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甘肃省张掖市高台一中2013-2014学年高二(上)月考物理试卷(9月份)


2013-2014 学年甘肃省张掖市高台一中高二 (上) 月考物理试卷 (9 月份)
一.单选题(每小题 3 分,共 30 分) 1. (3 分) (2013 秋?荆州月考)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看成点电荷 B. 当带电体带电量很小时,可看作点电荷 C. 只有球形带电体,才能可看作点电荷 D. 点电荷是一种理想化模型,实际不存在

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2. (3 分) (2006?北京)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图 表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )

A.

B.

C.

D. 3. (3 分) (2013 秋?合浦县期中)四个塑料小球,A 和 B 互相排斥,B 和 C 互相吸引,C 和 D 互相排斥.如果 D 带正电,则 B 球的带电情况是( ) A. 带正电 B. 带负电 C. 不带电 D. 可能带负电或不带电 4. (3 分) (2013 秋?高台县校级月考)真空中两个固定的相距较近且电性相同的点电荷 A 和 B,现释放 B 且 B 只在 A 的库仑力作用下运动,则 B 在运动过程中受到的库仑力( ) A. 始终保持不变 B.不断增加 C. 不断减小 D. 先增大后减小

5. (3 分) (2012?汕尾校级模拟)A 为已知电场中的一固定点,在 A 点放一电量为 q 的试探电 荷,所受电场力为 F,A 点的场强为 E,则( ) A. 若在 A 点换上﹣q,A 点场强方向发生变化 B. 若在 A 点换上电量为 2q 的试探电荷,A 点的场强将变为 2E C. 若在 A 点移去电荷 q,A 点的场强变为零 D. A 点场强的大小、方向与 q 的大小、正负、有无均无关

6. (3 分) (2005?苏州模拟)如图所示,在正六边形的 a、c 两个顶点上各放一带正电的点电 荷,电量的大小都是 q1,在 b、d 两个顶点上,各放一带负电的点电荷,电量的大小都是 q2, 且 q1>q2.已知六边形中心 O 点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它是哪 一条( )

A.

E1 B .

E2 C .

E3 D . E4

7. (3 分) (2014 春?七里河区校级期末)如图所示,真空中等量异种点电荷放置在 M、N 两 点,在 MN 的连线上有对称点 a、c,MN 连线的中垂线上有对称点 b、d,则下列说法正确的 是( )

A. B. C. D.

a 点场强与 c 点场强一定相同 a 点电势一定小于 c 点电势 负电荷在 c 点电势能一定大于在 a 点电势能 正电荷从 d 点移到 b 点电场力做正功

8. (3 分) (2014 秋?金家庄区校级期中)如图为某一电场的电场线和等势面分布,图中实线 表示电场线,虚线表示等势面,过 a、b 两点的等势面电势分别为 φa=5V,φc=3V 那么 a、c 连线的中点 b 的电势 φb 为( )

A. C.

φb=4V φb<4v

B. φb>4V D. 上述情况都有可能

9. (3 分) (2005?虹口区二模)AB 连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从 A 点处自由释 放,电荷仅在力作用下沿电场线从 A 点到 B 点运动过程中的速度图象如图所示,比较 A、B 两点电势 φ 的高低和场强 E 的大小,下列说法中正确的是( )

A. φA>φB,EA>EB B. φA<φB,EA<EB

φA>φB,EA<EB C. φA<φB,EA>EB D.

10. (3 分) (2013 秋?高台县校级月考)如图所示,虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势而, 它们的电势关系为 φa>φb>φc,一带电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线 KLMN 所示, 则( )

A. B. C. D.

粒子带负电 粒子从 L 到 M 的过程中,动能减少 粒子从 K 到 N 的过程,电势能不变 粒子从 K 到 N 的过程,机械能减少

二.多选题(每小题 3 分,全对得 3 分,漏选的得 1 分,共 12 分) 11. (3 分) (2010 秋?杨浦区校级期末)下列各量中,与检验电荷无关的物理量是( A. 电场力 F B.电场强度 EC. 电势差 U D. 电场做的功 W



