高中物理人教版选修11课时章节全套练习第1章电场.docx
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高中物理人教版选修11课时章节全套练习第1章电场
第一章电场电流
第一节电荷库伦定律
【典型例题】
【例1】关于点电荷的说法，正确的是（）
A、只有体积很小的带电体，才能作为点电荷
B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C、点电荷一定是电量很小的电荷
D、体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷
【解析】库伦定律中所要求的点电荷，并非是指带电体的本身的大小，而是指带电体之间的距离比带电体自身的线度的大小大的多，以至电体的形状和大小对相互作用力影响可以忽略。
所以本题答案：
D
【例2】两个点电荷相距为r，相互作用力为F，则（）
A、电荷量不变，距离加倍时，作用力变为F/4
B、其中一个点电荷的电荷量和两点电荷之间的距离都减半时，作用力不变
C、每个点电荷的电荷量和两个点电荷间的距离都增加相同的倍数时，作用力不变
D、将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷，两者的距离不变，作用力可能不变
【解析】根据库伦定律的计算公式
，可知本题的答案为ACD
【例3】真空中有三个同种的点电荷，它们固定在一条直线上，如图所示，它们的电荷量均为4.0×10－12C，求Q2受到静电力的大小和方向。
【解析】由库仑定律可知Q2受到Q1的静电力为斥力，方向水平向右，受到Q3的库伦斥力方向向左。
它受到的静电力是这两个力的合力，设向右为正方向
方向向右。
【基础练习】
一、选择题
1、A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引,如果A带正电则（C）
A、.B、C球均带负电
B、B球带负电，C球带正电
C、B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D、B、C球都不带电
2、库仑定律的适用范围是（CD）
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
3、下述说法正确的是（BC）
A．元电荷就是质子
B．物体所带的电量只能是某些值。
C．元电荷是带电物体电量的最小值
D．由库仑定律F=k
可知，当两电荷间距离r→0时，F→∞
4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一小段距离，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：
（C）
A．A和B原来带有等量异种电荷
B．A和B原来带有同种电荷
C．A和B原来带有异种不等量电荷
D．A原来带电，而B原来不带电
5、带负电的粒子以不同的速度v0从A点分别射出，在O点处有一个固定的正点电荷，已知v0⊥OA，粒子的重力可忽略不计，其中有一些粒子可以绕O点做圆周运动，那么这些做圆周运动的粒子（D）
A．一定具有相同的动能
B．一定具有相同的电量
C．如果它们的动能相同，那么它们的荷质比一定相同
D．如果它们的电量相同，那么它们动能一定相同
6、真空中两个点电荷Q1、Q2，距离为R，当Q1增大到2倍时，Q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的：
（D）
A、4/9B、4/27C、8/27D、2/27
二、填空题
7、库仑定律公式中静电力常数k的大小为_______________．在国际单位制中k的单位是________．在真空中两个1C的点电荷相距1m时的相互作用力．N·m2／C2
8、真空中有两个点电荷A、B．其带电量qA=2qB，当二者相距0.01m时，相互作用力为1.8×10-2N，则其带电量分别为qA=__2×108_C____，qB=1×108_C______．
9、历史上在，最早测出电子电荷的精确数值的科学家是，其实验的基本原理是使带电液滴在匀强电场中受到的电场力恰好等于油滴的重力，即qE=mg，用实验的方法测出m和E，就能计算出油滴所带的电量，发现这些电量都等于的整数倍，这个实验进一步证实了的存在，揭示了电荷的性。
