高中物理选修3-1-第1章电场-全套同步练习 带答案
第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律
[同步检测]
1、一切静电现象都是由于物体上的 引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由 引起的.
2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ ） A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C.被吸引的轻小物体一定是带电体 D.被吸引的轻小物体可能不是带电体
3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近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+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电. 4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量 的趋势，异种电荷相互吸引，而且在引力作用下有尽量 的趋势． 5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示， 当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电 器中金属箔片的张角减小，则（ ） A ．金属球A 可能不带电 B ．金属球A 一定带正电 C ．金属球A 可能带负电
D ．金属球A 一定带负电 6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断（ ）
A ．验电器所带电荷量部分被中和
B ．验电器所带电荷量部分跑掉了
C ．验电器一定带正电
D ．验电器一定带负电
7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是 A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移
C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体
D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何能使导体B 带上正电？ 9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的
A. 2.4×10-19
C B.-6.4×10-19
C C.-1.6×10-18
C D.4.0×10-17
C
10．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5
C 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，最终三球的带电荷量分别为q A = ，q B = ，q C = ． [综合评价]
1．对于摩擦起电现象，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.
摩擦起电是通过摩擦将一个物体中的电子转移到另一个物体
图1—1—2
图1—1—3
C.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，一定带有等量异种电荷
D.通过摩擦起电的两个原来不带电的物体，可能带有同种电荷
2．如图1—1—4所示，当将带正电的球C 移近不带电的枕形绝缘金属导体AB 时，枕形导体上的电荷移动情况是
A.枕形金属导体上的正电荷向B 端移动，负电荷不移动
B.枕形金属导体中的带负电的电子向A 端移动，正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B 端和A 端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动 图1—1—4
3．关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是
A.摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷
B.摩擦起电现象说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C.摩擦起电现象说明电荷可以从物体的一部分转移到另一部分
D.感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了
4．如图1—1—5所示，用带正电的绝缘棒A 去靠近原来不带电的验电器B ， B 的金属箔片张开，这时金属箔片带 电；若在带电棒离开前，用手摸一下
验电
器的小球后离开，然后移开A ，这时B 的金属箔片也能张开，它带 电. 图1—1—5 5．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 的近旁有一底座绝缘金属球b ，开始时a 、b 都不带电，如图1—1—6所示，现使b 带电，则： A. ab 之间不发生相互作用 B. b 将吸引a ，吸在一起不放开 C. b 立即把a 排斥开
D. b 先吸引a ，接触后又把a 排斥开 图1—1—6
6．5个元电荷的电荷量是 C ，16C 电荷量等于 个元电荷的电荷量． 7．有两个完全相同的带电绝缘金属球A 、B ，分别带有电荷量Q A ＝6.4×910-C,Q B ＝–3.2×9
10-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多少库仑？此后，小球A 、B 各带电多少库仑？
8．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有3×10-3
C 的正电荷，小球B 带有-2×10-3
C 的负电荷，小球C 不带电．先将小球C 与小球A 接触后分开，再将小球B 与小球C 接触然后分开，试求这时三球的带电荷量分别为多少？
+
C
A B
+ +
A
B
同步导学第1章静电场第02节 库仑定律
[同步检测]
1．下列哪些带电体可视为点电荷
A ．电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B ．在计算库仑力时均匀带电的绝缘球体可视为点电荷
C ．带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D ．带电的金属球一定不能视为点电荷 2．对于库仑定律，下面说法正确的是
A ．凡计算真空中两个静止点电荷间的相互作用力，就可以使用公式F = 2
2
1r q q k ； B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律
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 ．当两个半径为r 的带电金属球心相距为4r 时，对于它们之间相互作用的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量
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d 时的作用力为( ) A ．F ／100 B ．10000F C ．100F D ．以上结论都不对
5．两个带正电的小球，放在光滑绝缘的水平板上，相隔一定的距离，若同时释放两球，它们的加速度之比将 A ．保持不变 B ．先增大后减小 C ．增大 D ．减小
6．两个放在绝缘架上的相同金属球相距d ，球的半径比d 小得多，分别带q 和3q 的电荷量，相互作用的斥力为3F ．现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为 A ．O B ．F C ．3F D ．4F
７．如图1—2—6所示，大小可以不计的带有同种电荷的小球A 和B 互相排斥，
静止时两球位于同一水平面上，绝缘细线与竖直方向的夹角分别为α和β卢，且α < β， 由此可知
A ．
B 球带电荷量较多 B ．B 球质量较大
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q 1和q 2，用长均为L 的两根细线，悬挂在同一点上，静止时两悬线与竖直方向的夹角均为30°，则小球的质量为 .
９．两个形状完全相同的金属球A 和B ，分别带有电荷量q A ＝﹣7×10
8
-C 和q B ＝3×10
8
-C ，它们之间的吸
引力为2×106
-N ．在绝缘条件下让它们相接触，然后把它们又放回原处，则此时它们之间的静电力是 (填“排斥力”或“吸引力”)，大小是 ．(小球的大小可忽略不计)
图1—2—6
10．如图1—2—7所示，A、B是带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B平衡于倾角为30°的绝缘光滑斜面上时，恰与A等高，若B的质量为303g，则B带电荷量是多少?(g 取l0 m／s2)
[综合评价]
1．两个带有等量电荷的铜球，相距较近且位置保持不变，设它们带同种电荷时的静电力为F
1
，它们带异种电
荷时(电荷量绝对值相同)的静电力为F
2，则F
1
和F
2
的大小关系为：
A．F
1
＝F
2
D．F
1
> F
2
C．F
1
< F
2
D．无法比较
2．如图1—2—8所示，在A点固定一个正点电荷，在B点固定一负点电荷，当在C点处放上第三个电荷q时，电荷q受的合力为F，若将电荷q向B移近一些，则它所受合力将