12. (3 分) (2014 秋?高台县校级月考)关于电场中场强和电势的关系,下列说法正确的是( ) A. 用库仑定律计算两带电金属球之间的静电力时,r 一定是两球心间距 B. 试探电荷在电场中某处所受静电力大,场强不一定大 C. 在应用公式 U=Ed 时 d 可能比初、末位置的间距大 D. 处于静电平衡的导体,导体内部的场强一定为零 13. (3 分) (2014 秋?思南县校级期中)两个带有电荷量的绝对值分别为 Q 和 4Q 的相同金属 小球 A 和 B(均可视为点电荷) ,固定在相距为 r 处,库仑力为 F1,现用与 A、B 完全相同的 不带电的金属小球 C,先后接触 A、B 两球后库仑力大小为 F2,则 F1:F2 为( ) A. 4:9 B.8:9 C. 32:7D . 32:9

14. (3 分) (2014?德庆县一模)在真空中,电量为 q1 的点电荷产生的电场中有一点 P,P 点 与 q1 的距离为 r,把一个电量为 q2 的实验电荷 放在 P 点,它受的静电力为 F,则 P 点电场强度的大小等于( ) A. B. C. D.

三.填空题(每空 2 分,共 20 分) 15. (4 分) (2014 秋?吴兴区校级期中)两点电荷间距离为 r 时,相互作用力为 F,当距离变 为 时,它们之间相互作用力为 荷的电量可同时为原来的 F,为使作用力仍为 F,则两点电 倍.

16. (4 分) (2014 秋?高台县校级月考)在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A,当一个﹣q 的检 验电荷从电场的无限远处移到电场中的 A 点时, 静电力做功为+W, 则检验电荷在 A 点的电势 能和电势分别为 、 . 17. (6 分) (2014 秋?思南县校级期中)匀强电场中 A、B 两点间距为 2cm,两点连线与电场 方向成 60°角,将一电荷量为﹣2×10 C 的电荷由 A 点移到 B 点,其电势能增加了 1×10 J, 则静电力做的功为 J,A、B 两点间的电势差为 V,电场强度的大小为 V/m.
﹣5 ﹣4

18. (6 分) (2014 秋?思南县校级期中)长为 L 的金属杆原来不带电,在距其左端 r 处放一个 电荷量为 q 的点电荷,则金属杆中点处的场强为 ,金属杆上的感应电荷在杆中点 处产生的场强大小为 ,方 向向 .

四.计算题(19、 20、21 每小题 9 分,22 小题 11 分,共 38 分) 19. (9 分) (2013 秋?荆州月考)某电场中有 A、B、C 三点,三点的电势分别是 φA=5V,φB= ﹣6 ﹣2V,φC=0,现有一电荷量 q=﹣6×10 C 的点电荷 P,求: ①该点电荷在 A、B、C 三点的电势能各为多大? ②若将 P 从 A 移到 B,则静电力做功多少?电势能变化了多少? ③若将 P 从 B 移到 C,则静电力做功多少?电势能变化了多少? 20. (9 分) (2013 秋?兴庆区校级期中)如图所示为匀强电场中的一组等势面,若 A、B、C、 D 相邻两点间的距离都是 2cm,P 点到 A 点距离为 1.4cm,e=﹣1.6×10 小与方向;②P 点的电势;③电子在 P 点的电势能.
﹣19

C.求:①场强的大

21. (9 分) (2013 秋?高台县校级月考)如图所示,在光滑绝缘竖直细杆上,套有一小孔的带 电小球,小球质量为 m,带电荷量为﹣q,杆与以正电荷 Q 为圆心的某一圆周交于 BC 两点,

小球从 A 点无初速释放,AB=BC=h,小球滑到 B 点时速度大小为 求: ①AB 两点间的电势差; ②AC 两点间的电势差; ③小球滑到 C 点时速度的大小.

,已知 q 远小于 Q,

22. (11 分) (2013 秋?高台县校级月考)一根长为 L 的丝线吊着一质量为 m 的带电小球静止 场强大小为 E、方向水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成 37°角, (重力加速度为 g, sin37°=0.6,cos37°=0.8) ,求: ①小球的带电性质; ②小球的带电量; ③现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,求小 球经过最低点时的速度和丝线的拉力.

