内容正文:
专题01 电场力的性质
1.(23-24高二上·陕西西安鄠邑区·期中)关于元电荷,下列说法正确的是( )地 城
考点01
电荷
A.元电荷是自然界中电荷的最小单元 B.元电荷就是质子
C.电子就是元电荷 D.1C电量就是元电荷
2.(23-24高二上·陕西安康·期中)下列有关说法正确的是( )
A.质子或电子均是元电荷
B.任何带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍
C.摩擦起电、感应起电、接触起电的起电本质不同
D.法国物理学家库仑最早测出了元电荷的数值
3.(23-24高二上·山西金科大联考·)已知电子的电荷量为,A、B两个完全相同的金属小球分别带有电荷量为,让两个小球接触,在接触过程中( )
A.球B向球转移了个电子 B.球B向球转移了个电子
C.球向球B转移了个电子 D.球向球B转移了个电子
4.(24-25高二上·山西太原·期中)下列说法正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以是任意的
B.人们把最小的电荷量叫作元电荷,用e表示
C.电子的质量与电子的电荷量之比,叫作电子的比荷
D.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和可以变化
5.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)如图所示,当人用手接触范德格拉夫起电机的带电金属球时,纸花(碎纸屑)会从头上飞出来。关于此“静电飞花”现象,下列说法正确的是( )
A.飞出的纸花相互排斥
B.纸花飞出,它们所带电荷的电性与金属球相反
C.纸花飞出,但可能它们并不带电
D.纸花飞出,是因为受到空气浮力的作用
6.(24-25高二上·山西名校·期中)带电体的电荷量可能是( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)如图所示,原来不带电的绝缘金属导体A、B,在其两端下面都悬挂着金属验电箔,当把一个带负电的绝缘金属球C靠近导体的A端时,以下说法正确的是( )
A.金属导体中的电子从A端移向B端 B.只有A端验电箔张开,且A端带正电
C.只有B端验电箔张开,且B端带负电 D.两端的验电箔都张开,且A端带负电,B端带正电
8.(23-24高二上·宁夏银川宁夏大学附属中学·期中)球形导体A带3q的正电荷,另一完全相同的球形导体B带q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则导体的带电荷量为( )
A.-q B.q C.2q D.4q
9.(24-25高二上·陕西汉中·期中)法国的物理学家库仑在探究电荷间的相互作用规律时,引入了“点电荷”的概念,从物理学研究的科学方法上来说,这属于( )
A.控制变量法 B.微元法 C.观察实验法 D.理想模型法
10.(23-24高二上·陕西西安第八十五中学·期中)如图所示,用长度不等的绝缘丝线将带电小球A、B悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(α>β),两小球恰在同一水平线上,则下列说法正确的是( )地 城
考点02
库仑定律
A.两小球一定带异种电荷
B.A小球的质量一定小于B小球的质量
C.A小球所带电荷量一定大于B小球所带电荷量
D.A小球所受绳子的拉力一定大于B小球所受绳子的拉力
11.(23-24高二上·陕西西安·期中)A小球带负电且固定在绝缘支架上,B小球的质量为m,悬挂在绝缘细线上,如图所示,当B小球静止时,细线与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g,两小球在同一水平线上。
(1)求细线的拉力大小F;
(2)判断B小球的电性及求两小球间库仑力的大小。
12.(23-24高二上·陕西安康·期中)如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的带电小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知( )
A.B球的电量一定较大
B.A球的质量一定较大
C.B球所受的拉力可能较大
D.两球接触后,再次处于静止的平衡状态时,则悬线的偏角αʹ和βʹ一定满足αʹ=βʹ
13.(23-24高二上·陕西西安·期中)关于点电荷,下列说法正确的是( )
A.质量很小的带电体都可以看作点电荷
B.体积很大的带电体有时也可看作点电荷
C.只有正方形带电体才可以看作点电荷
D.当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时,带电体可以看作点电荷
14.(23-24高二上·陕西汉中城固县第二中学·期中)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、,则( )
A.TM< B.TN> C.TM= D.TN<
15.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是和,且,两小球在同一水平线上,由此可知与小球A相比( )
A.小球B受到的静电力较大
B.小球B电荷量较大
C.小球B的质量较小
D.小球B受到的拉力较小
16.(23-24高二上·陕西西安中学·期中)如图所示,两个质量分别是,的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为、时,两丝线张开一定的角度分别为、,,且此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.所受细线拉力比所受细线拉力大
D.对的库仑力大小为
17.(24-25高二上·山西太原·期中)下列说法正确的是( )
A.点电荷类似于力学中的质点,也是一种理想化模型
B.氢原子核与电子之间的静电力小于二者之间的万有引力
C.类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用,类比也是严格的推理,不需要实践的检验
D.根据库仑定律,两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时,相互作用力是
18.(24-25高二上·山西运城·期中)如图所示,带正电的小球B用绝缘棒固定,系在轻质绝缘丝线上重为、带电荷量为的小球A在静电力的作用下发生偏离,当两个带电小球在同一高度相距保持静止时,丝线与竖直方向成角,小球A、B可视为点电荷,静电力常量为。
(1)画出A球受力示意图;
(2)求A球受到绝缘丝线拉力的大小和受到库仑力的大小;
(3)求B球带电荷量。
19.(23-24高二上·山西太原·期中)真空中,两个半径为且完全相同的金属小球,分别带有和的电荷量,当它们相距为时,它们之间的库仑力大小为。若把它们接触后分开,仍置于相距为的两点,它们之间的库仑力大小将变为( )
A. B. C. D.
20.(23-24高二上·山西朔州怀仁怀仁一中等三校·期中)如图所示,完全相同的金属小球A和B带有等量同种电荷,中间连有一轻质绝缘弹簧,放在光滑的水平面上,平衡时弹簧的伸长量为,现将与A、B完全相同的不带电的C球与A接触一下,然后拿走,重新平衡后弹簧的伸长量为x,则( )
A. B.
C. D.
21.(23-24高二上·山西阳泉第一中学校·期中)真空中两个静止点电荷,它们之间静电力的大小为,若保持它们的电荷量不变,仅将其距离增大到原来的三倍,它们之间静电力大小变为( )