三、计算题
10、在真空中有两个相距0.18m的点电荷，Q1电量为十1.8×10-12C。
两个点电荷间的静电力F=1.0×10-12N，求Q2所带的电量？
2.0×10-12C
11、氢原子由一个质子（原子核）和一个核外电子组成。
电子质量me=9.1×10-31kg，质子质量mp=1.67×10-27kg，电子和原子核所带电荷量都等于e=1.6×10-19C。
电子绕核旋转的轨道半径r=5.3×10-11m。
试求：
（1）电子所受静电引力是万有引力的多少倍？
（2）电子绕核旋转的周期和线速度各是多少？
12、如图所示，在光滑绝缘水平面上固定质量相等的三个带电小球（可视为点电荷）a、b、c三球共线，若释放a球，其初始加速度为1m/s2，方向向左；若释放c球，其初始加速度为3m/s2，方向向右；若释放b球，则b球的初始加速度的大小是多少？
方向如何？
2m/s2，方向向左
13、如图所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它，当两小球在同一高度时且相距3cm，丝线与坚直方向夹角为45,求此时小球B受到库仑力及小球A带的电量。
解析：
丝线为什么能与竖直方向成45角，此时小球处于什么状态，根据题给的条件，可知小球A处于平衡状态，分析小球A受力情况如图5所示。
mg:
小球A的重力。
T:
丝线的张力。
F:
小球B对小球A的静电力。
三个力的合力为零。
F=mgtg45=0.2×10-3×10×1=2×10-3N。
题中小球A，B都视为点电荷，它们之间相互吸引，其作用力大小
∴
小球B受到库仑力与小球A受到库仑力为作用力和反作用力，所以小球B受到的库仑力大小为2×10-3N。
小球A与小球B相互吸引，B带正电，小球A带负电，所以
qA=-0.5×10-8C
【能力提升】
一、选择题
1、真空中两个点电荷Q1、Q2，距离为R，当Q1增大到2倍时，Q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的：
（D）
A、4/9B、4/27C、8/27D、2/27
2、如图所示，有大小相同的A、B、C三个金属球，A、B带等量异种电荷，中间连接一个轻质绝缘的弹簧，放在光滑的绝缘水平面上，平衡时弹簧压缩量为X0，现将不带电的C球和A球接触一下，然后拿走，则产生新平衡时弹簧的压缩量X为（C）
A。
X=
X0B．X＞
X0
C．X＜
X0D．X=X0
二、填空题
3、真空中A、B两个点电荷，相距L，质量分别为m和2m，它们由静止开始运动（不记重力）开始时，A的加速度为a,经过一段时间B的加速度为a,速率为V，那么这时两点电荷相距，A点电荷的速率为，它们相遇时离A电荷出发点的距离是。
、2V、
三、计算题
4、如图所示，两个相同小气球带等量电荷（可看作点电荷），两气球相距为L0，细线间夹角为θ，悬挂物体的质量为m，气球悬浮在空中不动，求气球的带电量。
第二节、电场
【典型例题】
【例1】电场中有一点P，下列说法正确的是（）
A、若放在P点电荷的电量减半，则P点的场强减半
B、若P点没有检验电荷，则P点场强为零
C、P点的场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大
D、P点的场强方向为检验电荷在该点受力方向
【解析】虽然电场强度是利用检验电荷在P点受力与检验电荷电量本身比值而得，但它反映的是电场本身的性质，而与检验电荷是否存在及其电量大小并无关系，所以A、B选项均错，只有C选项正确.D的错误在于电场强度的方向是正电荷在该点受力方向，与放在该点负电荷的受力方向相反，D选项中并未说明检验电荷的正、负，所以错误.
【例2】A、B为带异种电量的两点电荷，c、d为A、B连线上的两点，且Ac=Bd，关于c、d两点间电场强度的情况是（）
A、由c到d电场强度由大变小B、由c到d电场强度由小变大
C、由c到d电场强度不变D、由c到d电场强度先变小后变大
【解析】c、d间的电场处于A、B两异种点电荷所形成的叠加场，各点场强可由EA+EB表示，但计算起来较繁杂，可借助电场线来描绘，如图所示，从电场线分布看，c—d电场线密—疏—密，因此电场强度先变小后变大.