2013-2014 学年甘肃省张掖市高台一中高二(上)月考物 理试卷(9 月份)
参考答案与试题解析

一.单选题(每小题 3 分,共 30 分) 1. (3 分) (2013 秋?荆州月考)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看成点电荷 B. 当带电体带电量很小时,可看作点电荷 C. 只有球形带电体,才能可看作点电荷 D. 点电荷是一种理想化模型,实际不存在 考点: 元电荷、点电荷. 专题: 电场力与电势的性质专题.
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分析: 当电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略,电荷量对原来的电场 不会产生影响的时候,该电荷就可以看做点电荷,根据点电荷的条件分析可以得出结论. 解答: 解:ABC、电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时,就可以看 成是点电荷,并不是只有体积很小的带电体才能看作点电荷,也不是带电体带电量很小时, 当然不一定只有球形带电体,才能可看作点电荷,所以 ABC 错误; D、当两个带电体的形状大小对它们间相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电 荷,是一种理想化模型,实际不存在,所以 D 正确. 故选:D. 点评: 本题是基础的题目,考查的就是学生对基本内容的掌握的情况,在平时要注意多积 累. 2. (3 分) (2006?北京)使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.下列各图 表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是( )

A.

B.

C.

D. 考点: 电荷守恒定律. 分析: 当带电金属球靠近不带电的验电器时,由于电荷间的相互作用,而使电荷发生了移 动从而使箔片带电. 解答: 解:由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;故验电器的上端应带上与小球异 号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷; 故只有 B 符合条件. 故选 B. 点评: 本题根据电荷间的相互作用,应明确同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
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3. (3 分) (2013 秋?合浦县期中)四个塑料小球,A 和 B 互相排斥,B 和 C 互相吸引,C 和 D 互相排斥.如果 D 带正电,则 B 球的带电情况是( ) A. 带正电 B. 带负电 C. 不带电 D. 可能带负电或不带电 考点: 专题: 分析: 解答: 库仑定律. 电场力与电势的性质专题. 根据电荷间的相互作用规律分析:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 解:由于 D 带正电,C 和 D 互相排斥,故 C 带正电,
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而 B 和 C 互相吸引,则 B 带负电,也可能不带电; A 和 B 互相排斥,则说明 B 一定带负电, 故 B 正确,ACD 错误. 故选:B. 点评: 本题考查了利用电荷间的相互作用规律判断物体带电情况,要特别注意的是:若两 个物体相互吸引时,两个物体可能带异种电荷;也可能一个带电,另一个不带电. 4. (3 分) (2013 秋?高台县校级月考)真空中两个固定的相距较近且电性相同的点电荷 A 和 B,现释放 B 且 B 只在 A 的库仑力作用下运动,则 B 在运动过程中受到的库仑力( ) A. 始终保持不变 B.不断增加 C. 不断减小 D. 先增大后减小

考点: 库仑定律. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 本题比较简单,由题可知小球受斥力,距离越来越远,因此直接利用库仑定律公式 即可求解. 解答: 解:带电相同的小球受斥力作用,因此距离越来越远,由于电量保持不变,根据
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可知距离增大,电场力将逐渐减小,故 ABD 错误,C 正确. 故选:C. 点评: 对于库仑定律公式 ,要明确其使用条件和各个物理量的含义.

5. (3 分) (2012?汕尾校级模拟)A 为已知电场中的一固定点,在 A 点放一电量为 q 的试探电 荷,所受电场力为 F,A 点的场强为 E,则( ) A. 若在 A 点换上﹣q,A 点场强方向发生变化 B. 若在 A 点换上电量为 2q 的试探电荷,A 点的场强将变为 2E C. 若在 A 点移去电荷 q,A 点的场强变为零 D. A 点场强的大小、方向与 q 的大小、正负、有无均无关 考点: 电场强度. 分析: 电场强度为电场本身的性质,其大小及方向与试探电荷的电量及电性无关.
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解答: 解:电场强度 E= 是通过比值定义法得出的,其大小及方向与试探电荷无关;故放 入任何电荷时电场强度的方向大小均不变,故 ABC 均错误; 故选:D. 点评: 比值定义法是物理学中常用方法,但要注意所定义的量不一定与式中的物理有比例 关系. 6. (3 分 ) (2005?苏州模拟)如图所示,在正六边形的 a、c 两个顶点上各放一带正电的点电 荷,电量的大小都是 q1,在 b、d 两个顶点上,各放一带负电的点电荷,电量的大小都是 q2,

且 q1>q2.已知六边形中心 O 点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示,它是哪 一条( )

A.