A. B. C. D.
22.(23-24高二上·山西太原·期中)在点正下方某位置固定一带电量为的绝缘小球。绝缘细线一端固定在点,另一端与一个质量为的金属小球相连。小球静止时恰好与小球在同一水平线上,细线与竖直方向的夹角为。已知静电力常量为,重力加速度为,两小球的大小可忽略不计。求:
(1)平衡时小球受到的库仑力的大小;
(2)该同学进行了两次实验,球的电荷量与质量均不变,绝缘细线长度不变,球的电荷量分别为和,上下缓慢移动球,最终两次都使得在同一水平线上,分别为和,则的值为多少。
23.(23-24高二上·山西太原·期中)下列说法正确的是( )
A.库仑定律中,的数值是卡文迪什通过扭秤实验测得的
B.元电荷的数值,最早是由美国物理学家密立根测得的
C.电子的质量与电子的电荷量之比叫做电子的比荷
D.感应起电和摩擦起电的实质都是正电荷的转移
24.(23-24高二上·山西运城·期中)如图所示,质量为m的小球甲用长度为3L 轻质绝缘细线悬挂在天花板上的O 点,小球乙固定在绝缘地面上的 B点,两球均视为点电荷,带电量相等,甲静止时位于 A 点,已知B点在O 点的正下方,A、B两点间的距离为4L,O、B两点间的距离为5L,静电力常量为k,重力加速度为g,,下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力与水平方向的夹角为30°
B.细线对甲的拉力大小与乙对甲的库仑力大小之比为4∶3
C.两球的带电量为
D.若再给甲施加一个由O指向A 大小为F 的作用力,且甲仍位于 A 点,则细线的拉力大小为
25.(23-24高二上·山西大同云冈区汇林中学·期中)如图所示,两个半径均为的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为,带等量同种电荷,电荷量为,两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )
A.等于 B.大于
C.小于 D.等于
26.(23-24高二上·山西大同·期中)如图所示,在竖直平面内固定一半径为R的均匀带电圆环,质量为m的金属小球(可视为质点)通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。若圆环、小球带等量同种电荷,发现金属小球在圆环的中轴线上处于平衡状态。下列说法正确的是( )
A.圆环对小球的电场力大小
B.圆环对小球的电场力大小
C.细线中的张力大小
D.细线中的张力大小
27.(23-24高二上·山西大同·期中)许多科学家对物理学的发展做出过巨大贡献,下列说法正确的是( )
A.库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
B.密立根通过油滴实验测定了元电荷e的数值
C.欧姆最早发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到0
D.安培最早引入了场的概念,并提出用电场线表示电场
28.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)在电场中某点放入电荷量为q的正点电荷时测得该点的场强为E,若在同一点放入电荷量为的负点电荷时,则该点的场强( )地 城
考点03
电场强度
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
29.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)如图所示,两点电荷分别固定在M、N两点,其间距为L,M处点电荷带正电,N处点电荷带负电,它们的电荷量关系为,则直线MN上电场强度为零的点( )
A.在直线MN上M点右侧L处 B.在直线MN上M点左侧L处
C.在直线MN上N点左侧处 D.在直线MN上N点右侧处
30.(24-25高二上·陕西咸阳礼泉县·期中)在一个点电荷Q形成的电场中,建立如图甲所示的Ox坐标轴,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2m和5m。放在A、B两点的试探电荷所受静电力大小跟其电量的关系图像分别如图乙中直线a、b所示。如果放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电,则它们受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同。求:(静电力常量)
(1)B点电场强度的大小和方向;
(2)试判断点电荷Q的电性,并通过计算确定点电荷Q的位置坐标。
31.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)如图所示,一足够长的轻质绸带放在水平光滑桌面上,绸带上放置A、B两个带等量异种电荷的物块,并处于平行于桌面的电场中,A物块质量大于B物块质量,两物块与绸带间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。若两物块所在区域的电场强度逐渐增大,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A.两物块所受摩擦力的大小总是相等的
B.两物块不可能同时相对绸带滑动
C.A物块不可能相对绸带发生滑动
D.A物块所受摩擦力可能大于B物块所受摩擦力
32.(24-25高二上·陕西渭南大荔县城郊中学·期中)如图所示,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量均为q的正电荷,在B点放了某个未知电荷后,恰好D点的电场强度等于0。关于放在B点的电荷,下列说法正确的是( )
A.一定是正电荷 B.一定是负电荷
C.电荷量为 D.电荷量为
33.(24-25高二上·陕西榆林府谷中学、一中·月考)如图所示,电荷量为的正点电荷和两点均在一条过均匀带电薄板几何中心的垂线上,点电荷与薄板相距与薄板相距均为。若图中点的电场强度为0,静电力常量为,则图中薄板带电情况和点的电场强度的大小正确的是( )
A.带正电,0 B.带负电,
C.带正电, D.带负电,
34.(23-24高二上·陕西西安交通大学附属中学·期中)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为和,、两点分别固定着等量异号的两个点电荷,下列说法正确的是( )
A.点与点的电场强度方向相同
B.点与点的电场强度大小相等
C.点与点的电势差小于点与点的电势差
D.将试探电荷由点沿直线移动到点,其电势能一直增大
35.(23-24高二上·陕西西安交通大学附属中学·期中)在科学发展的历程中,许多学者、科学家做出了杰出的贡献,下列关于物理学史和事实的说法正确的是( )
A.库仑通过实验最早测定了元电荷的数值
B.法拉第不仅提出了电场的概念,而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场
C.卡文迪什利用库仑扭秤测出了静电力常量
D.在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
36.(23-24高二上·陕西汉中城固县第二中学·期中)如图所示,一个质量为m=0.4kg,带电量为q=2.5×10-3C的半径极小的小球,用绝缘丝线悬挂在某水平匀强电场E中,当小球静止时,测得悬线与竖直方向的夹角为37°,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10N/kg) 试求:
(1)绳上拉力多大;
(2)匀强电场E的大小。
37.(24-25高二上·山西部分重点高中·期中)如图所示,光滑绝缘水平面上固定两电荷量相同的正电荷M、N,O点为两电荷连线的中点,图中的水平虚线为过O点与垂直的线,A、B两点为虚线上的点,且,负的试探电荷由A点静止释放,试探电荷经过A、B两点瞬间加速度大小之比为( )