A．增大 D．减少 C．不变 D．增大、减小均有可能．
3．真空中两个点电荷，电荷量分别为q
1
＝8×109-C和q
2
＝﹣18×109-C，两者固定于相距20cm的a、b两点上,如图1—2—9所示．有一个点电荷放在a、b连线(或延长线)上某点，恰好能静止，则这点的位置是A．a点左侧40cm处 B．a点右侧8cm处
C．b点右侧20cm处 D．以上都不对．
4．如图所示，+Q1和-Q2是两个可自由移动的电荷，Q2=4Q1．现再取一个可自由移动的点电荷Q3放在Q1与Q2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么（）
A.Q3应为负电荷，放在Q1的左边 B、Q3应为负电荷，放在Q2的右边
C.Q3应为正电荷，放在Q1的左边 D、Q3应为正电荷，放在Q2的右边．
5．如图1—2—10所示，两个可看作点电荷的小球带同种电，电荷量分别为q
1
和q
2
，质量分别为m
1
和m
2
，当两球处于同一水平面时，α >β，则造成α >β的可能原因是：
A．m
1
>m
2
B．m
1
2 C q 1 >q 2 D．q 1 >q 2 6．如图1—2—11所示，A、B两带正电小球在光滑绝缘的水平面上相向运动．已知m A ＝2m B ， A v＝2 v， B v ＝ v．当两电荷相距最近时，有 A．A球的速度为 v，方向与 A v相同 B．A球的速度为 v，方向与 A v相反 C．A球的速度为2 v，方向与 A v相同 D．A球的速度为2 v，方向与 A v相反． 图1—2—7 图1—2—9 图1—2—8 图1—2—10 图1—2—11 图1—2—12 7．真空中两个固定的点电荷A、B相距10cm，已知q A＝+2.0×108-C，q ＝+8.0×108-C，现引入电荷C，电 B 荷量Qc＝+4.0×108-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的平衡，若引入C后，电荷A、B、C均在库仑力作用下平衡，则C电荷电性应为，电荷量应为 C． 8．如图1—2—12所示，两相同金属球放在光滑绝缘的水平面上，其中A球带9Q的正电荷， B球带Q的负电荷，由静止开始释放，经图示位置时，加速度大小均为a，然后发生碰撞，返 回到图示位置时的加速度均为． 9．如图1—2—13所示，两个可视为质点的金属小球A、B质量都是m、带正电电荷量都是q， 图1—2—13 连接小球的绝缘细线长度都是l，静电力常量为k，重力加速度为g．则连结A、B的细线中的 张力为多大? 连结O、A的细线中的张力为多大? 10．如图1—2—14所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B静止在图示位置．固定的带正电荷的A球电 荷量为Q，B球质量为m、电荷量为q，θ＝30°，A和B在同一水平线上，整个装置处在真空中，求A、B两 球间的距离． 图1—2—14 同步导学第1章静电场第03节 电场强度 [同步检测] 1．下列说法中正确的是 ( ) A ．电场强度反映了电场力的性质，因此场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比 B ．电场中某点的场强等于F ／q ，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关 C ．电场中某点的场强方向即试探电荷在该点的受力方向 D ．公式E ＝F ／q 和E ＝kQ / r 2对于任何静电场都是适用的 2．下列说法中正确的是 ( ) A ．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B ．电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 C ．电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用 D ．电场是人为设想出来的．其实并不存在 3．在一个电场中a 、b 、c 、d 四个点分别引入试探电荷时，电荷所受到的电场力F 跟引入电荷的电荷量之间的函数关系如图1—3一12所示，下列说法中正确的是 ( ) 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 b > E c > E a C ．同一点的电场强度随试探电荷电荷量的增加而增加 D ．无法比较以上四点的电场强度值 4．相距为a 的A 、B 两点分别带有等量异种电荷Q 、-Q ，在A 、B 连线中点处的电场强度为 ( ) A ．零 B ．kQ/a 2 ，且指向-Q C ．2kQ/a 2 ，且指向-Q D ．8kQ/a 2 ，且指向-Q 5．以下关于电场和电场线的说法中正确的是 ( ) A ．电场、电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅在空间相交，也能相切 B ．在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域场强为零 C ．同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大 D ．电场线是人们假设的，用以表示电场的强弱和方向，客观上并不存在 6．如图1—3—13所示，一电子沿等量异种点电荷的中垂直线由A→O→B 匀速飞进，电子重力不计，则电 子所受电场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 q 图1—3一12 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 7．如图1—3—14所示，A 、B 、C 三点为一直角三角形的三个顶点， ∠B＝30°，现在A 、B 两点分别放置q A 和q B ,测得C 点场强的方向与 BA 方向平行；则q A 带 电，q A ：q B ＝ ． 8．如图1—3—15所示，一质量为m ，带电荷量为-q 的小球，在带有 9．如图1—3—16所示，Q 1=2×10-12 C ，Q 2=-4×10-12 C ，Q 1、Q 2相距12cm ，求a 、b 、c 三点的场强大小和方 向，其中a 为Q 1、Q 2的中点，b 为Q 1左方6cm 处点，C 为Q 2右方6cm 的点． 10．如图1—3—17所示，以O 为圆心，以r 为半径的圆与坐标轴的交点分别为a 、b 、c 、d ，空间有一与x 轴正方向相同的匀强电场E ，同时，在O 点固定一个电荷量为+Q 的点电荷，如果把一个带电荷量为-q 的检验电荷放在c 点，恰好平衡，那么匀强电场的场强大小为多少？d 点的合场强为多少？a 点的合场强为多少？ [综合评价] B E 图1—3—14 图1—3—17 · b a c Q 1 Q 2 · · · · 图1—3—16 图1—3—15 1．根据电场强度的定义式E ＝ q F 可知，电场中确定的点 ( ) A ．电场强度与检验电荷受到的电场力成正比，与检验电荷的电荷量成反比 B ．检验电荷的电荷量q 不同时，受到的电场力F 也不同，场强也不同 C ．检验电荷的电性不同，受到的电场力的方向不同，场强的方向也不同 D ．电场强度由电场本身决定，与是否放置检验电荷及检验电荷的电荷量、电性均无关 2．下列说法正确的是 ( )． A ．电场是为了研究问题的方便而设想的一种物质，实际上不存在 B ．电荷所受的电场力越大，该点的电场强度一定越大 C ．以点电荷为球心，r 为半径的球面上各点的场强都相同 D ．在电场中某点放入试探电荷q ，受电场力F ，该点的场强为 E ＝ q F ,取走q 后，该点的场强不变 3．在同一直线上依次排列的a 、b 、c 三点上，分别放置电荷量为Q 1、Q 2、Q 3的三个点电荷，则当Q 1、Q 2分别平衡在a 、b 两位置上时，则 ( )． A ．Q 1、Q 2、Q 3必为同种电荷，a 、b 两点的场强必为零 B ．Q 1、Q 2必为异种电荷，a 、b 两点的场强必为零 C ．Q 1、Q 2必为同种电荷，a 、b 、c 三点的场强必为零 D ．Q 2、Q 3必为同种电荷，a 、b 、c 三点的场强必为零 4．真空中两个等量异种点电荷的电荷量均为q ，相距为r ，两点电荷连线中点处的场强大小为 ( )． A ．0 B ．2kq ／r 2 C ．4kq ／r 2 D ．8kq ／r 2 5．有关电场概念的下列说法中，正确的是 ( )． A ．电荷的周围有的地方存在电场，有的地方没有电场 B ．电场是物质的一种特殊形态，它是在跟电荷的相互作用中表现出自己的特性 C ．电场线为直线的地方是匀强电场 D ．电荷甲对电荷乙的库仑力是电荷甲的电场对电荷乙的作用力 6．对于由点电荷Q 产生的电场，下列说法正确的是 ( ) A ．电场强度的表达式仍成立，即 E ＝ F ／q ，式中的q 就是产生电场的点电荷 B ．在真空中，电场强度的表达式为E ＝kQ ／r 2 ，式中Q 就是产生电场的点电荷 C ．在真空中E ＝kQ ／r 2 ，式中Q 是检验电荷 D ．上述说法都不对 7．如图1—3—18为点电荷Q产生的电场的三条电场线，下面说法正确的是 ( )． A．Q为负电荷时，E A > E B B．Q为负电荷时，E A < E B C．Q为正电荷时，E A > E B D．Q为正电荷时，E A < E B 8．一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图1—3—19中虚线所示，不计粒子所受重力， 则 ( ) A．粒子带正电 B．粒子加速度逐渐减小 C．A点的场强大于B点的场强 D．粒子的速度不断减小 9．