E1 B .

E2 C .

E3 D . E4

考点: 电场的叠加;电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 图中点 O 的电场强度等于四个点电荷分别单独存在时在 O 点产生场强的矢量和,根 据平行四边形定则两两合成即可. 解答: 解:由于 q1>q2,a、d 两点电荷在 O 点的合场强水平向右,b、c 两点电荷的合场强 指向左下,但这个向左的分量没有 a 与 d 两点电荷在 O 点的合场强强,所以总的场强指向右 下; 故选 B. 点评: 本题是电场叠加的问题,关键是要明确空间某点的电场强度等于各个点电荷分别单 独存在时在该点产生场强的矢量和;同是要注意两两合成的先后顺序,尽量简化问题.
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7. (3 分) (2014 春?七里河区校级期末)如图所示,真空中等量异种点电荷放置在 M、N 两 点,在 MN 的连线上有对称点 a、c,MN 连线的中垂线上有对称点 b、d,则下列说法正确的 是( )

A. B. C. D.

a 点场强与 c 点场强一定相同 a 点电势一定小于 c 点电势 负电荷在 c 点电势能一定大于在 a 点电势能 正电荷从 d 点移到 b 点电场力做正功

考点: 电势能;电场强度;电势. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 本题考查了等量异种电荷周围电场分布情况:在如图所示的电场中,等量异种电荷 MN 之间的电场方向是相同的,由 M 指向 N 或由 N 指向 M;MN 中垂线上的电场强度、电势 关于 O 点对称,Ob 电场方向沿 Ob 连线向上,Od 电场方向沿 Od 方向向下,O 点是中垂线上 电势最高的点.bd 是一条等势线. 解答: 解:A、由于 M、N 是等量异种电荷,电场线由正电荷出发终止于负电荷,MN 之间 的电场方向相同,由于 a、c 关于 O 点对称,因此大小也相同,所以 a 点场强与 c 点场强一定 相同,故 A 正确; B、由于 M、N 电性不确定,因此电场线方向不确定,所以 a 点电势和 c 点电势大小关系无法 判定,故 B 错误;
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C、由于 a、c 两点的电势高低无法确定,因此负电荷在 a、c 两点的电势能大小也无法确定, 故 C 错误; D、b、d 两点电势相等,因此电荷从 d 点移到 b 点电场力不做功,故 D 错误. 故选 A. 点评: 等量同种、等量异种电荷周围的电场分布情况是考查的重点,要结合电场强度、电 势、电势能等概念充分理解等量同种、等量异种电荷周围的电场特点. 8. (3 分) (2014 秋?金家庄区校级期中)如图为某一电场的电场线和等势面分布,图中实线 表示电场线,虚线表示等势面,过 a、b 两点的等势面电势分别为 φa=5V,φc=3V 那么 a、c 连线的中点 b 的电势 φb 为( )

A. C.

φb=4V φb<4v

B. φb>4V D. 上述情况都有可能

考点: 电场线;电场强度;电势. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 由图看出,ab 段电场线比 bc 段电场线密,ab 段场强较大,根据公式 U=Ed 定性分析 a、b 间与 b、c 间电势差的大小,再求解中点 b 的电势 φb. 解答: 解:由图看出,ab 段电场线比 bc 段电场线密,ab 段场强较大,根据公式 U=Ed 可知,
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a、b 间电势差 Uab 大于 b、c 间电势差 Ubc,即 φa﹣φb>φb﹣φc,得到 φb<

=4V.

故选 C 点评: 本题的关键是运用匀强电场中场强与电势差的公式定性分析电势差的大小.常规题. 9. (3 分) (2005?虹口区二模)AB 连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从 A 点处自由释 放,电荷仅在力作用下沿电场线从 A 点到 B 点运动过程中的速度图象如图所示,比较 A、B 两点电势 φ 的高低和场强 E 的大小,下列说法中正确的是( )

A. φA>φB,EA>EB B. φA<φB,EA<EB

φA>φB,EA<EB C. φA<φB,EA>EB D.

