diǎn)放一個(gè)負(fù)試探電荷,它所受的靜電力方向水平向左C.在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的試探電荷,它所受的靜電力大小為2FD.在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的試探電荷,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)?EA27.真空中有一點(diǎn)電荷形成電場(chǎng),在離此點(diǎn)電荷0.1m處放一試探電荷,其受力與電荷量的關(guān)系如圖所示,則形成電場(chǎng)電荷的電荷量為()A.10-11C B.10-10CC.10-9C D.10-8C28.(2023春·浙江寧波·高一浙江省寧波市鄞州中學(xué)??计谥校╆P(guān)于電荷與靜電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.空間電場(chǎng)由試探電荷和場(chǎng)源電荷共同激發(fā)產(chǎn)生,試探電荷在此電場(chǎng)中受到靜電力的作用B.即使是電荷量不同的試探電荷,在電場(chǎng)中的同一位置受到的靜電力也相同C.為不影響場(chǎng)源電荷的電場(chǎng)分布,試探電荷應(yīng)該是電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷D.物理學(xué)中規(guī)定,試探電荷受到靜電力的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向【題型8電場(chǎng)的疊加】29.如圖所示,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,則d點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)()A.keq\f(3q,R2) B.keq\f(10q,9R2)C.keq\f(Q+q,R2) D.keq\f(9Q+q,9R2)30.一邊長(zhǎng)為r的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),固定有3個(gè)點(diǎn)電荷,電荷量分別為+q、+q和-2q,如圖,靜電力常量為k,則三角形中心處O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向()A.eq\f(12kq,r2),指向電荷量為-2q的點(diǎn)電荷B.eq\f(9kq,r2),指向電荷量為-2q的點(diǎn)電荷C.eq\f(12kq,r2),背離電荷量為-2q的點(diǎn)電荷D.eq\f(9kq,r2),背離電荷量為-2q的點(diǎn)電荷31.(2023春·山東煙臺(tái)·統(tǒng)考期中)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示,一半徑為R的球體表面均勻帶有正電荷,電荷量為q,O為球心,直線ab是過(guò)球體中心的一條水平線,球體表面與直線ab交于C、D兩點(diǎn),直線ab上有兩點(diǎn)P、Q,且PC=DQ=R?,F(xiàn)垂直于CD將球面均分為左右兩部分,并把右半部分移去,左半球面所帶電荷仍均勻分布,此時(shí)P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()
A.kq4R2?E B.kq8R32.(2023春·寧夏銀川·高一六盤山高級(jí)中學(xué)??计谥校┤鐖D,A、B、C、D是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),在A點(diǎn)和C點(diǎn)放有電荷量都為2q的負(fù)電荷,在B點(diǎn)放了某個(gè)未知電荷q'后。恰好D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于0。求放在B33.(2023春·江蘇徐州·高一統(tǒng)考期中)如圖所示,電荷量為q的點(diǎn)電荷在均勻帶電薄板上方2d處,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)薄板的幾何中心,A、B為垂線上兩點(diǎn),到薄板的距離均為d、將一帶電小球置于B點(diǎn),釋放時(shí)的加速度恰好等于重力加速度g。已知靜電力常量為k,則()A.薄板帶正電荷B.薄板在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的方向豎直向上C.薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為kqD.若將帶電小球移到A點(diǎn)釋放,其加速度仍等于重力加速度g【題型9電場(chǎng)線】34.如圖所示,A、B是同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),這兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是()A.EA>EB,方向相同 B.EA>EB,方向不同C.EA<EB,方向相同 D.EA<EB,方向不同35.(多選)(2023年廣州培英中學(xué)段考)如圖所示為一對(duì)不等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,從C點(diǎn)到D點(diǎn)的虛線為不計(jì)重力的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,下列說(shuō)法正確的是()A.A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量B.電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是正電荷所受電場(chǎng)力方向C.圖中沒(méi)有電場(chǎng)線的空白區(qū)域沒(méi)有電場(chǎng)D.不計(jì)重力的帶電粒子帶負(fù)電36.(多選)如圖所示,實(shí)線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線,一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示,a、b是軌跡上的兩點(diǎn),關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中可能的是()A.該粒子帶負(fù)電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bB.該粒子帶正電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bC.該粒子帶正電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至aD.該粒子帶負(fù)電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至a37.(2023·廣西南寧·高二校期中)如圖所示的實(shí)線為某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線是僅在電場(chǎng)力作用下某帶負(fù)電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、B、C、D是電場(chǎng)線上的點(diǎn),其中A、D兩點(diǎn)在粒子的軌跡上,下列說(shuō)法正確的是()A.該電場(chǎng)可能是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的B.由圖可知,同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間是可以相交的C.該粒子在A點(diǎn)的速度一定大于在D點(diǎn)的速度D.將該粒子在C點(diǎn)由靜止釋放,它可能一直沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)38.懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小球,若在空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng),則小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為θ,如圖所示.(1)求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值.(2)若在某時(shí)刻突然撤去電場(chǎng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),求小球?qū)?xì)線的拉力大小.39.(2023·安徽·高二校聯(lián)考期中)如圖所示,在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中用一根長(zhǎng)度L=0.8m的絕緣細(xì)繩把質(zhì)量為m=0.20kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在固定點(diǎn)O點(diǎn),小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ=37o.