如图1—3—20所示，用绝缘细线拴一个质量为m的小球，小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则小球带电荷，所带电荷量为． 10．如图1—3—21所示，A为带正电Q的金属板，沿金属板的垂直平分线，在距板r处放一质量为m、电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力偏转θ角而静止，小球用绝缘丝线悬挂于O点．试求小球所在处的电场强度． 图1—3—18 图1—3—19 图1—3—20 图1—3—21 同步导学第1章静电场第04节 电势能和电势 [同步检测] 1．电场中有A 、B 两点，把电荷从A 点移到B 点的过程中，电场力对电荷做正功，则 （ ） A ．电荷的电势能减少 B ．电荷的电势能增加 C ．A 点的场强比B 点的场强大 D ．A 点的场强比B 点的场强小 2．如图1—4—8所示，A 、B 是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是 ( ) A ．正电荷在A 点具有的电势能大于在B 点具有的电势能 B ．正电荷在B 点具有的电势能大于在A 点具有的电势能 C ．负电荷在A 点具有的电势能大于在B 点具有的电势能 D ．负电荷在B 点具有的电势能大于在A 点具有的电势能 3．外力克服电场力对电荷做功时 ( ) A ．电荷的运动动能一定增大 B ．电荷的运动动能一定减小 C ．电荷一定从电势能大处移到电势能小处 D ．电荷可能从电势能小处移到电势能大处 4．关于电势的高低，下列说法正确的是 （ ） A ．沿电场线方向电势逐渐降低 B ．电势降低的方向一定是电场线的方向 C ．正电荷在只受电场力作用下，一定向电势低的地方运动 D ．负电荷在只受电场力的作用下，由静止释放，一定向电势高的地方运动 5．如图1—4—9所示，在场强为 E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点，连线AB 与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点，若沿直线AB 移动该电荷，电场力做的功W 1＝__________；若沿路径ACB 移动该电荷，电场力做的功W 2＝__________；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做功W 3＝__________．由此可知电荷 在电场中移动时，电场力做功的特点是_________________________________． 6．下列关于电场性质的说法，正确的是 ( ) A ．电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高 B ．电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高 C ．电场强度为零的地方，电势一定为零 D ．电势为零的地方，电场强度一定为零 7．关于电势与电势能的说法，正确的是 ( ) A ．电荷在电势越高的地方，电势能也越大 B ．电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大 C ．在正点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能 D ．在负点电荷的电场中任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能 8．某电场的电场线如图1—4—10所示，电场中有A 、B 、C 三点，已知一个负电荷从A 点移到B 点时，电场力做正功． (1) 在图中用箭头标出电场线的方向；并大致画出过A 、B 、C 三点的等势线． (2) 在A 、B 、C 三点中，场强最大的点是_________，电势最高的点是_________． 图1—4—8 图1—4— 9 9．如图1—4—11所示，在场强E＝104N／C的水平匀强电场中，有一根长l＝15 cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3 g，带电荷量q＝2×10－6C的小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，则小球到达最低达最低点B时的速度是多大? 10．如图1—4—12所示，长木板AB放在水平面上，其上表面粗糙下表面光滑，今有一质量为m，带电荷量为-q的小物块C从A端以某一初速度起向右滑动，当电场强度方向向下时，C恰好到达B端，当电场强度方向向上时，C恰好到达AB中点，求电场强度E的大小． [综合评价] 1．在电场中，已知A点的电势高于B点的电势，那么 ( ) A．把负电荷从A点移到B点，电场力做负功 B．把负电荷从A点移到B点，电场力做正功 C．把正电荷从B点移到A点，电场力做负功 D．把正电荷从B点移到A点，电场力做正功 2．如图1—4—13所示，Q是带正电的点电荷，P和P为其电场中的两点．若E 1、E 2 为P 1 、P 2 两点的电 场强度的大小，φ 1、φ 2 为P 1 、P 2 两点的电势，则 ( ) A．E 1 > E 2 ，φ 1 >φ 2 B．E 1 > E 2 ，φ 1 <φ 2 C．E 1< E 2 ，φ 1 >φ 2 D．E 1< E 2 ，φ 1 <φ 2 3．如图1—4—14所示的电场线，可判定 ( ) A．该电场一定是匀强电场 B．A点的电势一定低于B点电势 C．负电荷放在B点的电势能比放在A点的电势能大 D．负电荷放在B点所受电场力方向向右 4．图1—4—15为某个电场中的部分电场线，如A、B两点的场强分别记为 E A E B，电势分别记为?A、?B，则 ( ) A B 图1—4—13 图1—4—14 A．E A > E B、?A > ?B B．E A < E B、?A > ?B C ．E A D ． E A > E B 、?A 5．有两个完全相同的金属球A 、B ，如图1—4—16，B 球固定在绝缘地板上，A 球在离B 球为H 的正上方由静止释放下落，与B 球发生对心碰后回跳的高为h ．设碰撞中无动能损失，空气阻力不计 ( ) A ．若A 、 B 球带等量同种电荷，则h>H B ．若A 、B 球带等量同种电荷，则h=H C ．若A 、B 球带等量异种电荷，则h>H D ．若A 、B 球带等量异种电荷，则h=H 6．下列说法中，正确的是 ( ) A ．沿着电场线的方向场强一定越来越弱 B ．沿着电场线的方向电势—定越来越低 C ．匀强电场中，各点的场强一定大小相等，方向相同 D ．匀强电场中各点的电势一定相等 7．关于电场中电荷的电势能的大小，下列说法正确的是 ( ) A ．在电场强度越大的地方，电荷的电势能也越大 B ．正电荷沿电场线移动，电势能总增大 C ．负电荷沿电场线移动，电势能一定增大 D ．电荷沿电场线移动，电势能一定减小 8．如图3—4—17所示，P 、Q 是两个电荷量相等的正点电荷，它们连线的中点是O ，A 、B 是中垂线上的两点，OA A ．A E 一定大于 B E ，A ?一定大于B ? B ．A E 不一定大于B E ，A ?一定大于B ? C ．A E 一定大于B E ，A ?不一定大于B ? D ．A E 不一定大于B E ，A ?不一定大于B ? 9．电场中某点A 的电势为10V ，另一点B 的电势为-5V ，将一电荷量为Q = -2?10-9 C 的电荷从A 点移到 B 点时，电场力做的功为多少？这个功是正功还是负功？ 图1—4—16 图1—4—17 10．将带电荷量为1×108-C 的电荷，从无限远处移到电场中的A 点，要克服电场力做功1×106-J ．问： (1) 电荷的电势能是增加还是减小? 电荷在A 点具有多少电势能?(2) A 点的电势是多少? (3) 若电场力可以把带电荷量为2×10 8 -C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点，说明电荷带正电还是带 负电? 电场力做了多少功? (取无限远处为电势零点) 11．如图1—4—18所示，一个质量为m 、带有电荷-q 的小物体，可以在水平轨道ox 上运动，o 端有一与轨道垂直的固定墙．轨道处于匀强电场中，场强大小为E ，方向沿ox 轴正方向，小物体以速度0v 从0x 点沿ox 轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f 作用，且qE f <.设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程． 图1—4—18 同步导学第1章静电场第05节电势差 [同步检测] 1．带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内 ( ) A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动 B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动 C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动 D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动 2．如图1－5－2所示，B、C、D三点都在以点电荷十Q为圆心的某同心圆弧上，将一 试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功大小比较 ( ) A．W AB>W AC B．W AD>W AB C．W AC＝W AD D．W AB＝W AC 3．