考点: 电场线;时间与时刻;匀速直线运动及其公式、图像;匀变速直线运动的图像. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 从速度时间图线得到正点电荷做加速运动,加速度逐渐变小,根据牛顿第二定律得 到电场力的变化情况.
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解答: 解:从速度时间图线得到正点电荷做加速运动,加速度逐渐变小,故电场力向右, 且不断变小, 故 A 点的电场强度较大,故 EA>EB; 正电荷受到的电场力与场强方向相同,故场强向右,沿场强方向,电势变小,故 A 点电势较 大,即 φA>φB; 故选 A. 点评: 本题关键通过速度时间图象得到物体的速度变化情况和加速度变化情况,然后判断 场强方向和电势大小. 10. (3 分) (2013 秋?高台县校级月考)如图所示,虚线 a、b 和 c 是某静电场中的三个等势而, 它们的电势关系为 φa>φb>φc,一带电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线 KLMN 所示, 则( )

A. B. C. D.

粒子带负电 粒子从 L 到 M 的过程中,动能减少 粒子从 K 到 N 的过程,电势能不变 粒子从 K 到 N 的过程,机械能减少

考点: 电势;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 根据电势的高低确定电场强度的方向,从而确定电场力的方向,根据电场力做功比 较动能的大小和电势能的大小.
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解答: 解:A、C、φa>φb>φc.知电场强度方向 a 指向 c,则电场力方向由内指向外,场 源电荷带正电,由运动轨迹可知,粒子带正电,故 A 错误; B、正电的粒子 从 L 到 M 的过程中,电场力先做负功,后做正功,则动能先减小后,增大, 故 B 错误; C、正电的粒子从 K 到 N 的过程,电场力先做负功后做正功,电势先增加后减小,最终不变, 故 C 正确. D、正电的粒子从 K 到 N 的过程中,因电势能不变,则机械能不变.故 D 错误. 故选:C. 点评: 解决本题的关键知道电势的高低与电场强度的关系,以及知道电场力做功与电势能 的关系. 二.多选题(每小题 3 分,全对得 3 分,漏选的得 1 分,共 12 分) 11. (3 分) (2010 秋?杨浦区校级期末)下列各量中,与检验电荷无关的物理量是( A. 电场力 F B.电场强度 EC. 电势差 U D. 电场做的功 W



考点: 电场强度;电势差.

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专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 本题考查了对电场中几个概念的理解情况,物理中有很多物理量是采用比值法定义 的,要正确理解比值定义法的含义. 解答: 解:A、电场力 F=qE,知电场力与检验电荷有关.故 A 错误. B、电场强度的大小由电场本身的性质决定,与检验电荷的电量无关.故 B 正确. C、电场中两点间电势差由电场中两点的电势决定,电势与检验电荷无关,所以电势差与检验 电荷无关.故 C 正确. D、电场力做功 W=qU,知电场力做功与检验电荷的电量有关.故 D 错误. 故选 BC. 点评: 对于物理中各个物理量要明确其确切含义,以及其定义式和决定式的不同,这要在 学习中不断的总结和积累. 12. (3 分) (2014 秋?高台县校级月考)关于电场中场强和电势的关系,下列说法正确 的是( ) A. 用库仑定律计算两带电金属球之间的静电力时,r 一定是两球心间距 B. 试探电荷在电场中某处所受静电力大,场强不一定大 C. 在应用公式 U=Ed 时 d 可能比初、末位置的间距大 D. 处于静电平衡的导体,导体内部的场强一定为零 考点: 电场强度;电势. 专题: 电场力与电势的性质专题.
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分析: 库仑定律适用条件是真空中两个点电荷间静电力的计算.场强的定义式 E= .匀强 电场中场强与电势差的关系式是 U=Ed,d 是两点沿电场强度方向的距离.处于静电平衡的导 体,导体内部的场强一定为零.根据这些知识进行分析. 解答: 解: A、库仑定律适用条件是真空中两个点电荷间静电力的计算,所以用库仑定律计算两带电金属 球之间的静电力时,r 不一定是两球心间距,故 A 错误. B、场强的定义式 E= ,试探电荷在电场中某处所受静电力大,E 不一定大,还 q 的大小有关, 故 B 正确. C、匀强电场中场强与电势差的关系式是 U=Ed,d 是两点沿电场强度方向的距离,所以 d 不 可能比初、末位置的间距大,故 C 错误. D、根据静电平衡导体的特点可知,处于静电平衡时,导体内部的场强一定为零,故 D 正确. 故选:BD 点评: 解决本题关键要正确理解电场中各个公式的适用条件,公式中各个物理量的准确含 义,知道静电平衡导体的特点. 13. (3 分) (2014 秋?思南县校级期中)两个带有电荷量的绝对值分别为 Q 和 4Q 的相同金属 小球 A 和 B(均可视为点电荷) ,固定在相距为 r 处,库仑力为 F1,现用与 A、B 完全相同的 不带电的金属小球 C,先后接触 A、B 两球后库仑力大小为 F2,则 F1:F2 为( ) A. 4:9 B.8:9 C. 32:7D. 32:9