現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放,(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:(1)從A到C靜電力對(duì)小球做的功;(2)小球通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)的速度的大??;(3)小球在擺動(dòng)過(guò)程中細(xì)線對(duì)小球的最大拉力.【題型10靜電平衡】40.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的原因是()A.外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零B.外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部C.所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零D.以上解釋都不正確41.下列說(shuō)法正確的是()A.打雷時(shí),待在汽車?yán)锉却谀疚堇镆踩獴.為了安全,避雷針的頂端應(yīng)該設(shè)計(jì)成球形C.制作汽油桶的材料用塑料比用金屬好D.超高壓帶電作業(yè)的工人穿包含金屬絲制成的工作服時(shí)更危險(xiǎn)42.(2023年臺(tái)州名校段考)如圖所示為某帶電導(dǎo)體四周的電場(chǎng)線分布,M、N是電場(chǎng)中兩點(diǎn),則()A.導(dǎo)體左側(cè)帶正電,右側(cè)帶負(fù)電B.導(dǎo)體左側(cè)的電荷分布密度大于右側(cè)C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.導(dǎo)體內(nèi)部的P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零43.(2023春·浙江臺(tái)州·高一臺(tái)州一中??计谥校┤鐖D所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒AB原來(lái)不帶電,現(xiàn)將一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷q放在導(dǎo)體棒的中心軸線上,且距離導(dǎo)體棒的A端為R,O為AB的中點(diǎn)。當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后,下列說(shuō)法正確的是()A.A端帶正電,B端帶負(fù)電B.A端電勢(shì)比B端電勢(shì)低C.感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿虛線向左D.點(diǎn)電荷q對(duì)處在O點(diǎn)的電子沒(méi)有電場(chǎng)力【題型11感應(yīng)起電現(xiàn)象和尖端放電】44.(2023·江蘇南通·高一統(tǒng)考期中)如圖所示,在帶電體C的右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B,均放在絕緣支座上,則()
A.A的左端感應(yīng)出正電荷B.A上的感應(yīng)電荷是創(chuàng)生出來(lái)的C.A、B內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0D.若先將A、B分開,再移走C,A、B均不帶電45.如圖所示是模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置,金屬板M、N間有兩個(gè)等高的金屬體A、B,A為尖頭、B為圓頭.將金屬板M、N接在高壓電源上,逐漸升高電源電壓,首先觀察到()A.A放電 B.B放電C.A、B一起放電 D.A、B之間放電45.(多選)(2023年廣州一中期中)武當(dāng)山主峰——天柱峰上有一座金殿,常出現(xiàn)雷火煉殿的奇觀:在雷雨交加時(shí),屋頂常會(huì)出現(xiàn)臉盆大的火球,來(lái)回滾動(dòng).雨過(guò)天晴時(shí),大殿屋頂金光燦燦,像被重新洗過(guò)一般,如圖所示.下列對(duì)此分析正確的是()A.出現(xiàn)雷火煉殿現(xiàn)象時(shí),大殿內(nèi)的人是危險(xiǎn)的B.金殿肯定是一個(gè)龐大的優(yōu)良導(dǎo)體C.金殿頂部肯定很少有帶尖的結(jié)構(gòu),不易放電D.金殿如果安裝了避雷針,這種雷火煉殿現(xiàn)象仍會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)46.(多選)(2024年武漢聯(lián)考)如圖,一不帶電的金屬球殼Q放在絕緣支架上,現(xiàn)在Q的右側(cè)放置一帶負(fù)電不計(jì)體積大小的小球A,同樣放在絕緣支架上.M、N兩點(diǎn)為A球與球殼Q的球心O連線上的兩點(diǎn),均在球殼內(nèi)部,分別在球心O的左、右兩側(cè)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱.由于靜電感應(yīng),球殼Q的左右兩側(cè)分別帶上等量異種電荷.有關(guān)現(xiàn)象描述正確的是()A.感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度向左,在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度向右B.感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)要小C.M、O、N三點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)均為0,但由于N點(diǎn)離帶電小球A較近,故N點(diǎn)電勢(shì)較另兩點(diǎn)要低D.若有人用手在金屬球殼Q的上側(cè)摸一下后分開,則球殼Q的左側(cè)將不帶電【題型12靜電的利用和屏蔽】47.(多選)(2023年廣州一中期中)武當(dāng)山主峰——天柱峰上有一座金殿,常出現(xiàn)雷火煉殿的奇觀:在雷雨交加時(shí),屋頂常會(huì)出現(xiàn)臉盆大的火球,來(lái)回滾動(dòng).雨過(guò)天晴時(shí),大殿屋頂金光燦燦,像被重新洗過(guò)一般,如圖所示.下列對(duì)此分析正確的是()A.出現(xiàn)雷火煉殿現(xiàn)象時(shí),大殿內(nèi)的人是危險(xiǎn)的B.金殿肯定是一個(gè)龐大的優(yōu)良導(dǎo)體C.金殿頂部肯定很少有帶尖的結(jié)構(gòu),不易放電D.金殿如果安裝了避雷針,這種雷火煉殿現(xiàn)象仍會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)48.(2023年中山二中期中)如圖為靜電除塵器除塵原理的示意圖.塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電,在靜電力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵的目的.下列表述正確的是()A.到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷B.場(chǎng)強(qiáng)方向由放電極指向集塵極C.帶電塵埃所受靜電力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越小50.圖為科技館里一個(gè)趣味體驗(yàn)項(xiàng)目的照片和簡(jiǎn)化圖,核心裝置為一個(gè)金屬球,在干燥的空氣里,體驗(yàn)者雙腳站在絕緣凳上,手(圖中為右手)按在金屬球上,并與周圍其他物體保持遠(yuǎn)離。一條特殊傳送帶(圖中未畫出)給金屬球不斷地輸送電荷,過(guò)一段時(shí)間后,體驗(yàn)者的頭發(fā)便會(huì)四處散開,甚至倒立,十分有趣,在此狀態(tài)下,下列分析正確的是()A.若用左手也去摸金屬球,會(huì)被電擊B.若用左手與旁邊的觀眾握手,會(huì)被電擊C.若右手離開金屬球,則頭發(fā)立刻恢復(fù)常態(tài)D.金屬球和人的頭發(fā)所帶電荷的電性相反51.如圖所示,一有線電視信號(hào)線內(nèi)有一層銅質(zhì)金屬網(wǎng),其主要作用是(
)A.加固作用不易折斷信號(hào)線B.用于信號(hào)的傳輸C.為防止外界電場(chǎng)干擾D.銅芯與金屬網(wǎng)分別接在電路的兩極,便于構(gòu)通回路專題01靜電場(chǎng)及其應(yīng)用TOC\o"1-3"\h\u【題型1對(duì)電荷的理解】 1【題型2三種起電方式】 3【題型3電荷守恒定律】 5【題型4點(diǎn)電荷模型和元電荷】 7【題型5庫(kù)侖定律的理解和計(jì)算】 7【題型6庫(kù)侖力的疊加】 9【題型7電場(chǎng)強(qiáng)度】 13【題型8電場(chǎng)的疊加】 14【題型9電場(chǎng)線】 17【題型10靜電平衡】 20【題型11感應(yīng)起電現(xiàn)象和尖端放電】 22【題型12靜電的利用和屏蔽】 23【題型1對(duì)電荷的理解】1.(2023春·江蘇南通·高一校考期中)關(guān)于元電荷,下列說(shuō)法正確的是()A.元電荷就是電子B.元電荷是最小的電荷,它帶正電C.元電荷是最小的電荷,它帶負(fù)電D.元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根測(cè)出的【答案】D【詳解】A.元電荷是指最小電荷量,元電荷是一個(gè)質(zhì)子或一個(gè)電子的帶電荷量,故A錯(cuò)誤;BC.元電荷是電量單位,沒(méi)有正負(fù)之分,BC錯(cuò)誤;D.元電荷的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的,故D正確。故選D。2.(2023春·陜西銅川·高二??计谥校煸诮^緣細(xì)線下的兩個(gè)輕質(zhì)小球,由于電荷間的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離,分別如圖中甲、乙所示,則以下說(shuō)法中正確的是()