A. B. C. D.
38.(24-25高二上·山西太原·期中)等量异种点电荷的电场线和等量同种点电荷的电场线如下图所示,下列选项正确的是( )
A.对于等量异种点电荷,两电荷连线上的电场强度在中点处最大
B.对于等量异种点电荷,两电荷连线中垂线上的电势处处不相等
C.对于等量同种正点电荷,两电荷连线中垂线上关于中点对称的两点,电势相等
D.对于等量同种正点电荷,两电荷连线上关于中点对称的两点,电场强度大小相等、方向相同
39.(23-24高二上·山西阳泉第一中学校·期中)如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一质量,电荷量大小液滴,恰好处于静止状态,重力加速度,问:
(1)液滴带何种电荷;
(2)电场强度的大小是多少。
40.(23-24高二上·山西太原·期中)如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,静电力常量为k,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A.大小为,方向水平向左 B.大小为,方向水平向左
C.大小为,方向水平向右 D.大小为,方向水平向右
41.(23-24高二上·山西运城·期中)如图所示,三个带电量均为q的点电荷,分别位于同一平面内B、C、D三点,位于 B、C两点的电荷带正电,位于D点的电荷带负电,已知AB=AC=AD=L,且BD⊥AC,静电力常量为k,则A点的电场强度的大小为( )
A. B.
C. D.
42.(23-24高二上·山西大同·期中)(1)如图(a)所示,光滑绝缘水平面上,两个带电小球A、B相距L,置于方向水平的匀强电场中,电荷量的大小均为q,若两个小球均处于静止状态,已知静电力常量为k。求匀强电场的电场强度大小。
(2)如图(b)所示,光滑绝缘水平面上,三个带电小球A、B和C分别位于边长为L的等边三角形的三个顶点上,A、B带负电, 电荷量的大小均为q, C带正电。整个系统置于方向水平的匀强电场中,若三个小球均处于静止状态,已知静电力常量为k。求小球C的电荷量大小和匀强电场的电场强度大小。
43.(24-25高二上·山西名校·期中)关于静电平衡,下列说法正确的是( )地 城
考点04
静电的防止和利用
A.导体内部的电场强度处处为0 B.导体内的自由电子在发生定向移动
C.导体的外表面没有电荷 D.越尖锐的位置,电荷的密度越小
44.(23-24高二上·山西太原·期中)山西被称为“中国古代建筑艺术博物馆”,这些建筑大部分都加装了避雷针。雷雨天气时,云层底端带负电,下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,避雷针感应出正电荷
B.避雷针也可以不连接埋在地底的金属板
C.必须有闪电击中避雷针,避雷针才发挥作用
D.避雷针是利用尖端放电的一种设施
45.(23-24高二上·山西运城·期中)下列关于四幅图像的说法正确的是( )
A.用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上,从而使橡胶棒带正电
B.处于静电平衡状态的导体腔,内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
C.通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,可分析判断两点电荷是等量异种点电荷
D.避雷针其实不“避雷”,反而是“接雷”,只不过是化弱为强,避免强雷电的破坏
46.(23-24高二上·陕西西安西安电子科技中学·期中)在如图所示的实验中,验电器的金属箔片会张开的是( )
A. B.
C. D.
47.(23-24高二上·陕西西安莲湖区·期中)静电学知识在生活中有着广泛的应用,下列有关静电的防护与利用,说法正确的是( )
A.游客旅游遭遇雷电时,可就近在大树下避雷雨
B.电力工人进行高压带电操作时,一定要穿绝缘材料制作的衣服
C.燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比做成球形好
D.印染厂车间内会产生大量的静电,应尽可能保持印染厂车间里的空气干燥
48.(23-24高二上·陕西学林高中系列联考·期中)关于静电场,以下说法正确的是( )
A.处于静电平衡的导体场强处处为零
B.摩擦起电并不是产生了电荷,只是电荷发生了转移
C.质子、电子等带电荷量绝对值为的粒子叫元电荷
D.电场线是为了形象描述电场而人为引入的,所以电场和电场线都是客观存在的
49.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)如图所示,一个方形的金属盒原来不带电,现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在盒子左边附近,达到静电平衡后,盒子内部电场处处为零。则盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是( )
A. B.
C. D.
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专题01 电场力的性质
1.(23-24高二上·陕西西安鄠邑区·期中)关于元电荷,下列说法正确的是( )地 城
考点01
电荷
A.元电荷是自然界中电荷的最小单元 B.元电荷就是质子
C.电子就是元电荷 D.1C电量就是元电荷
【答案】A
【详解】元电荷是自然界中电荷的最小单元,大小为1.6×10-19C,元电荷是电荷量,不是质子,也不是电子。
故选A。
2.(23-24高二上·陕西安康·期中)下列有关说法正确的是( )
A.质子或电子均是元电荷
B.任何带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍
C.摩擦起电、感应起电、接触起电的起电本质不同
D.法国物理学家库仑最早测出了元电荷的数值
【答案】B
【详解】A.电子和质子的电荷量大小等于元电荷,故A错误;
B.任何带电体的带电量一定是元电荷电量的整数倍,故B正确;
C.根据电荷守恒定律可知,摩擦起电、感应起电、接触起电并没有创造电荷,摩擦起电、感应起电、接触起电只是发生了电荷的转移,起电本质相同,故C错误;
D.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,其值为1.6×10-19C,故D错误。
故选B。
3.(23-24高二上·山西金科大联考·)已知电子的电荷量为,A、B两个完全相同的金属小球分别带有电荷量为,让两个小球接触,在接触过程中( )
A.球B向球转移了个电子 B.球B向球转移了个电子
C.球向球B转移了个电子 D.球向球B转移了个电子
【答案】B
【详解】两小球接触过程中,电量先中和,后平分,接触后小球的带电量为
可知球B向球转移的电子数量为
个
故选B。
4.(24-25高二上·山西太原·期中)下列说法正确的是( )
A.物体所带的电荷量可以是任意的
B.人们把最小的电荷量叫作元电荷,用e表示
C.电子的质量与电子的电荷量之比,叫作电子的比荷