一电荷量为＋2×108-C的点电荷在外力作用下，从静电场中的a点运动到b点，在 这个过程中电场力对点电荷做功为8×108-J，若a点电势为?a，b点电势为?b，则下列结论中正确的是( ) A．可以判定?a-?b＝400 V B．可以判定?a-?b＝-400 V C．?a-?b可能等于零 D．不能判断?a-?b的值 4．电场中有A、B两点，把某点电荷q从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做了负功，则下列说法正确的是 ( ) A．该电荷是正电荷，则电势能减少 B．该电荷是正电荷，则电势能增加 C．该电荷是负电荷，则电势能增加 D．电荷的电势能增加，但不能判定是正电荷还是负电荷 5．如图1－5－3所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相 等．一正电荷在?2上时，具有动能20 J，它运动到等势线?1上时，速度为零，令?2＝0，那么该电荷的电势能为4J时其动能大小为 ( ) A．16 J B．10 J C．6 J D．4 J 6．如图1—5—4所示，在正点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上， 甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为acb和adb曲线，两个粒子经过a点时具有相同的 动能．由此可以判断 ( ) 高中物理选修3-1《电场》全套同步练习 第01节 电荷及其守恒定律 [知能准备] 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种： （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电． （2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另 一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全 相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同 种电荷的总电荷量平均分配在两球上． 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部 分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体 的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早 由美国科学家 用实验测得的． 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值 m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111?=． [同步导学] 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷． 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变． 例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） 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＋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1.6×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正 确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 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 （ ） A ．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个球，再把两球分开 D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷， 乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先 移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下 其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球 图1—1—1 物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e ＝1.60×10-19 C ）；带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F K Q Q r =12 2 （真空中的点电荷）｛F:点电荷间的作用力(N)； k:静电力常量k ＝9.0×109 N ?m 2 /C 2 ；Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C)；r:两点电荷间的距离(m)； 作用力与反作用力；方向在它们的连线上；同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E F q =（定义式、计算式)｛E:电场强度(N/C)，是矢量（电场的叠加原理）；q ：检验电荷的电量(C)｝ 4.真空点（源）电荷形成的电场E KQ r =2 ｛r ：源电荷到该位置的距离（m ），Q ：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强AB U E d = ｛U AB :AB 两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F ＝qE ｛F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：U AB ＝φA -φB ，U AB ＝W AB /q ＝q P E Δ 减 8.电场力做功：W AB ＝qU AB ＝qEd ＝ΔE P 减｛W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)；ΔE P 减 ：带电体由A 到B 时势能的减少量｝ 9.电势能：E PA ＝q φA ｛E PA :带电体在A 点的电势能(J)，q:电量(C)，φA :A 点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔE P 减＝E PA -E PB ｛带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量｝ 11.电场力做功与电势能变化W AB ＝ΔE P 减＝qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C ＝Q/U(定义式,计算式) ｛C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd ＝（S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数）常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo ＝0)：W ＝ΔE K 增或2 2 mVt qU ＝ 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) ： 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中：d U E ＝ 垂直电场方向:匀速直线运动L ＝V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d ＝， F qE qU a m m m ＝＝＝ 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷 的总量平分； 高中物理选修3-1电场公式总结 物理选修3-1电场公式 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电 体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中) {F：点电荷间的作用力(N)，k：静电力常量k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2：两点电荷的电量(C)，r：两点电荷间的距离(m)，方向在它们 的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝ 3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式) {E：电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的 电量(C)｝ 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r：源电荷到该位置的距 离(m)，Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB：AB两点间的电压(V)，d：AB两点在场强方向的距离(m)｝ 6.