A.甲圖中兩個(gè)小球一定帶異種電荷B.甲圖中有一個(gè)小球可能不帶電C.乙圖中兩個(gè)小球一定帶異種電荷D.乙圖中可能有一個(gè)小球不帶電【答案】B【詳解】AB.甲圖中兩個(gè)小球相互吸引而靠近,因此可知兩個(gè)小球可能帶異種電荷,也可能一個(gè)帶電,一個(gè)不帶電。故A錯(cuò)誤,B正確;CD.乙圖中兩個(gè)小球相互排斥而遠(yuǎn)離,因此可知兩個(gè)小球帶同種電荷,故CD錯(cuò)誤。故選B。3.(2023春·浙江臺(tái)州·高一校聯(lián)考期中)小明同學(xué)在空氣干燥的教室里進(jìn)行一個(gè)小實(shí)驗(yàn),將一塑料扁帶撕成細(xì)絲后,一端打結(jié),做成“章魚”的造型,用毛巾順著細(xì)絲向下捋幾下,同樣用毛巾來(lái)回摩擦PVC(塑料)管。將“章魚”拋向空中,然后把PVC管從下方靠近它,直到“章魚”處于懸停狀態(tài),則(
)A.PVC管帶電方式屬于感應(yīng)起電B.塑料扁帶絲由于帶上同種電荷會(huì)向四周散開C.用毛巾摩擦后,“章魚”與PVC管帶異種電荷D.PVC管與“章魚”相互靠近過(guò)程中,兩者間相互作用力變小【答案】B【詳解】A.PVC管帶電方式屬于摩擦起電,A錯(cuò)誤;B.塑料扁帶絲由于帶上同種電荷相互排斥而會(huì)向四周散開,B正確;C.用毛巾摩擦后,“章魚”與PVC管帶同種電荷,C錯(cuò)誤;D.PVC管與“章魚”相互靠近過(guò)程中,距離減小,兩者間相互作用力變大,D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖,用一根絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒,靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a,然后用手指瞬間接觸一下驗(yàn)電器小球a,然后拿開玻璃棒,驗(yàn)電器小球a和金箔b的帶電情況是()A.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a不帶電、b帶正電B.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a、b均帶正電C.拿開玻璃棒后a、b帶負(fù)電D.拿開玻璃棒后a帶負(fù)電,b帶正電【答案】C【詳解】AB.絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電,手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,根據(jù)感應(yīng)起電a帶負(fù)電電,b不帶電,故AB錯(cuò)誤;CD.拿開玻璃棒后,a、b電荷重新分布,導(dǎo)致a、b帶負(fù)電,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。5.現(xiàn)有a、b、c、d四個(gè)帶電球,已知d帶正電,a和c相互排斥,c和d相互吸引,而b和d相互排斥,則()A.a(chǎn)、c帶負(fù)電,b帶正電 B.a(chǎn)帶負(fù)電,b、c帶正電C.b帶負(fù)電,a、c帶正電 D.a(chǎn)所帶電性不能確定【答案】A【詳解】由于a、b、c、d是四個(gè)帶電球,d帶正電,a、c排斥,即a、c帶異種電荷,c、d相互吸引,故a、c帶負(fù)電,同時(shí)由于b和d相互排斥,故b帶正電。綜上所述,a、c帶負(fù)電,b帶正電。故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A?!绢}型2三種起電方式】6.(2024年許昌期末)起電盤是獲得靜電的簡(jiǎn)單裝置,1775年由伏特發(fā)明.它是由一塊絕緣物質(zhì)(如石蠟、硬橡膠、樹脂等)制成的平板和另一塊帶有絕緣柄的導(dǎo)電平板構(gòu)成的.如圖所示是伏打起電盤示意圖,其起電原理是()A.摩擦起電 B.感應(yīng)起電C.接觸起電 D.以上三種方式都不是【答案】B【解析】導(dǎo)電平板靠近帶正電的絕緣板并接地時(shí),發(fā)生靜電感應(yīng),使導(dǎo)電平板帶上負(fù)電荷,A、C、D錯(cuò)誤,B正確.7.如圖所示,在絕緣支架上的導(dǎo)體A和導(dǎo)體B按圖中方式接觸放置,原先A、B都不帶電,先讓開關(guān)K1、K2均斷開,現(xiàn)在將一個(gè)帶正電小球C放置在A左側(cè),以下判斷正確的是()A.只閉合K1,則A左端不帶電,B右端帶負(fù)電B.只閉合K2,接著移走帶電小球,最后將A、B分開,A帶負(fù)電C.K1、K2均閉合時(shí),A、B兩端均不帶電D.K1、K2均閉合時(shí),A左端帶負(fù)電,B左端不帶電【答案】D【解析】只閉合開關(guān)時(shí)K1,由于靜電感應(yīng)的作用,金屬導(dǎo)體右端帶的正電荷會(huì)被從大地上來(lái)的負(fù)電荷中和,所以導(dǎo)體右端不再帶有電荷,左端帶負(fù)電,A錯(cuò)誤.當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)K2,由于靜電感應(yīng)的作用,金屬導(dǎo)體B右端帶的正電荷會(huì)被從大地上來(lái)的負(fù)電荷中和,所以導(dǎo)體B右端不再帶有電荷,左端帶負(fù)電,接著移走帶電小球,A端的負(fù)電會(huì)被中和而都不帶電,最后將A、B分開,則A端和B端均不帶電,B錯(cuò)誤.K1、K2均閉合時(shí),導(dǎo)體的近端A端還是會(huì)感應(yīng)異種電荷而帶負(fù)電,遠(yuǎn)端通過(guò)接地線變成了無(wú)窮遠(yuǎn),故B端不帶電,C錯(cuò)誤,D正確.8.下列三幅圖反映了三種起電的方式,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖是橡膠棒與毛皮摩擦后,把正電荷傳給了毛皮,使橡膠棒帶上了負(fù)電B.乙圖無(wú)論小球D帶正電還是負(fù)電,與A接觸時(shí)都把電荷傳給C、C,使箔片張開C.丙圖中先把靠近的帶電小球C移開,再分開A、B,則A、B帶上了等量異種電荷D.三種起電方式的實(shí)質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移【答案】D【詳解】A.橡膠棒與毛皮摩擦后,橡膠棒帶負(fù)電,是因?yàn)殡娮訌拿まD(zhuǎn)移到橡膠棒,A錯(cuò)誤;B.小球D帶正電時(shí),電子從A與箔片轉(zhuǎn)移到小球D,使箔片帶正電。小球D帶負(fù)電時(shí),電子從小球D轉(zhuǎn)移到箔片帶負(fù)電。兩種情況均使箔片帶同種電荷相斥,使箔片張開,B錯(cuò)誤;C.小球C感應(yīng)A、B,發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象,A、B帶上等量異種電荷。移開小球C后,靜電感應(yīng)消失,分開后A、B均不帶電,C錯(cuò)誤;D.三種起電方式的本質(zhì)都是電子的轉(zhuǎn)移。不帶電的物體因失去電子顯正電性,得到電子顯負(fù)電性,電子在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,電荷的總量保持不變,D正確。故選D。9.(多選)如圖,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說(shuō)法正確的是()A.把C移近導(dǎo)體A時(shí),A、B上的金屬箔片都張開B.把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開C.先把C移走,再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開D.先把A、B分開,再把C移走,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片閉合【答案】AB【詳解】AB.感應(yīng)帶電,這是使物體帶電的一種方法,根據(jù)異種電荷互相吸引的原理可知,靠近的一端會(huì)帶異種電荷。金屬導(dǎo)體處在正電荷的電場(chǎng)中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出正電荷,在導(dǎo)體A的左端會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗(yàn)電箔都張開,且左端帶負(fù)電,右端帶正電,把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后,把A和B分開,A帶負(fù)電,B帶正電,金屬箔還是張開,故AB正確;C.先把C移走,A、B電荷恢復(fù)原狀,A、B兩端都不帶電;若再把A、B分開,A、B上的金屬箔片不會(huì)張開,故C錯(cuò)誤;D.