【例3】如图所示，QA=3×10-8C，QB=-3×10-8C，A，B两球相距5cm，在水平方向外电场作用下，A，B保持静止，悬线竖直，求A，B连线中点场强。
（两带电小球可看作质点）
【解析】以A为研究对象，B对A的库仑力和外电场对A的电场力平衡，
E外方向与A受到的B的库仑力方向相反，方向向左。
在AB的连线中点处EA，EB的方向均向右，设向右为正方向。
则有E总=EA+EB-E外。
【基础练习】
一、选择题
1、关于电场强度E的说法正确的是（A）
A．电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同；
B．根据E=F/q可知，电场中某点的电场强度与电场力F成正比，与电量q成反比；
C．E是矢量，与F的方向一致；
D．公式E=kQ/r2对任何电场都适用。
2、以一个点电荷为球心，在其周围空间中画出一个球面，对于球面上的各点：
（A）
A、电场强度的大小相同，方向不同；
B、电场强度的大小相同，方向相同；
C、电场强度的大小不同，方向不同；
D、电场强度的大小不同，方向相同。
3、下面关于电场线的说法，其中正确的是（CD）
A．在静电场中释放的点电荷，在电场力作用下一定沿电场线运动
B．电场线的切线方向一定与通过此处的正电荷运动方向相同
C．电场线的切线方向一定与通过该点的正电荷的加速度方向相同
D．电场线的疏密表示电场强度的大小．
4、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用EA、EB表示A、B两处的场强，则（AD）
A、A、B两处的场强方向相同
B、因为A、B在一条电场上，且电场线是直线，所以EA＝EB
C、电场线从A指向B，所以EA＞EB
D、不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定
5、在真空中有一点电荷形成的电场中，离该点电荷距离为r0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（B）
A．
B．
C．
D．
6、如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力以外另一个力的大小和方向变化情况是（B）
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
二、填空题
7、在真空中负点电荷Q形成的电场中的P点，放一个q=-10-9的点电荷，测得所受电场力大小为10-6N。
则：
（l）若移走q，而在P点放置一个q,=+10-8的点电荷，则所受电场力大小为____________N，此时Q在P点产生的电场的场强大小为N/C，方向与将q放在P点时的场强方向____________；
（2）若在P点不放任何检验电荷，则Q在P点产生的场强大小为____________N/C，方向与将放在P点时的场强方向
1×10-7、
、相同、
、相同
8、如图所示，一个质量m，带电量为－q库的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中（电场线与水平面平行），当小球静止时，测得悬线与竖直线夹角为30°，由此可知该匀强电场场强方向为，电场强度的大小E=牛/库，若将小球的带电量减半后再利用上述方法，测量出的场强大小和原来场强比。
（填不变，增大或减小）向右，
，不变
9、如图所示，有一水平方向的匀强电场，场强大小为9×103N/C，在电场内一水平面上作半径10cm的圆，圆周上取A、B两点，AO连线沿E方向，BO⊥AO，另在圆心O处放一电量为10-8C的正点电荷，则A处场强大小EA=，B处场强的大小EB=，方向为。
0，1.27×104N/C；斜向下45º
三、计算题
10、、如图所示，在真空中，带电量分别为+Q和－Q的点电荷A、B相距r，则
（1）两点电荷连线的中点O的场强多大？
（2）距A、B两点都为r的O'点的场强如何？
8kQ/r2，kQ/r2
11、在场强为E，方向竖直向下的匀强电场中有两个质量均为m的带电小球，电量分别为+2q和-q，两球之间用长为L的绝缘线相连接，另用绝缘细线系住带正电的小球挂于O点处于平衡状态，如图所示，重力加速度为g，细线对悬点O的作用力
12、在真空中有A、B两个小球，相距10cm，A球带电量为Q1＝12×10-9C，B带电量为Q2＝3×10-9C，在它们的连线上放一带电小球C，正好使三个球都处于平衡状态，问小球C带的正电荷还是负电荷?
应该放在什么位置上?
它的电量多大?
负电，距A电荷为6.67cm，1.33×10-9C
13、如图所示，把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中，电场方向水平向右，电场强度大小为E。
有一质量为m、带电量
为+q的物体以初速v0，从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动，求物体与斜面间的动摩擦因数。
【能力提升】
一、
选择题
1、在一个点电荷＋Q的电场中，一群负离子恰好沿着以点电荷为圆心的圆弧从a运动到b，如图所示，则这些负离子可能具有相同的（A）
A、动能和电量B、动量和电量
C、质量和速度D、质量和电量