电场力：F=qE{F：电场力(N)，q：受到电场力的电荷的电量 (C)，E：电场强度(N/C)｝ 7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd {WAB：带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q：带电量(C)，UAB：电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E：匀 强电场强度,d：两点沿场强方向的距离(m)｝ 9.电势能：EA=qφA{EA：带电体在A点的电势能(J)，q：电量 (C)，φA：A点的电势(V)｝ 10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C：电容(F)，Q：电量(C)，U：电压(两极板电势差)(V)｝ 13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S：两极板正对面积，d：两极板间的垂直距离，ω：介电常数) 常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2， Vt=(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平抛垂直电场方向：匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d) 运动平行电场方向：初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2， a=F/m=qE/m 注：(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律：原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; (3)常见电场的电场线分布要求熟记; 高中物理学习材料 作业 电场 电场强度 一、选择题(每小题5分，共50分) 1.A 下列说法中，正确的是( ) A.由公式q F E = 知，电场中某点的场强大小与放在该点的电荷所受电场力的大小成正比，与电荷的电荷量成反比 B.由公式q F E = 知，电场中某点的场强方向，就是置于该点的电荷所受电场力的方向 C.在公式q F E = 中，F 是电荷q 所受的电场力，E 是电荷q 产生的电场的场强 D.由F=qE 可知，电荷q 所受电场力的大小，与电荷的电荷量成正比，与电荷所在处的场强大小成正比 答案:D 2.A 下列关于点电荷的场强公式2r Q k E =的几种不同的理解，不正确的是( ) A.在点电荷Q 的电场中，某点的场强大小与Q 成正比，与r 2 成反比 B.当r →0时，E →∞；当r →∞时，E →0 C.点电荷Q 产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷Q D.以点电荷Q 为中心，r 为半径的球面上各处的场强相等 答案:BCD 3.A 电场中a 、b 、c 三点的电场强度分别为C N 1E C N 4E C N 5E c b a -==-=、、，那么这三点的电场强度由强到弱的顺序是( ) A.a 、b 、c B.b 、c 、a C.c 、a 、b D.a 、c 、b 答案:A 4.B 在电场中某点放人电荷量为q 的正电荷时，测得该点的场强为E ，若在同一点放入电荷量q ′=-2q 的负电荷时，测得场强为E ′，则有( ) A.E ′=E ，方向与E 相反 B.E ′=2E ，方向与E 相同 C.E 2 1 E ='，方向与E 相同 D.E ′=E ，方向与E 相同 答案:D 高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 肥西中学高二《静电场》诊断性测试物理卷 一、单选题共10小题，每小题4分，共40分。 1．带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的：（ ） A ．2.4×10-19C B ．－6.4×10-19 C C ．－1.6×10-19C D ．4×10-17C 2.下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ） A .公式q F E =只适用于真空中点电荷产生的电场 B .由公式q F E = 可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成 正比 C .在公式22 1r Q Q k F =中，22r Q k 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；21 r Q k 是 点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强大小 D .由公式2r kQ E =可知，在离点电荷非常靠近的地方（r →0），电场强度E 可达无穷大 3．如图所示，中子内有一个电荷量为 e 32+的上夸克和两个电荷量为e 31-的下夸克，3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（ ） A ．2r ke B ．23r ke C ．29r ke D ．2 32r ke 4．在匀强电场中，将一个带电量为q ，质量为m 的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5所示，那么匀强电场的场强大小为 （ ） A ．最大值是mgtg θ／q B ．最小值是mgsin θ／q C ．唯一值是mgtg θ／q D ．同一方向上，可有不同的值． 5．如右图在点电荷Q 产生的电场中，虚线表示等势面，实线表示α粒子（带 正电）穿过电场时的轨迹，A 、B 为轨迹与两等势面的交点，则下列说法正 确的是: （ ） A ．Q 可能是正电荷，也可能是负电荷 B ．电势φA >φB ，粒子动能E kA >E kB C ．电势φA <φB ，粒子电势能E PA >E PB D ．场强 E A 静电场重点题型复习 题型一、利用电场线判断带电粒子运动情况 1.某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N， 以下说法正确的是（） A.粒子必定带正电荷 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 D.粒子在M点的动能小于它在N点的动能 2.如图所示，a、b带等量异种电荷，MN为a、b连线的中垂线，现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v射出，开始时一段轨迹如图中实线所示，不考虑粒子的重力，则在飞越该电场的过程中（） A．该粒子带正电 B．该粒子的动能先增大，后减小 C．该粒子的电势能先减小，后增大 D．该粒子运动到无穷远处后，速率大小一定仍为v 3.某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是( ) A．c点场强大于b点场强 B．c点电势高于b点电势 C．若将一试电荷+q由a点释放，它将沿电场线运动到b点 D．若在d点再固定一点电荷-Q，将一试探电荷+q由a移至b的过程中，电 势能减小 4.如图所示，在竖直平面内，带等量同种电荷的小球A、B，带电荷量为-q（q＞0），质量都为m，小球可当作质点处理．现固定B球，在B球正上方足够高的地方释放A球，则从释放A球开始到A球运动到最低点 的过程中（） A小球的动能不断增加 B．小球的加速度不断减小 C．小球的机械能不断减小 D．小球的电势能不断减小 5.如图所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点运动到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为10V，则（） A．B点电势为零 B．电场线方向向左 C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线① D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线② 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 电场答案 一、电场力的性质 例1【解析】A 、B 两球互相吸引，说明它们必带异种电荷，因而它们的带电量分别为±q ．当第三个不带电的C 球与A 球接触后，A 、C 两球带电量平分，假设每球带电量为2 q q +='．当再把C 球与B 球接触后，两球的电荷先中和，再平分，每球带电量4 q q -=''．由库仑定律2 21r Q Q k F =知，当移开C 球后由 于r 不变．所以A 、B 两球之间的相互作用力的大小是8F F = '． 例2【解析】⑴因每个电荷都处于平衡状态，则对q 1而言，q 3对q 1的作用力应与q 2对q 1的作用大小相等，方向相反，所以q 3与q 2电性必相反，即q 3应为负电荷；同理，就q 3受力平衡而言，也必有q 1与q 2电性相反，即q 1也为负电荷。 ⑵由q 1受力平衡得：22 11321 2)(L L q kq L q kq += ① 由q 3受力平衡得： 2213122 32)(L L q kq L q kq += ② 联立①②得：.)