先把A、B分開,再把C移走,然后重新讓A、B接觸,A與B上的電荷重新中和,A上的金屬箔片閉合,B上的金屬箔片也閉合。故D錯(cuò)誤;故選AB?!绢}型3電荷守恒定律】10.如圖所示,某同學(xué)將不帶電的輕小金屬圓環(huán)放在干燥的絕緣桌面上,將塑料圓珠筆與頭發(fā)摩擦后,自上向下慢慢靠近圓環(huán).當(dāng)筆與圓環(huán)相距較近時(shí),圓環(huán)被吸引到筆上.下列說(shuō)法正確的是()A.摩擦使筆帶正電B.筆靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下感應(yīng)出異種電荷C.圓環(huán)被吸引到筆上的過(guò)程中,所受靜電力等于其重力D.當(dāng)筆碰到圓環(huán)后,筆所帶的電荷立刻全部消失【答案】B【解析】毛皮與橡膠棒摩擦后,橡膠棒帶負(fù)電,故筆與頭發(fā)摩擦后,摩擦使筆帶負(fù)電,A錯(cuò)誤;根據(jù)感應(yīng)帶電原理可知,筆靠近圓環(huán)時(shí),圓環(huán)上、下感應(yīng)出異種電荷,B正確;圓環(huán)被吸引到筆上,是因?yàn)閳A環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力,產(chǎn)生了加速度,C錯(cuò)誤;塑料圓珠筆是絕緣材料,電子無(wú)法自由移動(dòng),筆碰到圓環(huán)后,筆所帶的電荷無(wú)法全部被中和,D錯(cuò)誤.11.如圖,用一根絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒,靠近不帶電驗(yàn)電器的金屬小球a,然后用手指瞬間接觸一下驗(yàn)電器小球a,然后拿開玻璃棒,驗(yàn)電器小球a和金箔b的帶電情況是()A.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a不帶電、b帶正電B.手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,a、b均帶正電C.拿開玻璃棒后a、b帶負(fù)電D.拿開玻璃棒后a帶負(fù)電,b帶正電【答案】C【詳解】AB.絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電,手指接觸驗(yàn)電器小球a后拿開玻璃棒前,根據(jù)感應(yīng)起電a帶負(fù)電電,b不帶電,故AB錯(cuò)誤;CD.拿開玻璃棒后,a、b電荷重新分布,導(dǎo)致a、b帶負(fù)電,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。12.現(xiàn)有a、b、c、d四個(gè)帶電球,已知d帶正電,a和c相互排斥,c和d相互吸引,而b和d相互排斥,則()A.a(chǎn)、c帶負(fù)電,b帶正電 B.a(chǎn)帶負(fù)電,b、c帶正電C.b帶負(fù)電,a、c帶正電 D.a(chǎn)所帶電性不能確定【答案】A【詳解】由于a、b、c、d是四個(gè)帶電球,d帶正電,a、c排斥,即a、c帶異種電荷,c、d相互吸引,故a、c帶負(fù)電,同時(shí)由于b和d相互排斥,故b帶正電。綜上所述,a、c帶負(fù)電,b帶正電。故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選A?!绢}型4點(diǎn)電荷模型和元電荷】13.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法中,正確的是()A.只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷C.只有球形帶電體才能看成點(diǎn)電荷D.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離時(shí),可將這兩個(gè)帶電體看成點(diǎn)電荷【答案】D【解析】當(dāng)帶電體的形狀、大小及電荷分布對(duì)它們間的相互作用力的影響可忽略時(shí),這個(gè)帶電體可看作點(diǎn)電荷,帶電體能否看作點(diǎn)電荷由研究問(wèn)題的性質(zhì)決定,與帶電體自身大小、形狀無(wú)關(guān),故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.14.關(guān)于對(duì)元電荷和點(diǎn)電荷的理解正確的是()A.元電荷實(shí)質(zhì)上指電子和質(zhì)子本身B.點(diǎn)電荷就是檢驗(yàn)電荷C.體積很小的帶電體就是點(diǎn)電荷D.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量,通常取作e=1.6×10-19C【答案】D【解析】元電荷是表示跟電子(質(zhì)子)所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量,不是指電子和質(zhì)子,通常取作e=1.6×10-19C,A錯(cuò)誤,D正確;電荷的形狀、體積和電荷量對(duì)分析的問(wèn)題的影響可以忽略時(shí),該電荷就可以看成點(diǎn)電荷,是一種理想化模型,并不是只有體積很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷既可以是檢驗(yàn)電荷,也可以是場(chǎng)源電荷,B、C錯(cuò)誤.【題型5庫(kù)侖定律的理解和計(jì)算】15.(2023春·河北唐山·高一校聯(lián)考期中)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷A、B相距為r,如果將A的帶電量增加到原來(lái)的4倍,B的電荷量不變,要使它們的靜電力變?yōu)樵瓉?lái)的一半,則它們之間距離應(yīng)變?yōu)椋ǎ〢.16r B.4r C.22r 【答案】C【詳解】由庫(kù)侖定律F由題意F2=k4qA16.如圖所示,半徑為r的兩個(gè)金屬小球,球心間距離為4r,現(xiàn)使兩球分別帶上等量異種電荷+Q、A.等于kQ24r B.小于kQ24【答案】B【詳解】由題意可知,此時(shí)兩個(gè)金屬小球不能視為點(diǎn)電荷,由于異性電荷相吸,所以正電荷會(huì)分布在小球偏右側(cè)位置,負(fù)電荷會(huì)分布在小球偏左側(cè)位置,則此時(shí)+Q和?Q之間的平均距離大于2r且小于4r,根據(jù)庫(kù)侖定律可知兩球間的靜電力k17.如圖所示,帶電小球A固定在絕緣支架上,帶電小球B用絕緣絲線懸掛于天花板,懸點(diǎn)P位于小球A的正上方,A、B均視為點(diǎn)電荷。小球B靜止時(shí)懸線與豎直方向的夾角為θ,由于漏電,A、B兩小球的電荷量逐漸減小。在電荷漏完之前,有關(guān)懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力T和A、B之間庫(kù)侖力F的大小,下列說(shuō)法中正確的是()A.T保持不變,F(xiàn)逐漸減小B.T逐漸增大,F(xiàn)先變大后變小C.T逐漸減小,F(xiàn)逐漸減小D.T先變大后變小,F(xiàn)逐漸增大【答案】A【詳解】以球B為研究對(duì)象,受到重力G、庫(kù)侖力F和懸線的拉力T三個(gè)力作用,如圖所示。由平衡條件可得F根據(jù)△F'BF∽△PQB可得GPQ在A、B兩小球的電荷量逐漸減小的過(guò)程中,PB、PQ、G均不變,則懸線的拉力T不變;因電荷量減小,庫(kù)侖力F減小,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。18.如圖所示,點(diǎn)電荷甲固定在正方形的O點(diǎn),將另一點(diǎn)電荷乙從正方形的a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),點(diǎn)電荷乙在a、b兩點(diǎn)所受的靜電力大小之比是()A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.4∶1【答案】B【解析】由庫(kù)侖定律F=eq\f(kq1q2,r2)知eq\f(Fa,Fb)=eq\f(req\o\al(2,b),req\o\al(2,a))=eq\f((\r(2)l)2,l2)=2,故選B.19.如圖所示,真空中A、B兩個(gè)可視為點(diǎn)電荷的帶電小球電荷量分別為+Q和+q,放在光滑的絕緣水平面上,A、B之間用絕緣的輕彈簧連接,彈簧的勁度系數(shù)為k0。當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量為x0。已知彈簧的形變均在彈性限度內(nèi),A.保持Q不變,將q變?yōu)?q,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量等于3B.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量小于3C.保持Q不變,將q變?yōu)?q?,平衡時(shí)彈簧的縮短量等于D.保持q不變,將Q變?yōu)?Q,平衡時(shí)彈簧的縮短量小于x【答案】B【詳解】AB.設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為l,由庫(kù)侖定律、胡克定律平衡可得,當(dāng)電荷量為q時(shí)k當(dāng)保持Q不變,將q變?yōu)?q,或保持q不變,將Q變?yōu)?Q時(shí),設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x1解得x1=3l+x02CD.