第九章 静电场及其应用

1、第九章 静电场及其应用一、选择题1通常情况下物体不显电性，这是因为物体内( )。a 没有电子；b 没有质子；c 没有电荷；d 正电荷数与负电荷数相等。2(多选)如图所示，不带电的枕形导体的 a、b 两端各贴有一对金箔。先将一个带有 绝缘棒的带电金属球 c 靠近枕形导体的 a 端，下列说法正确的是( )。a a 端金箔片张开，b 端金箔片不会张开；b 分开 a、b，再拿走 c，则 a、b 均带电；c 分开 a、b，再拿走 c，则 a 带电，b 不带电；d 此过程中，a、b、c 系统的总电荷量保持不变。3(多选)关于元电荷的理解，下列说法正确的是( )。a 实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量

2、，质子的电荷量与电子的电荷量等值 异号；b 元电荷就是一个原子；c 物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍；d 电子的电荷量与电子的质量之比叫电子的比荷。4(多选)关于点电荷的说法，正确的是( )。a 只有圆形的物体才能作为点电荷；b 只有带电体的大小和形状对研究的问题基本没有影响的物体，才可以看成点电荷； c点电荷一定是电荷量很小的电荷；d两个带电的金属小球，不一定能作为电荷集中在球心的点电荷处理。5两个金属小球带有等量同种电荷 q(可视为点电荷)，当这两个球相距为 5r 时，它们 之间相互作用的静电力的大小为( )。a fkq 225r2；b fkq 25r 2；1a ba ba ba bc

3、 fk25qr 22；d无法判断。6(多选)关于库仑定律的公式 fkq q1 2 ，下列说法中正确的是( )。 r 2a 当真空中的两个电荷间的距离 r时，它们之间的静电力 f0；b 当真空中的两个电荷间的距离 r0 时，它们之间的静电力 f；c 两个带电体间的静电力跟它们距离的二次方成反比，这是实验规律，普遍成立；d 当两个点电荷之间的距离 r0 时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不 适用了。7两个相同的带电导体小球带有同种电荷，所带电荷量的比值为 1 3，相距为 r 时库仑力的大小为 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a112f ；1b

4、f ；61c f ；41d f 。38(多选)下列关于电场的叙述正确的是( )。a 两个未接触的电荷发生了相互作用，是电场引起的；b 只有电荷发生相互作用时才产生电场；c 只要有电荷存在，其周围就存在电场；d a 电荷受到 b 电荷的作用，是 b 电荷的电场对 a 电荷的作用。9由电场强度的定义式 efq可知，在电场中的同一点( )。a电场强度 e 跟 f 成正比，跟 q 成反比；b无论试探电荷所带的电荷量如何变化，fq始终不变；c 如果电荷在电场中某点所受的静电力大，则该点的电场强度就强；d 一个小球在 p 点受到的静电力为 0，p 点的场强一定为 0。10(多选)图示为点电荷 q 产生的电

5、场的三条电场线，下面说法正确的是( )。 aq 为负电荷时，e e ；b q 为负电荷时，e e ；c q 为正电荷时，e e ；d q 为正电荷时，e e 。11关于静电场的电场线，下列说法正确的是( )。21 2a 电场强度较大的地方电场线一定较疏；b 沿电场线方向，电场强度一定越来越小；c 沿电场线方向，电场强度可能越来越小；d 电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。12由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为 q 和 q ，其间距离为 r 时，它们之间相互作用力的大小为 fk的基本单位表示，k 的单位应为( )。 akga2m2；q q1 2 ，式中 k 为静电力常量。

6、若用国际单位制 r 2bkga-2m3s-4；ckgm2c-2；dnm2a-2。13直角坐标系 oxy 中，m、n 两点位于 x 轴上，g、h 两 点坐标如图所示。m、n 两点各固定一负点电荷，一电荷量为 q的正点电荷置于 o 点时，g 点处的电场强度恰好为 0。静电力常量用 k 表示。若将该正点电荷移到 g 点，则 h 点处场强的大小和 方向分别是( )。a.3 kq4 a 2，沿 y 轴正向；b.3 kq4 a 2，沿 y 轴负向；c.5kq4 a 2，沿 y 轴正向；d.5kq4 a 2，沿 y 轴负向。二、填空题14图示为课堂上教师做的演示实验，a 为大带电金属球，b 为用绝缘细线连接

7、的小带 电球。(1)当小带电球放在 a 周边的不同位置时，悬线的偏角不同，说 明 带 电 体 激 发 的 电 场 中 的 不 同 位 置 ， 电 场 的 方 向 和 强 弱_；(2)若在电场中同一位置，改变 q 的大小，试探电荷受到的静电力 f 与其电荷量 q 的比值fq_；(3)在电场中不同位置，试探电荷受到的静电力 f 与其电荷量 q 的比值fq_；(4)在电场中同一位置，若改变场源电荷 q 的大小，试探电荷受到的静电力 f 与其电荷3量 q 的比值fq_；(5)这个实验表明，在电场中某点的电场强度跟什么因素有关？_ 三、解答题15已知电子的质量为 9.110-31kg，电子的电荷量为 1