D.一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和可以变化
【答案】B
【详解】A.物体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍,故A错误;
B.人们把最小的电荷量叫做元电荷,常用符号e表示,故B正确;
C.电子的电荷量与电子的质量之比叫电子的比荷,故C错误;
D.根据电荷守恒定律可知,一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变,故D错误;
故选B。
5.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)如图所示,当人用手接触范德格拉夫起电机的带电金属球时,纸花(碎纸屑)会从头上飞出来。关于此“静电飞花”现象,下列说法正确的是( )
A.飞出的纸花相互排斥
B.纸花飞出,它们所带电荷的电性与金属球相反
C.纸花飞出,但可能它们并不带电
D.纸花飞出,是因为受到空气浮力的作用
【答案】A
【详解】静电飞花现象是因为纸花带同种电(并且与金属球电性相同)互相排斥。
故选A。
6.(24-25高二上·山西名校·期中)带电体的电荷量可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】元电荷为带电体最小的电荷量,即
所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍,、、均不是元电荷的整数倍,而是元电荷的整数倍,故ACD错误,B正确。
故选B 。
7.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)如图所示,原来不带电的绝缘金属导体A、B,在其两端下面都悬挂着金属验电箔,当把一个带负电的绝缘金属球C靠近导体的A端时,以下说法正确的是( )
A.金属导体中的电子从A端移向B端 B.只有A端验电箔张开,且A端带正电
C.只有B端验电箔张开,且B端带负电 D.两端的验电箔都张开,且A端带负电,B端带正电
【答案】A
【详解】金属导体处在负电荷的电场中,由于静电感应现象,导体的A端要感应出正电荷,在导体的B端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且B端带负电,A端带正电,电子从A端移向B端。故A正确,BCD错误。
故选A。
8.(23-24高二上·宁夏银川宁夏大学附属中学·期中)球形导体A带3q的正电荷,另一完全相同的球形导体B带q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则导体的带电荷量为( )
A.-q B.q C.2q D.4q
【答案】B
【详解】根据电荷守恒定律,将两导体接触一会后再分开,则导体的带电荷量为
故选B。
9.(24-25高二上·陕西汉中·期中)法国的物理学家库仑在探究电荷间的相互作用规律时,引入了“点电荷”的概念,从物理学研究的科学方法上来说,这属于( )
A.控制变量法 B.微元法 C.观察实验法 D.理想模型法
【答案】D
【详解】“质点”、“点电荷”等都是为了研究问题简单而引入的理想化的模型,所以它们从科学方法上来说属于理想模型法。
故选D。
10.(23-24高二上·陕西西安第八十五中学·期中)如图所示,用长度不等的绝缘丝线将带电小球A、B悬挂起来,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(α>β),两小球恰在同一水平线上,则下列说法正确的是( )地 城
考点02
库仑定律
A.两小球一定带异种电荷
B.A小球的质量一定小于B小球的质量
C.A小球所带电荷量一定大于B小球所带电荷量
D.A小球所受绳子的拉力一定大于B小球所受绳子的拉力
【答案】B
【详解】A.由题干图可以看出,两小球互相排斥,根据电荷间的相互作用规律可知,两小球带同种电荷,故A错误;
B.小球受三个力处于平衡状态,设与竖直方向夹角为θ,受力分析如下图。
解得
即
又
所以
故B正确。
C.根据牛顿第三定律,两小球的库仑力总是大小相等、方向相反,与电荷量的大小无关,不能判断两小球电荷量的大小,故C错误;
D.由牛顿第三定律,可得绳子拉力
所以
又
所以
故D错误。
故选B。
11.(23-24高二上·陕西西安·期中)A小球带负电且固定在绝缘支架上,B小球的质量为m,悬挂在绝缘细线上,如图所示,当B小球静止时,细线与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为g,两小球在同一水平线上。
(1)求细线的拉力大小F;
(2)判断B小球的电性及求两小球间库仑力的大小。
【答案】(1);(2)负电,
【详解】(1)对B进行受力分析如图
则细线的拉力大小
(2)B小球被排斥,带同种电荷,带负电,两小球间库仑力的大小
12.(23-24高二上·陕西安康·期中)如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的带电小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是α和β,且α<β,两小球在同一水平线上,由此可知( )
A.B球的电量一定较大
B.A球的质量一定较大
C.B球所受的拉力可能较大
D.两球接触后,再次处于静止的平衡状态时,则悬线的偏角αʹ和βʹ一定满足αʹ=βʹ
【答案】B
【详解】A.根据牛顿第三定律可得,A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力,无论两球电荷量是否相等所受库仑力都相等,故无法比较哪个电荷量较大,故A错误;
B.对A、B两球受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
由于α<β,两球受到的库仑力等大、反向,所以
故B正确;
C.根据平衡条件可得
所以
故C错误;
D.两球接触后,每个小球的电量可能都变化,但相互间库仑力仍满足牛顿第三定律,细线倾角关系不变,即
故D错误。
故选B。
13.(23-24高二上·陕西西安·期中)关于点电荷,下列说法正确的是( )
A.质量很小的带电体都可以看作点电荷
B.体积很大的带电体有时也可看作点电荷
C.只有正方形带电体才可以看作点电荷
D.当带电体的大小在研究的问题中可以忽略不计时,带电体可以看作点电荷
【答案】BD
【详解】点电荷是一种理想化的物理模型,带电体能否看作点电荷,不是看它的形状、体积大小和质量大小,而是看它的体积大小和电荷量大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计,若可以忽略不计,就可以看作点电荷,否则就不能看作点电荷。
故选BD。
14.(23-24高二上·陕西汉中城固县第二中学·期中)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、,则( )
A.TM< B.TN> C.TM= D.TN<
【答案】BC
【详解】无论小球M、N带电与否,上面的丝线的拉力都始终等于小球M、N的重力之和,则有TM=。在两小球没有带电时,下面的丝线的拉力等于小球N的重力,当M球带正电,N球带负电后,小球N会受到小球M的一个吸引力,使得小球N对下面的丝线的拉力小于小球N的重力,则有TN>。