當(dāng)保持Q不變,將q變?yōu)?q,或保持q不變,將Q變?yōu)?Q時(shí),設(shè)彈簧的壓縮量為kQql?x22=k0x2【題型6庫(kù)侖力的疊加】20.(2024年中山段考)如圖所示,直角三角形ABC中∠B=30°,點(diǎn)電荷A、B所帶電荷量分別為QA、QB,測(cè)得在C處的正點(diǎn)電荷所受靜電力方向平行于AB向左,則下列說(shuō)法正確的是()A.A帶正電,QA∶QB=1∶8B.A帶負(fù)電,QA∶QB=1∶8C.A帶正電,QA∶QB=1∶4D.A帶負(fù)電,QA∶QB=1∶4【答案】B【解析】要使C處的正點(diǎn)電荷所受靜電力方向平行于AB向左,該正點(diǎn)電荷所受力的情況應(yīng)如圖所示,A帶負(fù)電,B帶正電.設(shè)A、C間的距離為L(zhǎng),則B、C間的距離為2L.FBsin30°=FA,即keq\f(QBQC,(2L)2)sin30°=keq\f(QAQC,L2),解得eq\f(QA,QB)=eq\f(1,8),B正確,A、C、D錯(cuò)誤.21.(2024年惠州段考)如圖所示,在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形4個(gè)頂點(diǎn)上,分別固定4個(gè)電荷量大小均為q的點(diǎn)電荷A、B、C、D,其中A、C帶正電,B、D帶負(fù)電,則B受到其他三個(gè)電荷庫(kù)侖力的合力大小是()A.0 B.eq\f(\r(2)kq2,2L2)C.eq\f(3kq2,2L2) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)-\f(1,2)))eq\f(kq2,L2)【答案】D【解析】B受到其他三個(gè)電荷的庫(kù)侖力如圖所示.三個(gè)力分別滿足F1=F2=keq\f(q2,L2),F(xiàn)3=keq\f(q2,(\r(2)L)2)=keq\f(q2,2L2),B受到的合力為F=eq\r(2)F1-F3=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2)-\f(1,2)))eq\f(kq2,L2),D正確.22.(2023春·山東泰安·高一新泰市第一中學(xué)??计谥校┤鐖D,同一直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷a、b、c,電荷量分別為q1、q2、q3,已知a、b間距離小于bA.三個(gè)點(diǎn)電荷可能均為正電荷B.若a為正電荷,則b、c均為負(fù)電荷C.點(diǎn)電荷電荷量的絕對(duì)值滿足qD.點(diǎn)電荷電荷量的絕對(duì)值滿足q【答案】C【詳解】AB.以b點(diǎn)電荷為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知,a對(duì)b的庫(kù)侖力與c對(duì)b的庫(kù)侖力大小相等,方向相反,可知a、c帶同種電荷;以c點(diǎn)電荷為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知,a對(duì)c的庫(kù)侖力與b對(duì)c的庫(kù)侖力大小相等,方向相反,可知a、b帶異種電荷;若a為正電荷,則b為負(fù)電荷,c為正電荷,故AB錯(cuò)誤;C.以b點(diǎn)電荷為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得k由于rab<rbc可得D.以c點(diǎn)電荷為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得k由于rac>rbc可得q23.(2023·貴陽(yáng)·高二??计谥校ǘ噙x)如圖所示,點(diǎn)電荷Q1,Q2固定于邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形的兩頂點(diǎn)上,將點(diǎn)電荷Q3(電荷量未知)固定于正三角形的中心,Ql,Q2的電荷量均為+q.在正三角形第三個(gè)頂點(diǎn)上放入另一點(diǎn)電荷Q,且Q的電荷量-q,點(diǎn)電荷Q恰好處于平衡狀態(tài).已知靜電力常量為k,不計(jì)各電荷受到的重力,下列說(shuō)法正確的是A.若撤去Q3,則Q將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.Q3的電荷量為–3C.若不改變Q的電性,僅改變其電荷量,Q將不再受力平衡D.若將Q1的電荷量改為-q,則Q受到的合力大小為2k【答案】BD【詳解】若撤去Q3,點(diǎn)電荷Q所受的合力為Q1、Q2對(duì)點(diǎn)電荷Q庫(kù)侖力的合力,方向豎直向下,向下加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,由于距離兩電荷的距離變化,導(dǎo)致庫(kù)侖力的變化,則加速度變化,做變加速直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤.Q1、Q2對(duì)點(diǎn)電荷Q庫(kù)侖力的合力為:F1=2×kq2L2×cos30°=3kq2L24.(2023春·江西景德鎮(zhèn)·高一景德鎮(zhèn)一中??计谥校┤鐖D所示,質(zhì)量相等可視為點(diǎn)電荷的A、B、C三個(gè)帶電絕緣小球,其中A帶正電并固定在絕緣豎直彈簧下端,當(dāng)A、B、C三個(gè)小球的球心距離為L(zhǎng)時(shí),B、C小球帶電荷量相等并懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.彈簧彈力大于三個(gè)小球的總重力B.小球A受三個(gè)作用力C.小球A帶的電荷量是小球B帶電荷量的2倍D.剪斷彈簧后三個(gè)小球一起做自由落體運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】A.把三個(gè)小球看成整體,可得彈簧彈力等于三個(gè)小球的總重力,故A錯(cuò)誤;B.分析A的受力有重力、兩個(gè)庫(kù)侖力和彈簧彈力,共四個(gè)力,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)受力平衡可得B、C小球帶等量的負(fù)電,設(shè)小球A、B的電荷量絕對(duì)值分別為qA、qA、B之間的庫(kù)侖力FAB=kqAqB分析B受力如圖所示,可得FABcosθ=FBCD.剪斷彈簧后A受重力和B、C小球?qū)的庫(kù)侖力,A下落的加速度大于重力加速度,剪斷瞬間小球B、C受力不變,加速度為零,故D錯(cuò)誤。故選C?!绢}型7電場(chǎng)強(qiáng)度】25.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度,下列說(shuō)法正確的是()A.電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力B.電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的電場(chǎng)力的方向C.電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式為E=eq\f(F,q),這個(gè)定義式只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)D.由E=keq\f(Q,r2)知,在以Q為球心,r為半徑的球面上,各處電場(chǎng)強(qiáng)度均相同【答案】A【解析】根據(jù)公式E=eq\f(F,q)可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力,A正確;電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)所放正電荷受到的電場(chǎng)力的方向,故B錯(cuò)誤;E=eq\f(F,q)是定義式,適用于任何電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),故C錯(cuò)誤;由公式E=keq\f(Q,r2)可知,在以Q為球心,r為半徑的球面上,各處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,但方向不同,故D錯(cuò)誤.26.(多選)(2024年?yáng)|莞段考)在電場(chǎng)中的某點(diǎn)A處放一試探電荷+q,它所受的靜電力大小為F,方向水平向右,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EA=eq\f(F,q),方向水平向右.下列說(shuō)法正確的是()A.在A點(diǎn)放一個(gè)負(fù)試探電荷,A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向變?yōu)樗较蜃驜.在A點(diǎn)放一個(gè)負(fù)試探電荷,它所受的靜電力方向水平向左C.在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的試探電荷,它所受的靜電力大小為2FD.