内容正文:
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章末综合检测(一) 静电场
(本试卷满分:100分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1.在物理学的重大发现中,科学家们创造出了许多物理学方法,如比值法、理想实验法、控制变量法、极限法、类比法和科学假说法等,以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.定义电场强度E时用到了极限法
B.在不需要考虑带电物体本身的大小、形状和电荷分布状况时用点电荷来代替带电物体的方法运用了理想化模型法
C.在利用向心力演示仪研究向心力与角速度关系时运用了类比法
D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了科学假说法
解析:选B 电场强度E的定义式E=,电场强度的大小与试探电荷所受的静电力及试探电荷的带电量无关,只与该比值有关,因此该定义采用的是比值法,A错误;在不需要考虑带电物体本身的大小、形状和电荷分布状况时用点电荷来代替带电物体的方法运用了理想化模型法,B正确;在利用向心力演示仪研究向心力与角速度、半径、质量的关系时,分别控制其中两个物理量保持不变,只改变一个物理量,因此该实验运用了控制变量法,C错误;在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了极限法,D错误。
2.在真空中的一个点电荷产生的电场中,离该点电荷距离为r0的一点引入电荷量为q的检验电荷,测得检验电荷所受静电力为F,则离该点电荷距离为r的某处的场强大小为( )
A. B.
C. D.
解析:选B 设点电荷的电荷量为Q,由库仑定律得F=,在离点电荷距离为r处的场强E=,联立以上两式得E=,故选项B正确。
3.如图所示,在匀强电场中相距10 mm的两等势面AA′、BB′。其间有一静止的油滴P。已知油滴P受到的重力是1.6×10-4 N,所带的电荷量是+3.2×10-9 C。则下列判断正确的是( )
A.φA>φB,UAB=100 V B.φA>φB,UAB=750 V
C.φA<φB,UBA=500 V D.φA<φB,UBA=1 000 V
解析:选C 由于油滴静止,则油滴所受静电力与重力等大、反向,即电场方向竖直向上,故φA<φB。由E=、F=G得E=5×104 V/m,又由于d=10 mm=0.01 m,所以UBA=Ed=500 V,故选项C正确。
4.如图所示,在边长为l的正三角形的顶点分别固定一负电荷,A处的电荷量为Q,中心O处的场强恰好为零,已知静电力常量为k。若仅将A处电荷改为等量的正电荷,则O处场强的大小和方向分别为( )
A.,沿AO方向 B.,沿OA方向
C.,沿AO方向 D.,沿OA方向
解析:选A A处的电荷量为Q,OA的距离为L==l,则Q在O点产生的电场强度为E=k,由于B和C处电荷与A处的电荷在O点的合场强为零,则B和C处电荷在O处的电场强度大小为E′=k,方向沿AO方向;若仅将A处电荷改为等量的正电荷,则O处场强的大小为E合=E+E′=,沿AO方向,故A正确,B、C、D错误。
5.如图所示,金属球壳A带有正电,其上方有一小孔a,静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连,以下操作所发生的现象正确的是( )
A.将c移近A,但不与A接触,B的指针会张开
B.将c与A外表面接触后移开A,B的指针不会张开
C.将c与A内表面接触时,B的指针不会张开
D.将c从导线上解下,然后用绝缘细绳吊着从A上小孔置入A内,并与其内壁接触,再提出空腔,与b接触,B的指针会张开
解析:选A 把c逐渐从远处向A靠近过程中,由于静电感应,B的指针张开,故A正确。当把c与A的外表面接触后移开,c带正电,导致B的指针张开,故B错误。把c与A的内表面接触,静电平衡后,电荷只分布在外表面,但静电计处于新组成的导体的外表面,则B指针会张开,故C错误。c与A内壁接触时,由于静电屏蔽,小球c不带电,故再与b接触时,B的指针不会张开,故D错误。
6.如图所示,以O点为圆心,以R=0.20 m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d,该圆所在平面内有一匀强电场,场强方向与x轴正方向成θ=60°角,已知a、b、c三点的电势分别为4 V、4 V、-4 V,则下列说法正确的是( )
A.该匀强电场的场强E=40 V/m
B.该匀强电场的场强E=80 V/m
C.d点的电势为-2 V
D.d点的电势为-4 V
解析:选D 在匀强电场中,平行等长的线段两端的电势差相等,有Ubc=Uad,得φd=-4 V,C错误,D正确;同理得O点电势为零,又UaO=ERsin θ,得E=40 V/m,A、B错误。
7.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