故选BC。
15.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)如图所示,大小可以忽略不计的带有同种电荷的小球A和B相互排斥,静止时绝缘细线与竖直方向的夹角分别是和,且,两小球在同一水平线上,由此可知与小球A相比( )
A.小球B受到的静电力较大
B.小球B电荷量较大
C.小球B的质量较小
D.小球B受到的拉力较小
【答案】CD
【详解】AB.根据牛顿第三定律得:A球对B球的库仑力等于B球对A球的库仑力,无论两球电荷量是否相等所受库仑力都相等,故无法比较哪个电荷量较大,故AB错误;
C.对小球A、B受力分析
根据平衡条件有
因
α<β
所以
mA>mB
故C错误;
D.根据平衡条件有
因
α<β
所以B球受的拉力较小,故D正确。
故选CD。
16.(23-24高二上·陕西西安中学·期中)如图所示,两个质量分别是,的小球,各用丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为、时,两丝线张开一定的角度分别为、,,且此时两个小球处于同一水平面上,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C.所受细线拉力比所受细线拉力大
D.对的库仑力大小为
【答案】BD
【详解】A.两小球间的库仑力与它们电荷量的乘积成正比,所以由题中条件无法判断二者电荷量的大小关系,故A错误;
BD.对质量为m1的小球受力分析,可得
解得
依题意,有
可得
可知
故BD正确;
C.同理,有
解得
依题意,两小球间的库仑力大小相等,所以所受细线拉力比所受细线拉力小,故C错误。
故选BD。
17.(24-25高二上·山西太原·期中)下列说法正确的是( )
A.点电荷类似于力学中的质点,也是一种理想化模型
B.氢原子核与电子之间的静电力小于二者之间的万有引力
C.类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用,类比也是严格的推理,不需要实践的检验
D.根据库仑定律,两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时,相互作用力是
【答案】A
【详解】A.点电荷类似于力学中的质点,形状和体积能够忽略,也是一种理想化模型,故A正确;
B.万有引力与静电力在相同尺寸范围内,万有引力远远小于静电力,即氢原子核与电子之间的静电力大于二者之间的万有引力,故B错误;
C.类比在库仑定律的建立过程中发挥了重要作用,类比虽然是严格的推理,但仍然需要实践的检验,故C错误;
D.根据库仑定律,两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时,根据库仑定律有
即相互作用力是,故D错误。
故选A。
18.(24-25高二上·山西运城·期中)如图所示,带正电的小球B用绝缘棒固定,系在轻质绝缘丝线上重为、带电荷量为的小球A在静电力的作用下发生偏离,当两个带电小球在同一高度相距保持静止时,丝线与竖直方向成角,小球A、B可视为点电荷,静电力常量为。
(1)画出A球受力示意图;
(2)求A球受到绝缘丝线拉力的大小和受到库仑力的大小;
(3)求B球带电荷量。
【答案】(1)
(2),
(3)
【详解】(1)带负电的小球A处于平衡状态,A受到库仑力引力、重力以及绝缘丝线的拉力的作用,受力如图。
(2)带负电的小球A处于平衡状态,竖直方向
水平方向
解得球受到绝缘丝线的拉力
受到库仑力的大小
(3)根据库仑定律可得
解得B球带电荷量
19.(23-24高二上·山西太原·期中)真空中,两个半径为且完全相同的金属小球,分别带有和的电荷量,当它们相距为时,它们之间的库仑力大小为。若把它们接触后分开,仍置于相距为的两点,它们之间的库仑力大小将变为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据库仑定律,两小球之间的库仑力的大小为
接触后分开,电量先中和再均分,仍置于相距为的两点,它们之间的库仑力大小将变为
故选D。
20.(23-24高二上·山西朔州怀仁怀仁一中等三校·期中)如图所示,完全相同的金属小球A和B带有等量同种电荷,中间连有一轻质绝缘弹簧,放在光滑的水平面上,平衡时弹簧的伸长量为,现将与A、B完全相同的不带电的C球与A接触一下,然后拿走,重新平衡后弹簧的伸长量为x,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】平衡后,小球间的库仑力大小等于弹簧弹力大小。设弹簧的劲度系数为,第一次平衡时有
小球C与接触后,球带电荷量变为原来的一半,再次平衡时有
若,则
弹簧的伸长量刚好为原来的一半,但实际上弹簧的长度应变短
故弹簧压缩量小于原来的一半,故
故选A。
21.(23-24高二上·山西阳泉第一中学校·期中)真空中两个静止点电荷,它们之间静电力的大小为,若保持它们的电荷量不变,仅将其距离增大到原来的三倍,它们之间静电力大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据库仑定律
可知若保持它们的电荷量不变,仅将其距离增大到原来的三倍,它们之间静电力大小变为
故选A。
22.(23-24高二上·山西太原·期中)在点正下方某位置固定一带电量为的绝缘小球。绝缘细线一端固定在点,另一端与一个质量为的金属小球相连。小球静止时恰好与小球在同一水平线上,细线与竖直方向的夹角为。已知静电力常量为,重力加速度为,两小球的大小可忽略不计。求:
(1)平衡时小球受到的库仑力的大小;
(2)该同学进行了两次实验,球的电荷量与质量均不变,绝缘细线长度不变,球的电荷量分别为和,上下缓慢移动球,最终两次都使得在同一水平线上,分别为和,则的值为多少。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)设绝缘线上的力为,库仑力为
联立解得
设球所带电荷量为,线长度为
联立解得
23.(23-24高二上·山西太原·期中)下列说法正确的是( )
A.库仑定律中,的数值是卡文迪什通过扭秤实验测得的
B.元电荷的数值,最早是由美国物理学家密立根测得的
C.电子的质量与电子的电荷量之比叫做电子的比荷
D.感应起电和摩擦起电的实质都是正电荷的转移
【答案】B
【详解】A.库仑定律是库仑用扭秤实验测得的,库仑定律中的k并不是由此实验测出,故A错误;
B.元电荷e的数值是由密立根用油滴实验测得的,故B正确;
C.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的比荷,故C错误;
D.感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分,摩擦起电的实质是电荷从一个物体转移到另一个物体,故D错误。
故选B。
【点睛】熟悉物理学史。比荷是粒子的电荷与质量之比。熟悉三种起电方式的特点与区别。