在A點(diǎn)放一個(gè)電荷量為2q的試探電荷,則A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小變?yōu)?EA【答案】BC【解析】電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向與放置的電荷無(wú)關(guān),始終為EA=eq\f(F,q),方向水平向右,A、D錯(cuò)誤;正、負(fù)試探電荷在電場(chǎng)中同一位置所受電場(chǎng)力的方向相反,則負(fù)試探電荷在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向向左,B正確;在A點(diǎn)放置一個(gè)電荷量為2q的試探電荷,它所受的電場(chǎng)力為F′=EA×2q=eq\f(F,q)×2q=2F,C正確.27.真空中有一點(diǎn)電荷形成電場(chǎng),在離此點(diǎn)電荷0.1m處放一試探電荷,其受力與電荷量的關(guān)系如圖所示,則形成電場(chǎng)電荷的電荷量為()A.10-11C B.10-10CC.10-9C D.10-8C【答案】C【解析】離點(diǎn)電荷0.1m處場(chǎng)強(qiáng)為Ex=eq\f(F,q)=9N/C,距離坐標(biāo)原點(diǎn)r處的場(chǎng)強(qiáng)E=keq\f(Q,r2),解得Q=10-11C,A正確.28.(2023春·浙江寧波·高一浙江省寧波市鄞州中學(xué)??计谥校╆P(guān)于電荷與靜電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.空間電場(chǎng)由試探電荷和場(chǎng)源電荷共同激發(fā)產(chǎn)生,試探電荷在此電場(chǎng)中受到靜電力的作用B.即使是電荷量不同的試探電荷,在電場(chǎng)中的同一位置受到的靜電力也相同C.為不影響場(chǎng)源電荷的電場(chǎng)分布,試探電荷應(yīng)該是電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷D.物理學(xué)中規(guī)定,試探電荷受到靜電力的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向【答案】C【詳解】A.空間電場(chǎng)由場(chǎng)源電荷激發(fā)產(chǎn)生,試探電荷在此電場(chǎng)中受到靜電力的作用,A錯(cuò)誤;B.電荷量不同的試探電荷,由電場(chǎng)力的表達(dá)式F=Eq得在電場(chǎng)中的同一位置受到的靜電力不同,B錯(cuò)誤;C.為不影響場(chǎng)源電荷的電場(chǎng)分布,試探電荷應(yīng)該是電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷,C正確;D.物理學(xué)中規(guī)定,正電荷受到靜電力的方向規(guī)定為電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,D錯(cuò)誤。故選C?!绢}型8電場(chǎng)的疊加】29.如圖所示,一半徑為R的圓盤上均勻分布著電荷量為Q的電荷,在垂直于圓盤且過(guò)圓心c的軸線上有a、b、d三個(gè)點(diǎn),a和b、b和c、c和d間的距離均為R,在a點(diǎn)處有一電荷量為q(q>0)的固定點(diǎn)電荷.已知b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,則d點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(k為靜電力常量)()A.keq\f(3q,R2) B.keq\f(10q,9R2)C.keq\f(Q+q,R2) D.keq\f(9Q+q,9R2)【答案】B【解析】由于在a點(diǎn)放置一點(diǎn)電荷q后,b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,說(shuō)明點(diǎn)電荷q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與圓盤上Q在b點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,即EQ=Eq=keq\f(q,R2).根據(jù)對(duì)稱性可知Q在d點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小EQ′=keq\f(q,R2),則Ed=EQ′+Eq′=keq\f(q,R2)+keq\f(q,(3R)2)=keq\f(10q,9R2),故B正確.30.一邊長(zhǎng)為r的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn),固定有3個(gè)點(diǎn)電荷,電荷量分別為+q、+q和-2q,如圖,靜電力常量為k,則三角形中心處O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向()A.eq\f(12kq,r2),指向電荷量為-2q的點(diǎn)電荷B.eq\f(9kq,r2),指向電荷量為-2q的點(diǎn)電荷C.eq\f(12kq,r2),背離電荷量為-2q的點(diǎn)電荷D.eq\f(9kq,r2),背離電荷量為-2q的點(diǎn)電荷【答案】B【解析】O點(diǎn)是三角形的中心,到三個(gè)電荷的距離為l=eq\f(\f(r,2),sin60°)=eq\f(\r(3),3)r,兩個(gè)+q電荷在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小均為E1=E2=keq\f(q,l2);由對(duì)稱性和幾何知識(shí)得,兩個(gè)+q在O處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為E12=E1=keq\f(q,l2).再與-2q在O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)合成,得到O點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E=E12+E3=keq\f(q,l2)+keq\f(2q,l2)=keq\f(3q,l2)=eq\f(9kq,r2),方向指向電荷量為-2q的點(diǎn)電荷,故選B.31.(2023春·山東煙臺(tái)·統(tǒng)考期中)均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖所示,一半徑為R的球體表面均勻帶有正電荷,電荷量為q,O為球心,直線ab是過(guò)球體中心的一條水平線,球體表面與直線ab交于C、D兩點(diǎn),直線ab上有兩點(diǎn)P、Q,且PC=DQ=R?,F(xiàn)垂直于CD將球面均分為左右兩部分,并把右半部分移去,左半球面所帶電荷仍均勻分布,此時(shí)P點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為()
A.kq4R2?E B.kq8R【答案】A【詳解】先將帶電球體補(bǔ)全,一半徑為R的球體表面均勻帶有正電荷,電荷量為q,在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng),則在P、Q兩點(diǎn)所產(chǎn)生的電場(chǎng)為E左半球面所帶電荷在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,由對(duì)稱性可知去掉的右半球面所帶電荷在Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,則EQ=32.(2023春·寧夏銀川·高一六盤山高級(jí)中學(xué)??计谥校┤鐖D,A、B、C、D是正方形的四個(gè)頂點(diǎn),在A點(diǎn)和C點(diǎn)放有電荷量都為2q的負(fù)電荷,在B點(diǎn)放了某個(gè)未知電荷q'后。恰好D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于0。求放在B【答案】正,4【詳解】設(shè)正方形邊長(zhǎng)l,A、C點(diǎn)的電荷在D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)均為E=k則A、C點(diǎn)的電荷在D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為E'=方向由D指向B。因?yàn)镈點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度恰好等于零,則B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在D點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與A、C點(diǎn)的電荷在D點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)等大反向,因此B點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶正電,且B點(diǎn)的點(diǎn)電荷在D的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是E解得Q=433.(2023春·江蘇徐州·高一統(tǒng)考期中)如圖所示,電荷量為q的點(diǎn)電荷在均勻帶電薄板上方2d處,點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線通過(guò)薄板的幾何中心,A、B為垂線上兩點(diǎn),到薄板的距離均為d、將一帶電小球置于B點(diǎn),釋放時(shí)的加速度恰好等于重力加速度g。