(:1:))( ::2 1 2122221321L L L L L L q q q ++= 例3【解析】等量异种电荷电场分布如图(a)所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 到0电场线由疏到密；从O 到B 电场线由密到疏，所以从A →0→B ，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场线切线方向，为水平向右，如图(b)所示，由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所子受电场力大小相等方向相反．电子受电场力与场方 向水平向左，电子从A →O →B 过程中，电场力由小先变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其右，大小应先变大后变小，所以选项B 正确． 例4【解析】中学物理只讲点电荷场强及匀强电场场强的计算方法，一个不规则带电体(如本题的缺口带电环)所产生的场强，没有现成公式可用，但可以这样想：将圆环的缺口补上，并且它的电荷密度与缺了口的环体原有电荷密度一样，这样就形成了一个电荷均匀分布的完整带电环，环上处于同一直径两端的微小部分可看成两个相对应的点电荷，它们产生的电场在圆心O 处叠加后场强为零．根据对称性可知，带电圆环在圆心O 处的总场强E=0．至于补上的带电小段，由题给条件可视作点电荷，它在圆心O 处的场强E 1是可求的．若题中待求场强为E 2，则由021==+E E E 便可求得E 2．设原缺口环所带电荷的线密度为σ，d r Q -=πσ2，则补上的金属小段带电量d Q σ='，它在O 处的场强为 C N r d r Qd r Q k E /109)2('2221-?=-==π。 设待求的场强为2E ，由021=+E E 可得C N E E /1092 12-?--＝＝， 负号表示1E 与2E 方向相反，即2E 的方向向左，指向缺口。 例5【解析】因为两个小环完全相同，它们的带电情况可以认为相同，令每环电荷电量为q ，既是小环，可视为点电荷。斥开后如图所示，取右面环B 为研究对象，且注意到同一条线上的拉力F 1大小相等，则右环受力情况如图，其中库仑斥力F 沿电荷连线向右，根据平衡条件： 竖直方向有 mg F =?30cos 1 ① 水平方向有 22 1130sin l kq F F F ==?+ ② 两式相除得 2 233kq mgl =，所以.32 k mgl q = 巩固练习 1.B C 2.D 3.C 4.A 5.B 6.C 7.C 8.②，7.5V/m 9.匀速圆周运动，1：4 10.1：3，1：3，1：3 11.解析：电场E 水平向右时，小球受力如右图1所示 ∴θtan mg qE =……① 电场E 逆时针转过β＝450时，小球受力如右图2所示，设绳子与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件得 mg T qE =+θβcos sin ……② θβsin cos T qE =……③ q 1 q 2 q 3 图2 图 T α qE T β qE θ 高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 电场专题 1：电场的力的性质 A ．大小为 2E ，方向与 E 相同 B ．大小为 2E ，方向与 E 相反 C ．大小为 E ，方向与 E 相同 D ．大小为 E ，方向与 E 相反 3． (2012 ·佛山一模 )P 、 Q 两电荷的电场线分布如图所 示， c 、 d 为电场中的两点．一个离子从 a 运动到 b(不计重 力) ，轨迹如图所示．下列判断正确的是 ( ) A ． Q 带正电 B ．c 点电势低于 d 点电势 C ．离子在运动过程中受到 P 的吸引 D ．离子从 a 到 b ，电场力做正功 4． (2014 东·莞模拟 )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 a 、b 两点场强大小 E a 、 E b 的关系，以下结论正确的是 ( ) B ． E a ＝ 3E b 、单项选择题 1．在真空中有一点电荷形成的电场中，离该点电荷距离为 r 0 的一点，引入一电 量为 q 的检验电荷，所受电场力为 F ，则离该点电荷为 r 处的场强大小为 ( ) F A. q 2 Fr 20 B. 20 qr C.F q r r 0 F D. q 2． (2012 ·广东模拟 )当在电场中某点放入电荷量为 q ′＝ 2q 的负试探电荷时，测得该点的电场强度 强度为 E ，若在同一点放入电荷量为 q 的正试探电荷时，测得该点的电场 () A ． E a ＝ 3 高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 电场测试 一、选择题:（每题3分，共48分，漏选得1分） 1、关于电场强度的叙述，正确的是: A、沿着电力线的方向，场强越来越小。 B、电场中某点的场强就是单位电量的电荷在该点所受的电场力。 C、电势降落最快的方向就是场强的方向。 D、负点电荷形成的电场，离点电荷越近，场强越大。 2、如果把一个正点电荷放在一电场中，无初速地释放，在点电荷的运动过程中， A、点电荷运动的轨迹一定与电力线重合。 B、正电荷的加速度方向，始终与所在点的电力线的切线方向一致。 C、点电荷的速度方向，始终与所在点的电力线的切线方向一致。 D、点电荷的总能量越来越大。 3、匀强电场的场强E=5.0×103伏/米，要使一个带电量为3.0×10-15库的负点电荷沿着与场强方向成60°角的方向作匀速直线运动，则所施加外力的大小和方向应是： A、1.5×10-11牛，与场强方向成120°角。 B、1.5×10-11牛，与场强方向成60°角。 C、1.5×10-11牛，与场强方向相同。 D、1.5×10-11牛，与场强方向相反。 4、两个相同的金属球A和B，A带正电，B带负电，且Q A与Q B的大小之比是4∶1，若在A、B连线上的某点C放一个点电荷Q C，A、B对Q C作用的静电力刚好平衡，则 A、C点一定在连线的B点的外侧； B、C点一定在连线的A点的外侧； C、C点一定在A、B之间； D、C点的场强一定为零。 5、在电场中，任意取一条电力线，电力线上的a、b两点相距为d, 则 A、a点场强一定大于b点场强； B、a点电势一定高于b点电势； C、a、b两点间电势差一定等于Ed(E为a点的场强)； D、a、b两点间电势差在数值上等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b 电1—1 点的过程中，电场力做的功。 6、负电荷q绕某一固定的正电荷作半径为r的匀速圆周运动时必须具有V的线速度，如果 教学设计：高中课程标准.物理（人教版）选修3-1 （一）内容及解析 1、内容：本节主要介绍电场线的基本知识。 2、解析：这一节要使学生知道用电场线的疏密来表示电场的大小，用切线方向来表示电场的方向，知道几种常见的电场线的画法。 （二）目标及其解析 1、知道什么是电场线，知道如何用电场线来形象地描述电场 2、了解熟悉几种常见的电场线的形状特点. 思考题1电场线是否能够相交？ 思考题2电场线是否是电荷在电场中受电场力运动的轨迹？ （三）教学问题诊断分析 1、学生在学习知识过程中，画切线和特殊电场线的画法学生会出问题。 2、电场线不相交也是一个难点。 （四）、教学支持条件分析 为了加强学生对这部分知识的学习，帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍，本节课要对切线的画法、电场强度的表示要进行详细讲解。 （五）、教学过程设计 1、教学基本流程 复习电场强度→本节学习要点→电场线的画法→电场线不相交→练习、小结 2、教学情景 问题1什么叫做电场线？电场中的电场线能是随便乱画的吗？ 设计意图：知道电场线怎么画 问题2电场线的意义是什么？ 设计意图：知道电场线怎样表示电场，画法，是人假设的 问题3在不同电荷周围电场电场线相同吗？ 设计意图：电场线表示电场的大小和方向 问题4电场中电场强度的大小怎么来反映？电场线上每一个点的电场方向怎样规定？ 设计意图：知道电场线的疏密反映电场的大小，切线表示电场的方向。 例题1.例题:如图所示,在真空中等量异种电荷的电场中有 A,B,C三点,比较A,B,C三点场强的大小(B,C为中垂面上的两点). 【变式】如图所示，a、b均是带正电的等量同种点电荷，在a、b连线的中垂线上c点，无初速度地释放一个电子，则电子的运动是（） A、做以0点为平衡位置、OC为振幅的运动 B、先做匀加速直线运动，过0点后做匀减速直线运动 C、一直做匀加速直线运动 D、无法确定 设计意图：给学生讲清楚库仑定律的使用应该注意的事项 （六）、目标检测 1. 关于电场线的说法，正确的是（） A.电场线的方向，就是电荷受力的方向 B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动 C.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大 D.静电场的电场线不可能是闭合的 2.四种电场的电场线如图所示．一正电荷q仅在电场力作用下由M点向N点作加速运动，且加速度越来越大．则该电荷所在的电场是图中 的（） 设计意图：检测目标完成情况 配餐作业 从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC A组题 1.下列说法中正确的是（） A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场 B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电 荷有力的作用 D．根据场强叠加的原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强 物理选修3-1 知识总结 第一章 第1节 电荷及其守恒定律 2．