24.(23-24高二上·山西运城·期中)如图所示,质量为m的小球甲用长度为3L 轻质绝缘细线悬挂在天花板上的O 点,小球乙固定在绝缘地面上的 B点,两球均视为点电荷,带电量相等,甲静止时位于 A 点,已知B点在O 点的正下方,A、B两点间的距离为4L,O、B两点间的距离为5L,静电力常量为k,重力加速度为g,,下列说法正确的是( )
A.细线对甲的拉力与水平方向的夹角为30°
B.细线对甲的拉力大小与乙对甲的库仑力大小之比为4∶3
C.两球的带电量为
D.若再给甲施加一个由O指向A 大小为F 的作用力,且甲仍位于 A 点,则细线的拉力大小为
【答案】D
【详解】A.由几何关系可得三角形 OAB 是直角三角三角形
∠OAB=90°
∠AOB=53°OB 在竖直方向上,则细线与水平方向的夹角为 37°,即细线对甲的拉力与水平方向的夹角为37°,故A 错误;
B.对甲,三力平衡的矢量三角形与△OAB 相似,则有
则
故B错误;
C.由
解得
故C 错误;
D.若再给甲施加一个由O指向A大小为F的作用力,且甲仍位于A点处于静止状态,把细线对甲的拉力 T0 与 F 等效成一个力T,则甲等效受到三个力平衡的矢量三角形与未施加F之前完全相同,且
结合
T0-F=T
综合解得
故D正确。
故选D。
25.(23-24高二上·山西大同云冈区汇林中学·期中)如图所示,两个半径均为的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为,带等量同种电荷,电荷量为,两球间的静电力为下列选项中的哪一个( )
A.等于 B.大于
C.小于 D.等于
【答案】C
【详解】由于两球心间的距离l为球半径的3倍,它们之间的距离并不是很大,所以此时的电荷不能看成是点电荷,由于它们带的是等量同种电荷,由于电荷之间的相互排斥,电荷之间的距离会比3r大,所以此时电荷间的库仑力小于
故选C。
26.(23-24高二上·山西大同·期中)如图所示,在竖直平面内固定一半径为R的均匀带电圆环,质量为m的金属小球(可视为质点)通过长为L的绝缘细线悬挂在圆环的最高点。若圆环、小球带等量同种电荷,发现金属小球在圆环的中轴线上处于平衡状态。下列说法正确的是( )
A.圆环对小球的电场力大小
B.圆环对小球的电场力大小
C.细线中的张力大小
D.细线中的张力大小
【答案】D
【详解】对小球受力分析,由对称性得圆环对小球的电场力沿轴线方向。由力的矢量三角形和几何三角形相似
有
可得
故选D。
27.(23-24高二上·山西大同·期中)许多科学家对物理学的发展做出过巨大贡献,下列说法正确的是( )
A.库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值
B.密立根通过油滴实验测定了元电荷e的数值
C.欧姆最早发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到0
D.安培最早引入了场的概念,并提出用电场线表示电场
【答案】B
【详解】A.库仑用扭科实验探究出点电荷之间的电场力表达式,并未测出静电力常量,故A错误;
B.密立根通过油滴实验测定了元电荷e的数值,故B正确;
C.1911年,奥涅斯发现超导现象,故C错误;
D.法拉第提出“力线”的概念,“场”是麦克斯韦等人完善后形成的概念,故D错误。
故选B。
28.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)在电场中某点放入电荷量为q的正点电荷时测得该点的场强为E,若在同一点放入电荷量为的负点电荷时,则该点的场强( )地 城
考点03
电场强度
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
【答案】C
【详解】某点的电场强度与该点放不放电荷、所放电荷的正负及电荷量多少无关。
故选C。
29.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)如图所示,两点电荷分别固定在M、N两点,其间距为L,M处点电荷带正电,N处点电荷带负电,它们的电荷量关系为,则直线MN上电场强度为零的点( )
A.在直线MN上M点右侧L处 B.在直线MN上M点左侧L处
C.在直线MN上N点左侧处 D.在直线MN上N点右侧处
【答案】B
【详解】AC.在直线MN上电场强度为零的点,M处点电荷和N处点电荷电场强度大小相等,方向相反,合场强为零,则在直线MN上电场强度为零的点不可能在M、N两点间,故AC错误;
BD.由于
因此该点应在M点左侧,设该点到M点的距离为x,则有
解得
故B正确,D错误。
故选B。
30.(24-25高二上·陕西咸阳礼泉县·期中)在一个点电荷Q形成的电场中,建立如图甲所示的Ox坐标轴,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2m和5m。放在A、B两点的试探电荷所受静电力大小跟其电量的关系图像分别如图乙中直线a、b所示。如果放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电,则它们受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同。求:(静电力常量)
(1)B点电场强度的大小和方向;
(2)试判断点电荷Q的电性,并通过计算确定点电荷Q的位置坐标。
【答案】(1),方向沿x轴负方向
(2)负电,
【详解】(1)根据电场强度的定义式可知F-q图像的斜率表示电场强度,则B点的电场强度的大小为
方向沿x轴负方向。
(2)同理可得,A点的电场强度的大小
放在A点的试探电荷带正电,放在B点的试探电荷带负电,它们受到的静电力方向都跟x轴的正方向相同,所以点电荷Q带负电,位置在AB之间,设点电荷距离A为d,则
解得
,
则点电荷Q的位置坐标为
31.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)如图所示,一足够长的轻质绸带放在水平光滑桌面上,绸带上放置A、B两个带等量异种电荷的物块,并处于平行于桌面的电场中,A物块质量大于B物块质量,两物块与绸带间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。若两物块所在区域的电场强度逐渐增大,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A.两物块所受摩擦力的大小总是相等的
B.两物块不可能同时相对绸带滑动
C.A物块不可能相对绸带发生滑动
D.A物块所受摩擦力可能大于B物块所受摩擦力
【答案】ABC
【详解】AD.由于轻质绸带的质量为零,因此其所受合力一定为零。当A、B两物块同时分别受到等大反向且逐渐增大的电场力作用时,轻质绸带所受的物块给它的两个摩擦力一定大小相等,方向相反,则两物块所受摩擦力大小总是相等的,故A正确,D错误;
BC.由于A物块所受最大静摩擦力较大,故B物块先相对绸带运动,A物块不会相对绸带发生滑动,故BC正确。
故选ABC。
32.(24-25高二上·陕西渭南大荔县城郊中学·期中)如图所示,A、B、C、D是正方形的四个顶点,在A点和C点放有电荷量均为q的正电荷,在B点放了某个未知电荷后,恰好D点的电场强度等于0。关于放在B点的电荷,下列说法正确的是( )
A.一定是正电荷 B.一定是负电荷