考点: 库仑定律. 专题: 电场力与电势的性质专 题. 分析: 完全相同的带电小球接触时,若是同种电荷则将总电量平分,若是异种电荷则先中 和然后将剩余电量平分,然后依据库仑定律求解即可.
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解答: 解:若小球 A 和 B 为同种电荷,不妨设 为正电荷,由库仑定律 F1= 当小球 C 和 A 接触后,A 球带电为 ,再和 B 球接触时,总电量平分后 B 球带电为 Q,因此 此时:

所以

若小球 A 和 B 为异种电荷,不妨设 A 为+Q、B 为﹣4Q,由库仑定律 F1= 当小球 C 和 A 接触后,A 球带电为 ,再和 B 球接触时,先中和后总电量为 B 球带电为 Q,因此此时: ,故平分后

所以 故 CD 正确,AB 错误, 故选:CD. 点评: 完全相同的带电小球接触时,对于电量的重新分配规律要明确,然后正确利用库仑 定律求解. 14. (3 分) (2014?德庆县一模)在真空中,电量为 q1 的点电荷产生的电场中有一点 P,P 点 与 q1 的距离为 r,把一个电量为 q2 的实验电荷 放在 P 点,它受的静电力为 F,则 P 点电场强度的大小等于( ) A. B. C. D.

考点: 电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题.
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分析: 电量为 q1 的点电荷场源电荷,在 P 点产生的电场强度的大小根据公式 E=k

可以确

定. 电量为 q2 的实验电荷在 P 点所受的电静电力为 F, 根据电场强度的定义式 E=

也可以确

定 P 点电场强度的大小. 解答: 解: A、B 电量为 q2 的实验电荷在 P 点所受的电静电力为 F,根据电场强度的定义式得到:P 点电 场强度的大小 E= .故 A 错误,B 正确.

C、D 电量为 q1 的点电荷场源电荷,在 P 点产生的电场强度的大小为 E=k 错误. 故选 BC 点评: 本题考查了电场强度的两个 公式:E= ,E=k

.故 C 正确,D

,q 是试探电荷,Q 是场源电荷.

三.填空题(每空 2 分,共 20 分) 15. (4 分) (2014 秋?吴兴区校级期中)两点电荷间距离为 r 时,相互作用力为 F,当距离变 为 时,它们之间相互作用力为 则两点电荷的电量可同时为原来的 4 F,为使作用力仍为 F, 倍.

考点: 库仑定律. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 本题考查了应用库仑定律公式解题能力,对题目中叙述的两种状态分别依据库仑定 律公式列方程,即可求解结果.
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解答: 解:变化之前根据库仑定律有:F=



变化之后有:F′=

解得:F′=4F 为使作用力仍为 F,则:

即两点电荷的电量可同时为原来的

故答案为:4, 点评: 本题考查库仑定律的直接应用,只需注意数值的变化即可顺利求出,属于简单基础 题目. 16. (4 分) (2014 秋?高台县校级月考)在点电荷 Q 形成的电场中有一点 A,当一个﹣q 的检 验电荷从电场的无限远处移到电场中的 A 点时, 静电力做功为+W, 则检验电荷在 A 点的电势 能和电势分别为 ﹣W 、 .

考点: 电势能;电势. 专题: 电磁学. 分析: 根据静电力做功多少,电荷的电势能就减小多少,分析检验电荷在 A 点与无限远间
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电势能的变化量,确定电荷在 A 点的电势能,由公式 φA=

求解 A 点的电势.