两种电荷：正电荷和负电荷． 3．起电的方法 使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电 三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子 的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变． 二、电荷守恒定律 1、电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C. 2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10 －19C ，所有带电体的电荷量等于e 或e 的整数倍。 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。 4、电荷守恒定律 表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物 体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。 表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。 第一章 第2节 库仑定律 一、电荷间的相互作用 1、点电荷：当电荷本身的大小比起它到其他带电体的距离小得多，这样可以忽略电荷在带电体上的 具体分布情况，把它抽象成一个几何点。这样的带电体就叫做点电荷。点电荷是一种理想化的物理 模型。（类似于质点） 2、带电体看做点电荷的条件： ①两带电体间的距离远大于它们大小； ②两个电荷均匀分布的绝缘小球。 3、影响电荷间相互作用的因素： ①距离 ②电量 ③带电体的形状和大小 二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平 方成反比，作用力的方向在它们的连线上（吸引力向内，斥力向外） （静电力常量k=9.0×109N ·m 2/C 2（库仑扭秤） ） 注意： 1.定律成立条件：真空、点电荷 3.计算库仑力时，电荷只代入绝对值 使用的方法：库仑扭秤实验、控制变量法 221q r q k F 人教版高中物理选修3-1《静电场》复习 电荷及其守恒定律 库仑定律（1） 【典型例题】 【例1】关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法正确的是：（ ） A 、 摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造电荷 B 、 摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体 C 、 感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分 D 、 感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了 【解析】摩擦起电的实质是：当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来电中性的物体由于得到电子而带上负电，失去电子的物体带上正电。即电荷在物体之间转移。 感应起电的实质是：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间的相互吸引或排斥，导致导体中的自由电荷趋向或远离带电体，使导体上靠近带电体的一端带异种电荷，远离的一端带同种电荷。即电荷在物体的不同部分之间转移。 由电荷守恒定律可知：电荷不可能被创造。 【答案】B 、C 【例2】绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a ，a 的表面镀有铝 膜，在a 的附近，有一个绝缘金属球b ，开始a 、b 都不带电，如图所示，现在使a 带电，则：（ ） A 、a 、b 之间不发生相互作用 B 、b 将吸引a ，吸住后不放 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】当a 带上电荷后，由于带电体要吸引轻小物体，故a 将吸引b 。这种吸引是相互的，故可以观察到a 被b 吸引过来。当它们相互接触后，电荷从a 转移到b ，它们就带上了同种电荷，根据电荷间相互作用的规律，它们又将互相排斥。 【答案】D 【例3】两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1∶3，相距为r 时相互作用的库仑力的大小为F ，今使两小球接触后再分开放到相距为2r 处，则此时库仑力的大小为： A 、 F 12 1 B 、 F 6 1 C 、 F 4 1 D 、 F 3 1 【解析】设两个小球相互接触之前所带电荷量分别为q 和3q ， 由库仑定律得：F ＝3kq 2/r 2 由于两个导体小球完全相同，故接触后它们的带电情况完全相同。 若它们原来带相同性质的电荷，则接触后它们的电荷量均为2q ，于是有 高中物理选修 3-1 电场公式总结 物理选修 3-1 电场公式 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷： (e=1.60 ×10-19C); 带电体 电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律： F=kQ1Q2/r2(在真空中 ) {F ：点电荷间的作用力 (N) ，k：静电力常量 k=9.0 ×109N?m2/C2，Q1、Q2：两点电荷的电量 (C) ，r ：两点电荷间的距离 (m) ，方向在它们 的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸 引｝ 3.电场强度： E=F/q( 定义式、计算式 ) {E：电场强度 (N/C) ，是矢量 ( 电场的叠加原理 ) ，q：检验电荷的 电量 (C) ｝ 4.真空点 ( 源) 电荷形成的电场 E=kQ/r2{r ：源电荷到该位置的距 离(m)，Q：源电荷的电量｝ 5.匀强电场的场强 E=UAB/d{UAB：AB两点间的电压 (V) ，d：AB两点在场强方向的距离 (m)｝ 6.电场力： F=qE{F：电场力 (N) ，q：受到电场力的电荷的电量 (C)，E：电场强度 (N/C) ｝ 7.电势与电势差： UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=- EAB/q 8.电场力做功： WAB=qUAB=Eqd {WAB：带电体由 A 到 B时电场力所做的功 (J) ，q：带电量 (C) ，UAB：电场中 A、B 两点间的电势差 (V)( 电场力做功与路径无关 ),E ：匀 强电场强度 ,d ：两点沿场强方向的距离(m) ｝ 9.电势能： EA=qφA{EA：带电体在 A 点的电势能 (J) ，q：电量 (C)，φA：A点的电势 (V) ｝ 10.电势能的变化 EAB=EB-EA{带电体在电场中从 A 位置到 B 位置时电势能的差值｝ 11.电场力做功与电势能变化 EAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值 ) 12.电容 C=Q/U(定义式 , 计算式 ){C ：电容 (F) ，Q：电量 (C) ，U：电压 ( 两极板电势差 )(V) ｝ 13.平行板电容器的电容 C=εS/4πkd(S ：两极板正对面积， d：两极板间的垂直距离，ω：介电常数 ) 常见电容器 14. 带电粒子在电场中的加速 (Vo=0) ：W= EK或 qU=mVt2/2， Vt=(2qU/m)1/2 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度 Vo 进入匀强电场时的偏转( 不考虑重力作用的情况下) 类平抛垂直电场方向：匀速直线运动 L=Vot( 在带等量异种电荷的平行极板中： E=U/d) 运动平行电场方向：初速度为零的匀加速直线运动 d=at2/2 ， a=F/m=qE/m 注： (1) 两个完全相同的带电金属小球接触时 , 电量分配规律：原带异种电荷的先中和后平分 , 原带同种电荷的总量平分 ; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷 , 电场线不相交 , 切线方向 为场强方向 , 电场线密处场强大 , 顺着电场线电势越来越低 , 电场线与等势线垂直 ; (3) 常见电场的电场线分布要求熟记; 第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律 [知能准备] 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种： （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电． （2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上． 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量 或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早由美国科学家 用实验测得的． 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值 m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111?