C.电荷量为 D.电荷量为
【答案】BD
【详解】设若正方形边长为a,A点和C点的正电荷在D点的场强大小均为
A点和C点的正电荷在D点的合场强大小为
方向为BD方向;在B点放了某个未知电荷后,恰好D点的电场强度等于0,可知放在点的电荷在D点的场强方向为DB方向,则放在点的电荷带负电,放在点的电荷在D点的场强大小等于A点和C点在D点的合场强大小,则有
解得
故选BD。
33.(24-25高二上·陕西榆林府谷中学、一中·月考)如图所示,电荷量为的正点电荷和两点均在一条过均匀带电薄板几何中心的垂线上,点电荷与薄板相距与薄板相距均为。若图中点的电场强度为0,静电力常量为,则图中薄板带电情况和点的电场强度的大小正确的是( )
A.带正电,0 B.带负电,
C.带正电, D.带负电,
【答案】D
【详解】点电场强度为0,可判断薄板在点产生的电场强度的方向向左,故薄板带负电。根据对称性,薄板在点产生的电场强度的大小与薄板在点产生的电场强度的大小相等,均为,且薄板在点产生的电场强度的方向向右,与正点电荷在点产生的电场强度叠加得到点电场强度的大小为。
故选D。
34.(23-24高二上·陕西西安交通大学附属中学·期中)如图所示,正六棱柱上下底面的中心为和,、两点分别固定着等量异号的两个点电荷,下列说法正确的是( )
A.点与点的电场强度方向相同
B.点与点的电场强度大小相等
C.点与点的电势差小于点与点的电势差
D.将试探电荷由点沿直线移动到点,其电势能一直增大
【答案】BC
【详解】AB.由等量异种电荷的对称性可知,和电场强度大小相等,和电场强度方向不同,故A错误,B正确
C.由等量异种电荷的电势分布可知
,,
故
故C正确;
D.两电荷在连线上中点K的电场强度如下图所示
由几何条件可知,正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF,则K点的合场强与OF的夹角为锐角,在F点的场强和OF的夹角为钝角,因此将正电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,故D错误;
故选BC。
【点睛】掌握等量异种电荷电场线和等势面分布的特点。根据点电荷场强的特点,判断OF连线上场强方向的变化情况,继而确定电场力做功情况
35.(23-24高二上·陕西西安交通大学附属中学·期中)在科学发展的历程中,许多学者、科学家做出了杰出的贡献,下列关于物理学史和事实的说法正确的是( )
A.库仑通过实验最早测定了元电荷的数值
B.法拉第不仅提出了电场的概念,而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场
C.卡文迪什利用库仑扭秤测出了静电力常量
D.在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
【答案】B
【详解】A.密里根通过实验最早测定了元电荷的数值,A错误;
B.法拉第不仅提出了电场的概念,而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场,B正确;
C.麦克斯韦理论计算出静电力常量,可以通过库仑扭秤测出了静电力常量验证理论值的正确性,C错误;
D.在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,用斜面"冲淡重力"的方法间接实验进行了验证,D错误。
故选B。
36.(23-24高二上·陕西汉中城固县第二中学·期中)如图所示,一个质量为m=0.4kg,带电量为q=2.5×10-3C的半径极小的小球,用绝缘丝线悬挂在某水平匀强电场E中,当小球静止时,测得悬线与竖直方向的夹角为37°,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10N/kg) 试求:
(1)绳上拉力多大;
(2)匀强电场E的大小。
【答案】(1)5N;(2)1.2×103 N/C
【详解】(1)小球处于静止状态,对小球受重力、电场力和绳上的拉力,根据平衡条件,有
(2)根据平衡条件,有
电场力为
代入数据解得
E=1.2×103 N/C
37.(24-25高二上·山西部分重点高中·期中)如图所示,光滑绝缘水平面上固定两电荷量相同的正电荷M、N,O点为两电荷连线的中点,图中的水平虚线为过O点与垂直的线,A、B两点为虚线上的点,且,负的试探电荷由A点静止释放,试探电荷经过A、B两点瞬间加速度大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设ON距离为L,根据电场强度叠加可知,在A点,场强
在B点场强
根据
可知,试探电荷经过A、B两点瞬间加速度大小之比为。
故选B。
38.(24-25高二上·山西太原·期中)等量异种点电荷的电场线和等量同种点电荷的电场线如下图所示,下列选项正确的是( )
A.对于等量异种点电荷,两电荷连线上的电场强度在中点处最大
B.对于等量异种点电荷,两电荷连线中垂线上的电势处处不相等
C.对于等量同种正点电荷,两电荷连线中垂线上关于中点对称的两点,电势相等
D.对于等量同种正点电荷,两电荷连线上关于中点对称的两点,电场强度大小相等、方向相同
【答案】C
【详解】A.电场线密的地方电场强度大,根据等量异种点电荷电场线的分布情况可知,两电荷连线上的电场强度在中点处最小,故A错误;
B.对于等量异种点电荷,两电荷连线中垂线是等势线,中垂线上的电势处处相等,故B错误;
C.根据电场线可知,等量同种正点电荷,两电荷连线中垂线上关于中点对称的两点电势相等,故C正确;
D.根据图像可知,等量同种正点电荷,两电荷连线上关于中点对称的两点,电场强度大小相等、方向相反,故D错误。
故选C。
39.(23-24高二上·山西阳泉第一中学校·期中)如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一质量,电荷量大小液滴,恰好处于静止状态,重力加速度,问:
(1)液滴带何种电荷;
(2)电场强度的大小是多少。
【答案】(1)负电荷;(2)
【详解】(1)液滴受重力和电场力处于静止状态,可知电场力向上,则液滴带负电荷;
(2)根据共点力平衡条件有
解得
40.(23-24高二上·山西太原·期中)如图所示,四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上,正方形边长为a,静电力常量为k,则正方形两条对角线交点处的电场强度( )
A.大小为,方向水平向左 B.大小为,方向水平向左
C.大小为,方向水平向右 D.大小为,方向水平向右
【答案】A
【详解】四个电荷的电荷量相等,两对对角线的电荷都是一对等量异种点电荷,在交点处的电场强度的方向指向负电荷,且大小相等,则合场强的方向水平向左。根据对称性可知,电场强度的大小为
故选A。
41.(23-24高二上·山西运城·期中)如图所示,三个带电量均为q的点电荷,分别位于同一平面内B、C、D三点,位于 B、C两点的电荷带正电,位于D点的电荷带负电,已知AB=AC=AD=L,且BD⊥AC,静电力常量为k,则A点的电场强度的大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】B、D两点的点电荷分别在A点产生的场强均由B指向D,大小均为