2、两个固定的异种电荷，电量一定，但大小不等，用E1、E2分别表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直线上，E1=E2的点（C）
A．有三个，其中两处合场强为零
B．有三个，其中一处合场强为零
C．有二个，其中一处合场强为零
D．有一个，该处合场强不为零
3、如图所示，用两根丝线挂着两个质量相同的小球M、N，此时上下丝线的受力分别为TM和TN，如果使M球带正电，N球带负电，上下线受到的力分别为TM`、TN`，则（BC）
A.TM＜TM`B.TN＞TN`
C.TM=TM`D.TN＜TN`
二、填空题
4、如图所示，有一个半径为R的绝缘细橡胶圆环，均匀带正电Q，圆环竖直放置，此时圆心处场强为。
今在圆环水平直径的左侧切去一小段，留下一小缺口，其宽度为a（且a«R），则剩余部分在圆心处形成的场强大小为，方向。
0、
，向左
三、计算题
5、如图所示，一个质量m，带电荷－q的小物体，可在水平绝缘轨道ox上运动，OR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正向．小物体以初速v0从位置x0沿Ox轨道运动，受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜qE．设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程．
（2Eqx0＋mv02）／2f
第三节、生活中的静电现象电容
【典型例题】
【例1】在燃气灶上装有的电子点火器，用电池接通电子线路产生高压电，通过高压放电产生电火花点燃气体。
为什么点火器的电极做成针尖状而不是圆头状？
【解析】实验和理论都表明导体尖锐部分的电荷特别密集，尖端附近电场特别强，容易产生尖端放电，这样就可以比较容易地点燃气体。
这是导体尖端放电在实际生活中的一种运用。
【例2】
一种静电除尘器，由两块距离为1㎝的平行金属板A、B组成，如图所示，两板间接上9×103V的值流电压时，在两板间产生一个强电场，如果一粒尘埃，其质量为1.0×10-5㎏,电荷量为4.8×10－9C，试通过计算来比较尘埃所受的重力和电场力的大小，并说明除尘原理。
【解析】尘埃所受的重力G=mg=1.0×10-5×10=1.0×10-4N两板间的场强
为E=U/d=9×103/（1×10-2）=9×105（V/m）,尘埃受到的电场力F=qE=4.8×10-9×9×105=4.32×10-3N,F/G=43.
在实际应用中，尘埃所带的电荷来自被强电场电离的空气分子，空气分子被电离后成为电子和正离子，正离子被吸引到负极板上得到电子，又成为分子，而电离出的电子在向正极板运动过程中，遇上尘埃，而使尘埃带上负电，这样带负电的尘埃被吸附到到正极板上而被收集。
【例3】有一个电容器，如果使它带的电荷量增加4.0×10－8C，两极板间的电势差就增大20V，这个电容器的电容是多少微法？
【解析】用
表示电荷的增加量，
表示电势差的增量，
则增加前后有Q=CU,Q+ΔQ=C（U+ΔU）,
可得ΔQ＝CΔU，
所以C=ΔQ/ΔU=2.0×10-9F=2.0×10-3μF
【基础练习】
一、选择题
1、为了防止静电危害。
下列措施正确的是（ABC）
A、油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B、飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C、在地毯中夹杂不锈钢纤维
D、尽可能保持印染厂空气干燥
2、下列那位科学家发现尖端放电现象（C）
A、丹麦物理学家奥斯特B、英国物理学家法拉第
C、美国科学家富兰克林D、法国物理学家库仑
3、电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要的原因（D）
A、灰尘的自然堆积
B、玻璃具有较强的吸附灰尘的能力
C、电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘
D、电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
4、电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，电容器的电容越大，所接电压越高，其上的存储的电能就越大，下列措施可以增大电容器存储电能能力的是（ABC）
A、电压保持不变，插入电介质B、电压保持不变，增大正对面积
C、电压保持不变，减小极板间的距离D、以上措施都不行
5、平行板电容器与静电计的连接如图所示，对电容器充电，使静电计指针张开一个角度，撤去电源后以下说法正确的是：
A、增大两板间距离，静电计指针张开角度变大。
B、减小两板间距离，静电计指针张开角度变大。
C、将两板平行错开一些，静电计指针张开角度变大。
D、将某电介质插入两板间，静电计指针张开角度变大。
6、传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器。
当待侧压力F作用于可动膜片电极上，可使膜片产生形变，引起电容变化。
若将电容器，灵敏电流计和电源串连成闭合电路，那么下列说法正确的是（BC）
A、
当F向上压膜片电极时，电容将减小
B、当F向上压膜片电极时，电容将增大
C、若电流计有示数，则压力F在发生变化