已知靜電力常量為k,則()A.薄板帶正電荷B.薄板在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的方向豎直向上C.薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為kqD.若將帶電小球移到A點(diǎn)釋放,其加速度仍等于重力加速度g【答案】C【詳解】AB.將一帶電小球置于B點(diǎn),釋放時(shí)的加速度恰好等于重力加速度g,所以小球此位置只受重力作用,此可知電荷量為q的點(diǎn)電荷和均勻帶電薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,均勻帶電薄板在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)豎直向上,由此可知薄板負(fù)電荷,根據(jù)對(duì)稱性可知,薄板在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)的方向豎直向下,故AB錯(cuò)誤;C.B點(diǎn),釋放時(shí)的加速度恰好等于重力加速度g,有EB=D.若將帶電小球移到A點(diǎn)釋放,根據(jù)對(duì)稱性可知薄板在A點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)與在B點(diǎn)產(chǎn)生電場(chǎng)等大反向,則EA=EB+kqd2=10kq【題型9電場(chǎng)線】34.如圖所示,A、B是同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),這兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是()A.EA>EB,方向相同 B.EA>EB,方向不同C.EA<EB,方向相同 D.EA<EB,方向不同【答案】C【解析】電場(chǎng)線的疏密程度表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱,故EA<EB;電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致,故A、B的電場(chǎng)方向均是向右.故C正確.35.(多選)(2023年廣州培英中學(xué)段考)如圖所示為一對(duì)不等量異號(hào)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,從C點(diǎn)到D點(diǎn)的虛線為不計(jì)重力的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡,下列說(shuō)法正確的是()A.A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量B.電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是正電荷所受電場(chǎng)力方向C.圖中沒(méi)有電場(chǎng)線的空白區(qū)域沒(méi)有電場(chǎng)D.不計(jì)重力的帶電粒子帶負(fù)電【答案】AB【解析】據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可知,A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量,故A正確;電場(chǎng)中正電荷受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)方向相同,故B正確;電場(chǎng)線是假想的,其疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小,圖中沒(méi)有電場(chǎng)線的空白區(qū)域也有電場(chǎng),故C錯(cuò)誤;帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的軌跡,所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的一側(cè),且電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向在同一直線上,可知帶電粒子受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同,可知粒子帶正電,故D錯(cuò)誤.36.(多選)如圖所示,實(shí)線表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線,一帶電粒子(不計(jì)重力)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域后的軌跡如圖中虛線所示,a、b是軌跡上的兩點(diǎn),關(guān)于粒子的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法中可能的是()A.該粒子帶負(fù)電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bB.該粒子帶正電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒩至bC.該粒子帶正電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至aD.該粒子帶負(fù)電荷,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪至a【答案】AD【解析】曲線中合外力的方向指向軌跡的內(nèi)側(cè),所以粒子所受電場(chǎng)力水平向左,電荷為負(fù)電荷,運(yùn)動(dòng)方向可從a到b,也可以從b到a.故選AD.37.(2023·廣西南寧·高二校期中)如圖所示的實(shí)線為某靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線,虛線是僅在電場(chǎng)力作用下某帶負(fù)電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、B、C、D是電場(chǎng)線上的點(diǎn),其中A、D兩點(diǎn)在粒子的軌跡上,下列說(shuō)法正確的是()A.該電場(chǎng)可能是正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的B.由圖可知,同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間是可以相交的C.該粒子在A點(diǎn)的速度一定大于在D點(diǎn)的速度D.將該粒子在C點(diǎn)由靜止釋放,它可能一直沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】A.正點(diǎn)電荷周圍的電場(chǎng)線是從正點(diǎn)電荷出發(fā),呈輻射狀分布的,A錯(cuò)誤;B.同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在空間不能相交,否則同一點(diǎn)具有兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向,B錯(cuò)誤;C.由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受力的方向指向曲線的凹側(cè),若粒子從A點(diǎn)到D點(diǎn),則粒子的速度方向與所受電場(chǎng)力方向的夾角為鈍角,則粒子的速度減小,若粒子從D點(diǎn)到A點(diǎn),則粒子的速度方向與所受電場(chǎng)力方向的夾角為銳角,則粒子的速度變大,都是粒子在A點(diǎn)的速度大于在D點(diǎn)的速度,C正確;D.只有粒子的初速度為零,且電場(chǎng)線為直線的情況下粒子才可能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。故選C。38.懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小球,若在空間加一勻強(qiáng)電場(chǎng),則小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為θ,如圖所示.(1)求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值.(2)若在某時(shí)刻突然撤去電場(chǎng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),求小球?qū)?xì)線的拉力大?。敬鸢浮?1)eq\f(mgsinθ,q),方向?yàn)榕c水平方向夾角為θ,斜向左下方(2)mg(3-2cosθ)【解析】(1)當(dāng)靜電力的方向與細(xì)線垂直時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度最小.由mgsinθ=qE,解得E=eq\f(mgsinθ,q),小球帶負(fù)電,所受靜電力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反,故電場(chǎng)強(qiáng)度方向?yàn)榕c水平方向夾角為θ,斜向左下方.