C点的点电荷在A点产生的场强由 C指向A,大小为
根据矢量叠加原理可得A点电场强度的大小为
故选C。
42.(23-24高二上·山西大同·期中)(1)如图(a)所示,光滑绝缘水平面上,两个带电小球A、B相距L,置于方向水平的匀强电场中,电荷量的大小均为q,若两个小球均处于静止状态,已知静电力常量为k。求匀强电场的电场强度大小。
(2)如图(b)所示,光滑绝缘水平面上,三个带电小球A、B和C分别位于边长为L的等边三角形的三个顶点上,A、B带负电, 电荷量的大小均为q, C带正电。整个系统置于方向水平的匀强电场中,若三个小球均处于静止状态,已知静电力常量为k。求小球C的电荷量大小和匀强电场的电场强度大小。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)A、B均静止,判断出A带负电,B带正电。根据受力平衡有
匀强电场的电场强度大小为
(2)A、B、C均静止,设C的电荷量为,A和C的水平面内的受力分析如图所示。
由A受力平衡有
可得
由C受力平衡有
匀强电场的电场强度大小
43.(24-25高二上·山西名校·期中)关于静电平衡,下列说法正确的是( )地 城
考点04
静电的防止和利用
A.导体内部的电场强度处处为0 B.导体内的自由电子在发生定向移动
C.导体的外表面没有电荷 D.越尖锐的位置,电荷的密度越小
【答案】A
【详解】A.处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零,故A正确;
B.由于导体内部场强为零,则导体内没有定向移动的自由电子,故B错误;
C.导体的外表面有电荷分布,故C错误;
D.越尖锐的位置,电荷的密度越大,故D错误。
故选A。
44.(23-24高二上·山西太原·期中)山西被称为“中国古代建筑艺术博物馆”,这些建筑大部分都加装了避雷针。雷雨天气时,云层底端带负电,下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,避雷针感应出正电荷
B.避雷针也可以不连接埋在地底的金属板
C.必须有闪电击中避雷针,避雷针才发挥作用
D.避雷针是利用尖端放电的一种设施
【答案】AD
【详解】A.因为云层底端带负电,所以云层靠近避雷针时,避雷针感应出正电荷,故A正确;
B.避雷针的尖端安装在建筑物的顶端,并通过金属线与埋在地下的金属板相连,才能将云层中积聚的电荷导入大地,起到保护作用,故B错误;
C.即使没有闪电击中避雷针,只要带电云层靠近避雷针,避雷针就因静电感应发挥作用,故C错误;
D.避雷针是利用尖端放电来保护建筑物的一种设施,故D正确。
故选AD。
45.(23-24高二上·山西运城·期中)下列关于四幅图像的说法正确的是( )
A.用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上,从而使橡胶棒带正电
B.处于静电平衡状态的导体腔,内表面有电荷,导体壳壁W内电场强度不为0,导体壳内空腔C电场强度为0
C.通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,可分析判断两点电荷是等量异种点电荷
D.避雷针其实不“避雷”,反而是“接雷”,只不过是化弱为强,避免强雷电的破坏
【答案】C
【详解】A.用毛皮摩擦橡胶棒,毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上,从而使橡胶棒带负电,故A 错误;
B.处于静电平衡状态的导体腔,导体壳壁W内电场强度为0,导体壳内空腔C电场强度为0,故B错误;
C.奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况,与等量异种点电荷的电场线分布相似,则两点电荷是等量异种点电荷,故 C正确;
D.避雷针其实不“避雷”,反而是“接雷”,只不过是化强为弱,避免强雷电的破坏,故D错误。
故选C。
46.(23-24高二上·陕西西安西安电子科技中学·期中)在如图所示的实验中,验电器的金属箔片会张开的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.金属网可以屏蔽网外电荷产生的电场,验电器的两金属箔片不带电,不会张开,故A错误;
B.金属网没有接地,网内带电体可以使验电器发生静电感应,使金属箔片张开,故B正确;
CD.金属网接地,网内的带电体对网外无影响,网外的带电体对网内也无影响,不能使验电器发生静电感应现象,金属箔片不能张开,故CD错误。
故选B。
47.(23-24高二上·陕西西安莲湖区·期中)静电学知识在生活中有着广泛的应用,下列有关静电的防护与利用,说法正确的是( )
A.游客旅游遭遇雷电时,可就近在大树下避雷雨
B.电力工人进行高压带电操作时,一定要穿绝缘材料制作的衣服
C.燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比做成球形好
D.印染厂车间内会产生大量的静电,应尽可能保持印染厂车间里的空气干燥
【答案】C
【详解】A.遭遇雷电时,大树相对于环境是较高的物体,容易受到电击,所以不可就近在大树下避雷雨,故A错误;
B.电力工人进行高压带电操作时一定要穿含金属丝的工作服,通过静电屏蔽来防止静电对人体的危害,故B错误;
C.因尖端容易放电,所以燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比做成球形好,故C正确;
D.保持印染厂车间里的空气湿润,避免静电积累带来的潜在危害,故D错误。
故选C。
48.(23-24高二上·陕西学林高中系列联考·期中)关于静电场,以下说法正确的是( )
A.处于静电平衡的导体场强处处为零
B.摩擦起电并不是产生了电荷,只是电荷发生了转移
C.质子、电子等带电荷量绝对值为的粒子叫元电荷
D.电场线是为了形象描述电场而人为引入的,所以电场和电场线都是客观存在的
【答案】B
【详解】A.处于静电平衡的导体内部处处为零,故A错误;
B.摩擦起电并不是产生了电荷,只是电荷发生了转移,故B正确;
C.由元电荷的定义可知,我们将电子或质子所带电量的绝对值称为元电荷,故C错误;
D.电场线是为了形象地描述电场而引入的假想曲线,实际不存在,而电场是实际存在的物质,故D错误。
故选B。
49.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)如图所示,一个方形的金属盒原来不带电,现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在盒子左边附近,达到静电平衡后,盒子内部电场处处为零。则盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】带电量为Q的点电荷在周围空间中产生的电场强度为
方形金属盒达到静电平衡后,盒内合场强为零,所以金属盒上感应电荷在某点处产生的场强大小与点电荷Q在该处产生的电场强度大小相等,感应电荷的电场与点电荷Q的电场的方向相反。
故选C。
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