=． [同步导学] 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷． 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变． 例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） 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＋×10-9C ，这是因为该物体失去了×1010个电子 D ．物体带电荷量的最小值为×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 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 （ ） A ．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个球，再把两球分开 D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷，乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球带电，而使棒的带电荷量保持不变，故D 错误． 3．“中性”和“中和”的区别 “中性”和“中和”反映的是两个完全不同的概念.“中性”是指原子或物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显示电性，表现不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都有等量的异种电荷．“中和”是两个带等量（或不等量）的异种电荷的带电体相接触时，由于正、负电荷间的吸引作用，电荷发生转移、抵消（或部分抵消），最后都达到中性（或单一的正、负电性）状态的一个过程． [同步检测] 图1—1—1 精心整理高中物理选修31第一章静电场知识点总结 高中物理静电场知识点1 第一节认识静电 体内部的原子中电子的数目等于质子的数目，整个物体不带电，呈电中性。 2、电荷守恒定律：任何孤立系统的电荷总数保持不变。在一个 系统的内部，电荷可以从一个物体传到另一个物体。但是，在这个过程中系统的总的电荷时不改变的。 3、用物质的原子结构和电荷守恒定律分析静电现象 (1)分析摩擦起电(2)分析接触起电(3)分析感应起电 2、了解验电器的工作原理 三、库仑定律 1、内容：在真空中两个静止的点电荷间相互作用的库仑力跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在 它们的连线上。 2、大小： 方向：在两个电电荷的连线上，同性相斥，异性相吸。 3、公式中k为静电力常量， 力。 高中物理静电场知识点2 二、电场的描述 1、电场强度： (1)定义：把电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q 的比值,定义为该点的电场强度，简称场强，用E表示。 (2)定义式： F——电场力国际单位：牛(N) q——电荷量国际单位：库(C) 受到 电场线不是电场里实际存在的线，而是为形象地描述电场而假想的线，因此电场线是一种理想化模型。 电场线始于正电荷，止于负电荷，在正电荷形成的电场中，电场线起于正电荷，延伸到无穷远处;在负电荷形成的电场中，电场线起于无穷远处，止于负电荷。电场线不闭合，不相交，也不是带电粒子 的运动轨迹。 在同一电场里，电场线越密的地方，场强越大;电场线越稀的地方，场强越小。 (3)几种常见电场线的分布图形 二、静电的防止 静电的主要危害是放电火花，如油罐车运油时，因为油与金属的振荡摩擦，会产生静电的积累，达到一定程度产生火花放电，容易引爆燃油，引起事故，所以要用一根铁链拖到地上，以导走产生的静电。 另外，静电的吸附性会使印染行业的染色出现偏差，也要注意防 （精心整理，诚意制作） 肥西中学高二《静电场》诊断性测试物理卷 一、单选题共10小题，每小题4分，共40分。 1．带电微粒所带的电荷量的值不可能是下列的：（ ） A ．2.4×10-19C B ．－6.4×10-19 C C ．－1.6×10-19C D ．4×10-17C 2.下列关于电场强度的说法中，正确的是（ ） A.公式q F E =只适用于真空中点电荷产生的电场 B.由公式 q F E =可知，电场中某点的电场强度E 与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比 C.在公式221r Q Q k F =中，22r Q k 是点电荷Q 2产生的电场在点电荷Q 1处的场强大小；21r Q k 是点电荷Q 1产生的电场在点电荷Q 2处的场强大小 D.由公式 2r kQ E =可知，在离点电荷非常靠近的地方（r →0），电场强度E 可达无穷大 3．如图所示，中子内有一个电荷量为 e 3 2+的上夸克和两个电荷量为e 31-的下夸克，3个夸克都分布在半径为 r 的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（ ） A ．2r ke B ．23r ke C ．29r ke D ．232r ke 4．在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5所示，那么匀强电场的场强大小为（） A．最大值是mgtgθ／q B．最小值是mgsinθ／q C．唯一值是mgtgθ／q D．同一方向上，可有不同的值． 5．如右图在点电荷Q产生的电场中，虚线表示等势面，实线表示α粒子（带正电）穿过电场时的轨迹，A、B为轨迹与两等势面的交点，则下列说法正确的是: （） A．Q可能是正电荷，也可能是负电荷 B．电势φ A >φ B ， 粒子动能E kA >E kB C．电势φ A <φ B ，粒子电势能E PA >E PB D．场强E A 人教版高中物理选修 3-1 知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习 静电场复习与巩固 学习目标】 1.了解静电现象及其在生活中的应用；能用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 2.知道点电荷，知道两个点电荷间的相互作用规律。 3.了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。 4.知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 5.了解电容器的电容。 知识网络】 两个基 「两种电荷、三种起电方式 电荷守恒定律｛电荷守恒定律 L 元电荷 e = L6Oxl0LJ C 内容:真空申，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戒正比;与它们的距离的二 次方战反比,柞用 力的方向在它们连线上 表达式:尸心乎 L 库仑定律' r 电场力的性质* I 适用衆件:真空中的点电荷 『基本性质：电场对放人其中的电荷有力的作用 「定貰 公式心彳（定义式），□ 号（点电 H 贾匀 毗硏 方向:正电荷受力的方向 ^：N/C.V/m 电场强度 ?叠加;理循平行四边率定则 「意文，表示电场的强弱和方向 「起于正电荷（或无旁远*t ），止于负电荷（戒无穷远处） 不封闭、不相交 沿电场线电势降低 '垂宜于等势面 基本性质:电境力做功只与电可始末位置有关,与路径无黄 ?特点, ?电场能的性廣 电势任卜 嘗的能G 怎爲相踽性 ,,_ f, 审.4J 电势差［心=啊^护,"加=〒 J 1标量*有正员'具有绝对性 “一尸面上莓点电势相尊 零第曲｛蛀占J 与电场线互相垂直 待点｛曙等势面移动电荷，静电力不做功 士社担e 匕士*斗春—「沿场强的方向电势降落最快 熄场籬与电势差的关列在h 强电场打弓 电场力的功 「特点:与路径无芙 抑倉J 与电势能变此的关杀％ -岛二 ，枇障i 与电势畫的关泵：阳細二QE U , f 静电感应现象 『静电现第静电平衡状态 I 尖端放电和静电屏藪 『构造；由两块彼此幕近又互相绝嫌的金属扳构成 篇平行板电容器宀為 电容的单也1 F=l0t ^F=1011pF 『带电粒子的平?（SF = O ） 带电粒子的加I 速 带电粒子的偏转孑二輕^叫二痒 2dmv^ dm 昨 L 密奋盒临J 探究电荷间相互作用力 殊丸头觌i 探究影响平行板电容器电容的因素 电容器 应用彳 电容 '电场中的带电粒子 【要点梳理】 要点一、与电场有关的平衡问题 1 ?同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引?库仑力实质上就是电场力，与重力、弹力一样，它也是 一种基本力?注意力学规律的应用及受力分析. 2 ?明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已. 3 ?求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析的基础上，运用平行四边形定则、 三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件、灵活方法（如合成分解法，矢量 图示法、相似三角形法、整体法等）去解决. 要点诠释：（1）受力分析时只分析性质力，不分析效果力；只分析外力，不分析内力. （2 ）平衡条件的灵活应用.高中物理选修3-1《电场》全套同步练习,答案在后面
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