(2)設(shè)線長(zhǎng)為l,小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度為v,細(xì)線對(duì)小球的拉力為F,則有mgl(1-cosθ)=eq\f(1,2)mv2,F(xiàn)-mg=meq\f(v2,l),聯(lián)立解得F=mg(3-2cosθ),根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)?xì)線的拉力F′=F=mg(3-2cosθ).39.(2023·安徽·高二校聯(lián)考期中)如圖所示,在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中用一根長(zhǎng)度L=0.8m的絕緣細(xì)繩把質(zhì)量為m=0.20kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在固定點(diǎn)O點(diǎn),小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ=37o.現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放,(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:(1)從A到C靜電力對(duì)小球做的功;(2)小球通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)的速度的大??;(3)小球在擺動(dòng)過(guò)程中細(xì)線對(duì)小球的最大拉力.【答案】(1)-1.2J(2)2m/s(3)4.5N【詳解】(1)小球受到電場(chǎng)力qE,重力mg和繩的拉力F的作用下處于靜止,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件有:qE=mgtan37o
小球從A到C的過(guò)程中,W=-qEL=-1.2J
(2)A到C的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:mgL-qEL=12mvc2可得:vc=2m/s
(3)在擺動(dòng)過(guò)程中,經(jīng)B點(diǎn)時(shí),細(xì)線的拉力最大,從A到B的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得:mgLcos37o-qEL(1-sin37o)=1在B點(diǎn)時(shí),滿足:F?mg拉力:F=4.5N【題型10靜電平衡】40.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的原因是()A.外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零B.外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部C.所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零D.以上解釋都不正確【答案】A【解析】當(dāng)導(dǎo)體在電場(chǎng)中處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點(diǎn),感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與外場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反,此時(shí)導(dǎo)體的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,故B、C、D錯(cuò)誤,A正確.41.下列說(shuō)法正確的是()A.打雷時(shí),待在汽車?yán)锉却谀疚堇镆踩獴.為了安全,避雷針的頂端應(yīng)該設(shè)計(jì)成球形C.制作汽油桶的材料用塑料比用金屬好D.超高壓帶電作業(yè)的工人穿包含金屬絲制成的工作服時(shí)更危險(xiǎn)【答案】A【解析】一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”,一旦汽車被雷擊中,它的金屬構(gòu)架會(huì)將閃電電流導(dǎo)入地下,打雷時(shí),待在汽車?yán)锔踩蔄正確;避雷針是利用了靜電的尖端放電原理制作的,避雷針必須做成針狀,不能做成球形,B錯(cuò)誤;因?yàn)樗芰虾陀湍Σ寥菀灼痣?,產(chǎn)生的靜電荷不易泄漏,形成靜電積累,造成爆炸和火災(zāi)事故,故C錯(cuò)誤;電力工人高壓帶電作業(yè),全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的工作服,可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用,使人安全作業(yè),故D錯(cuò)誤.42.(2023年臺(tái)州名校段考)如圖所示為某帶電導(dǎo)體四周的電場(chǎng)線分布,M、N是電場(chǎng)中兩點(diǎn),則()A.導(dǎo)體左側(cè)帶正電,右側(cè)帶負(fù)電B.導(dǎo)體左側(cè)的電荷分布密度大于右側(cè)C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度D.導(dǎo)體內(nèi)部的P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零【答案】D【解析】由電場(chǎng)線分布可知,導(dǎo)體左右兩側(cè)均帶正電,故A錯(cuò)誤;右側(cè)電場(chǎng)線分布較密集,可知導(dǎo)體電荷分布密度左側(cè)小于右側(cè),故B錯(cuò)誤;因N點(diǎn)電場(chǎng)線較M點(diǎn)密集,則N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故C錯(cuò)誤;導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),所以內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,故D正確.43.(2023春·浙江臺(tái)州·高一臺(tái)州一中??计谥校┤鐖D所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒AB原來(lái)不帶電,現(xiàn)將一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷q放在導(dǎo)體棒的中心軸線上,且距離導(dǎo)體棒的A端為R,O為AB的中點(diǎn)。當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后,下列說(shuō)法正確的是()A.A端帶正電,B端帶負(fù)電B.A端電勢(shì)比B端電勢(shì)低C.感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿虛線向左D.點(diǎn)電荷q對(duì)處在O點(diǎn)的電子沒(méi)有電場(chǎng)力【答案】C【詳解】A.根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引可知,導(dǎo)體棒AB中的負(fù)電荷受到正電荷q的吸引作用,所以當(dāng)導(dǎo)體棒AB達(dá)到靜電平衡后,A端帶負(fù)電,B端帶正電,故A錯(cuò)誤;B.處于靜電平衡下的導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,其表面是等勢(shì)面,所以導(dǎo)體棒表面各點(diǎn)電勢(shì)相等,故B錯(cuò)誤;C.處于靜電平衡下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,感應(yīng)電場(chǎng)和外電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,所以感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷q的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,點(diǎn)電荷q在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)向右,所以感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向沿虛線向左,故C正確;D.點(diǎn)電荷q對(duì)處在O點(diǎn)的電子有電場(chǎng)力的作用,故D錯(cuò)誤。故選C。【題型11感應(yīng)起電現(xiàn)象和尖端放電】44.(2023·江蘇南通·高一統(tǒng)考期中)如圖所示,在帶電體C的右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B,均放在絕緣支座上,則()
A.A的左端感應(yīng)出正電荷B.A上的感應(yīng)電荷是創(chuàng)生出來(lái)的C.A、B內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0D.若先將A、B分開,再移
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