D、若电流计有示数，则压力F不发生变化
二、填空题
7、避雷针的避雷原理是。
（尖端放电）
8、防止静电危害的基本方法是导走，避免。
（尽快把静电，电荷越积越多）
9、一平行板电容器充电后两板间电压为3V，现使它的电量减少3×10-4C，发现两板电压降为原来的1/3，则这个电容器的电容为______．（150μF．）
三、计算题
10、请简要说明一下静电除尘的原理。
（其基本原理是有一组接负高压的电晕电极产生尖端放电，使周围空气电离。
带有尘埃微粒的烟气通过电离气体区成为带负电粒子。
在静电除尘器外壳和电晕电极之间，则是接地的金属正电极称为集尘极。
荷电微粒飞向集尘极，将负电荷送给集尘极，然后下落到集尘器中。
静电除尘器是目前各类除尘器中效率最高的一种除尘设备。
）
11、有一电容器，带电量为1.0×10-5C，两板间电压力200V，如果使它的带电量再增加1.0×10-6C，
（1）求它的电容
（2）两板间电压是多少伏？
（50μF220）
12、如图所示，把电容为C的电容器接在电压为U的电路中，讨论在下列情况下，电容器的电容、带电量和电势差的变化
（1）接通S，使电容器的两极板间距离减为原来的一半
（2）S接通后再断开，使电容器两极板的正对面积减为原来的一半
（
（1）U不变由C∝1/d，且d＇=d/2，故C＇=2C由C∝Q知，Q＇=2Q
（2）Q不变由C∝S，且S＇=S/2，故C＇=C/2由C∝1/U知，U＇=2U）
13、已知电源电动势E，电容器电容C，电阻为R，开关S闭合对C充电至稳定状态。
求：
（1）有多少电量通过R？
（εC）
（2）保持开关S闭合，把电容器两极板间距变为原来的一半，这一过程中，又有多少电量通过R？
（εC）
【能力提升】
一、选择题
1、如图所示是静电除尘的原理示意图，A为金属管，B为金属丝，在A、B之间辊上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比较清洁了。
有关静电除尘的装置，下列说法正确的是（AC）
A、金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极
B、金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极
C、C为烟气的进气口，D为排气口
D、D为烟气的进气口，C为排气口
2、传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。
如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。
金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C大小的变化就反映液面的升降情况，两者的关系是（AC）
A、C增大表示h增大B、C增大表示h减小
C、C减小表示h减小D、C减小表示h增大
3、如图所示，四个图象描述了对给定的电容器充电时，电容器电量Q、电压U和电容C三者的关系，正确的图象有（CD）
二、填空题
4、如图所示为电容器C与电压U的电源连接成的电路．当电键K与1接通，电容器A板带____电，B板带____电，这一过程称电容器的____．电路稳定后，两板间的电势差为____．当K与2接通，流过导体acb的电流方向为____，这就是电容器的____过程．
（正，负，充电过程，U，b→c→a，放电过程）
三、计算题
5、如图8所示，A、B为不带电平行金属板，间距为d，构成的电容器电容为C．质量为m、电量为q的带电液滴一滴一滴由A板上小孔以v0初速射向B板．液滴到达B板后，把电荷全部转移在B板上．求到达B板上的液滴数目最多不能超过多少？
（
）
第四节、电源和电流
【典型例题】
【例1】导体中电流强度是0.5A，求半分钟内通过导体横截面的电子数？
【解析】 q=It=0.5×30s=15C
【例2】把5.0V的电压加在一段电阻丝的两端测得通过电阻电流为1.0×102mA．当电阻丝两端电压增至8V时，通过电阻丝电流增加多少？
【解析】由欧姆定律 I=U/R得
∴ΔI=I2-I1=1.6×102mA-1.0×102mA=60mA
【例3】在如图所示的电路中，R1=14.0Ω，R2=9.0Ω，当开关S扳到位置1时，电流表的示数为I1=0.20A；当开关S板到位置2时，电流表的示数为I2=0.30A，求电源的电动势和内电阻。
【解析】设电源的电动势为E，内电阻为r，由闭合电路欧姆定律可知
带入数据可得E＝3.0V，r＝1.0Ω
【基础练习】
四、选择题
1、物理学中规定的电流方向是（A）
A、正电荷的定向移动B、负电荷的定向移动
C、自由电荷的定向移动D、正负离子的定向移动
2、下列那位科学家发明最早的直流电源（D）
A、意大利医学教授伽伐尼B、英国物理学家法拉第
C、美国发明家爱迪生D、意大利化学家和物理学家伏打
3、关于电流强度，下列说法中正确的是（D）
A、根据I=q/t，可知q一定与t成正比
B、因为电流有方向，所以电流强度是矢量
C、如果在相等时间内，通过导体横截面的电量相等，则导体中的电流一定是稳恒电流
D、电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
4、一节干电池的电动
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