8、.610-19c，电子处于电场强度为 1.5105n/c 的匀强电场中，求电子受到的静电力与重力的比值。(g 取 10 n/kg)16如图所示，三个点电荷 a、b、c 固定在一直线上，a 带正电，电荷量为 q，b 与 c的距离为 a 与 b 的距离的 2 倍，每个电荷所受静电力的合力均为 0，求 b 与 c 的电性及电 荷量的大小。17如图所示，长l1 m 的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37 。已知小球所带电荷量q1.0106c，匀强电场的场强 e3.0103n/c，取重力加速度 g10 m/s2，sin 370.6，c

9、os 370.8，求：(1) 小球所受静电力 f 的大小；(2) 小球的质量 m；(3) 将电场改为竖直向下，大小不变，小球回到最低点时速度的大小。4参考答案一、选择题1d。解析：物体不显电性，是因为构成物质的原子中的正电荷数与负电荷数相等，因此物体 显示中性。2bd。解析：带正电的 c 球靠近枕形导体，导体会发生静电感应，使得靠近 c 的 a 端感应出负电荷，远离 c 的 b 端感应出正电荷，因此两边的金箔片都会张开，a 错误。将 a、b 分开，a、b 都带有电荷，再将 c 拿开，a、b 的电荷跑不掉，b 正确，c 错误。根据电荷守 恒定律，d 正确。3acd。解析：根据元电荷的定义，a 正

10、确，b 错误。元电荷是物体所带电荷量的最小值，因此物体所带电荷量都是元电荷的整数倍，c 正确。比荷的定义就是电荷量与质量之比，d 正确。 4bd。解析：点电荷是一种理想化模型，当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略时，物体就可以看作点电荷，点电荷的电荷量可大可小，因此a、c 错误，b 正确。如果两个金属球比较大，又比较靠近时，两球上的自由电子由于静电感应会移动到导体的两端，因 此 d 正确。5a。解析：根据库仑定律可知，静电力跟两电荷的电荷量乘积成正比，跟距离的二次方成反比，得 fkq 225r2。6ad。解析：库仑定律适用于点电荷，当两电荷间的距离 r0 时，两物体间的距离不再满足

11、远大于物体的线度，不能再看成点电荷，库仑定律就不成立了。7d。解析：开始时两小球间的静电力为 fk3q 2r 2，相同的两球接触后，根据对称性，总电q 2荷量会对半分，每个球的电荷量为 2q，因此 f k ，d 正确。r 258acd。解析：电场是由电荷激发的，电荷间的相互作用是通过电场发生的，只要有电荷存在， 就会激发出电场。一个电荷对另一个电荷的作用是通过它激发的电场发生的。9b。解析：电场强度是表示场的强弱和方向的物理量，只跟场源电荷有关，跟放入其中的试探电荷无关。 efq是场强的定义式，不是决定式。10ac。解析：电场线的疏密表示场的强弱，因此 a 处电场强于 b 处。场源电荷可以是正

12、电荷， 也可以是负电荷，若是正电荷，电场线方向由 a 指向 b。11c。解析：电场强度较大的地方，电场线较密集。沿电场方向，场强可能减小，也可能增大； 若是匀强电场，则不变。带电粒子不一定沿电场线运动。12b。解析：根据单位制，k 的单位为 nm2c-2，而 1 n1 kgms-2，1 c1 as，代入得 k 的单位为 kga-2m3s-4，故答案为 b。13b。解析：因正电荷在 o 点时，g 点的场强为零，则可知两负电荷在 g 点形成的电场的合场强为 e k 合qa2q kq；若将正电荷移到 g 点，则正电荷在 h 点的场强为 e k ，因1 (2a)2 4a2两负电荷在 g 点的场强与在

13、h 点的场强等大反向，则h 点的合场强为 e- e合3kq即 h 点的场强大小为，方向沿 y 轴负向，故选 b。4a 2e -13 kq4 a2，二、填空题14 (1)一般不同；(2)不变；(3)一般不同；(4)改变；(5)场源电荷和场点位置。 三、解答题15 2.61015。解析：电子受到的重力 mg9.110-30n电子受到的静电力 f qe1.610-191.5105 静电力与重力的比值6n2.410-14n23acf fcb3f 2.4 10 -14 2.61015 mg 9.110 -3016b 带负电，电荷量为4q9；c 带正电，电荷量为 4 q。解析：因为只有 a、b 的电性相反

14、时，c 才可能在两者的静电力作用下处于平衡状态，同理，只有 a、b 的电性相同时，b 才可能处于平衡状态，所以 b 带负电，c 带正电。设 a、 b 之间的距离为 r，b 的电荷量为 q ，c 的电荷量为 q ，则 b、c 之间的距离为 2r。研究 c 小球：因为 c 受到 a、b 的静电力大小相等，因此有qqf k 3(3r )2f kbcq q2 3 (2r)2ac bc联立解得： q 2研究 b 小球：4q9f kabq q2r 2q qf k 2 34r 2f fab cb联立解得：q 4q17(1)3.010-3n；(2)4.010-4kg；(3)3.7 m/s。解析：(1)根据电场强