解答: 解:检验电荷﹣q 从电场的无限远处被移到电场中的 A 点时,静电力做的功为+W, 则电荷的电势能减小+W,而电荷在无限处电势能为零,则电 荷在 A 点的电势能为 EA=﹣W, A 点的电势 φA= = = .

故答案为:﹣W; . 点评: 电场中求解电势、电势能,往往先求出电势能改变量、该点与零电势的电势差,再 求解电势和电势能.公式 φA= 一般代入符号计算.

17. (6 分) (2014 秋?思南县校级期中)匀强电场中 A、B 两点间距为 2cm,两点连线与电场 方向成 60°角,将一电荷量为﹣2×10 C 的电荷由 A 点移到 B 点,其电势能增加了 1×10 J, ﹣4 则静电力做的功为 ﹣1×10 J,A、B 两点间的电 势差为 5 V,电场强度的大小为 2 5×10 V/m.
﹣5 ﹣4

考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电场强度;电势. 专题: 电场力与电势的性质专题.

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分析: 根据电势能变化和电场力做功的关系, 电势能增加多少, 电场力做负功多少. 由 U= 求解电势差,由 U=Ed 求解电场强度 E. 解答: 解: 因为电荷由 A 移到 B 的过程中, 电势能增加了 1×10 J, 所以静电力做的功为 W= ﹣4 ﹣1×10 J.
﹣4

A、B 两点间的电势差:UAB=

=

V=5V. cos60°

又因为在匀强电场中 U=Ed,所以有:UAB=E 则:E=
﹣4

V/m=5×10 V/m
2

2

故答案为:1×10 ;5;5×10 点评: 本题考查电场力做功与电势能变化的关系、电势差与场强的关系,都是电场中的基 本知识,要加强学习,熟练掌握. 18. (6 分) (2014 秋?思南县校级期中)长为 L 的金属杆原来不带电,在距其左端 r 处放一个 电荷量为 q 的点电荷,则金属杆中点处的场强为 ,金属杆上的

感应电荷在杆中点处产生的场强大小为

,方向向

水平向左 .

考点: 静电场中的导体;电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 物体带电有接触起电,有感应带电,有摩擦起电.对于感应带电,是利用同种电荷 相互排斥,异种电荷相互吸引的原理. 解答: 解:在距其左端 r 处放一个电荷量为 q 的点电荷,则金属杆中点处的场强为
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E=



当水平导体棒当达到静电平衡后, 棒上感应电荷在棒内距离左端 处产生的场强大小与一带电 量为 q 的点电荷在该处产生的电场强度大小相等, 则有:E=

由于该处的电场强度为零,所以方向与一带电量为 Q 的点电荷在该处产生的电场强度的方向 相反,即水平向左 故答案为: ; ;水平向左.

点评: 感应带电的本质是电荷的转移;当金属导体处于电场时出现静电平衡现象. 四.计算题(19、20、21 每小题 9 分,22 小题 11 分,共 38 分)

19. (9 分) (2013 秋?荆州月考)某电场中有 A、B、C 三点,三点的电势分别是 φA=5V,φB= ﹣6 ﹣2V,φC=0,现有一电荷量 q=﹣6×10 C 的点电荷 P,求: ①该点电荷在 A、B、C 三点的电势能各为多大? ②若将 P 从 A 移到 B,则静电力做功多少?电势能变化了多少? ③若将 P 从 B 移到 C,则静电力做功多少?电势能变化了多少? 考点: 电势差与电场强度的关系;电势;电势能. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 根据 A、B、C 三点电势高低,可判断出电场线的方向.根据公式 W=qU 求出电场力 做功.根据电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增大,分析电势能的变化. 解答: 解:①由题可知电势 φA>φC>φB,而沿电场线的方向电势降低.则电场线的方向 由 A 指向 B.
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点 A 的电势能为:EPA=qφA=﹣6×10 C×5V=﹣3×10 J ﹣6 ﹣5 点 B 的电势能为:EPB=qφB=﹣6×10 C×(﹣2)V=﹣1.2×10 J ﹣6 点 C 的电势能为:EPC=qφC=﹣6×10 C×0V=0 ②AB 两点间电势差 U1=φA ﹣φB=7V,负电荷受电场力的方向由 B 指向 A,电荷从 A 移到 B 点的过程中,电场力做负功,电荷的电势能增大. W1=U1q=7V×(﹣6×10 C)=﹣4.2×10 J,电势能增大了 4.2×10 J ③BC 两点间电势差 U2=φB﹣φC=﹣2V, 负电荷受电场力的方向由 B 指向 C, 电荷从 B 移到 C 点的过程中,电场力做正功,电荷的电势能减小. W2=U2q=﹣2V×(﹣6×10 C)=1. 2×10 J,电势能减小了 1.2×10 J. ﹣5 ﹣5 答:①该点电荷在 A、B、C 三点的电势能分别为﹣3×10 J、﹣1.2×10 J、0; ﹣5 ﹣5 ②若将 P 从 A 移到 B,则静电力做功﹣4.2×10 J,电势能增大了 4.2×10 J; ﹣5 ﹣5 ③若将 P 从 B 移到 C,则静电力做功 1.2×10 J,电势能减小了 1.2×10 J. 点评: 对于电场力做功的计算, 可以先判断正负, 后计算功的大小, 也根据公式 WAB=qUAB , 将电荷量 q、电势差 UAB 的符号一并代入计算,根据 WAB 的正负判断电场力做功的正负. 20. (9 分) (2013 秋?兴庆区校级期中)如图所示为匀强电场中的一组等势面,若 A、B、C、 D 相邻两点间的距离都是 2cm,P 点到 A 点距离为 1.4cm,e=﹣1.6×10 小与方向;②P 点的电势;③电子在 P 点的电势能.
﹣19 ﹣6 ﹣5 ﹣5 ﹣6 ﹣5 ﹣5

﹣6

﹣5

C.求:①场强的大

考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电势. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: ①电场线与等势线垂直,并且由高电势指向低电势,即可判断场强的方向.由公式
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E= 求解场强的大小; ②PB 间的电势差等于 P 点的电势,由 U=Ed 公式求出 P 点的电势; ③电子在 P 点的电势能 E p=φpq,注意 q=﹣1.6×10 解答: 解:①场强的大小 E= = =
﹣19

J. V/m=100V/m

根据电场线与等势线垂直,并且由高电势指向低电势,可知,场强 E 的方向垂直等势面与 AD 夹 60°角向左上,如图. ②P 点的电势 φp=﹣Exsin30°=﹣100×0.6×sin30°V=﹣0.3V ③电子在 P 点的电势能: Ep=φpq=(﹣0.3)×(﹣1.6×10 )J=4.8×10 J 答: ①场强的大小为 100V/m,方向垂直等势面与 AD 夹 60°角向左上; ②P 点的电势为﹣0.3V; ③电子在 P 点的电势能为 4.8×10
﹣18 ﹣19 ﹣18

J.

点评: 解决本题关键要理解电场线与等势线、场强与电势差的关系、电势与电势能的关系 等基本关系,注意公式 Ep=φpq 运用时各量要代入符号. 21. (9 分) (2013 秋?高台县校级月考)如图所示,在光滑绝缘竖直细杆上,套有一小孔的带 电小球,小球质量为 m,带电荷量为﹣q,杆与以正电荷 Q 为圆心的某一圆周交于 BC 两点, 小球从 A 点无初速释放,AB=BC=h,小球滑到 B 点时速度大小为 求: ①AB 两点间的电势差; ②AC 两点间的电势差; ③小球滑到 C 点时速度的大小. ,已知 q 远小于 Q,

考点: 电势差与电场强度的关系;电势差. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: 小球由 A 到 B 重力和电场力做功,由动能定理求得小球从 A 点到 B 点的过程中电场 力做的 功, 进一步得到 AB 间的电势差; 由题, B、 C 两点在以正电荷 Q 为圆心的同一圆周上, 电势相等,小球从 B 运动到 C 过程,电场力做功为零,根据动能定理研究小球从 A 运动到 B 的过程,求出电场力所做的功,进而求出 AC 间的电势差;进一步得到 C 点 的速度. 解答: 解: (1)小球由 A 到 B 重力和电场力做功,由动能定理得
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mgh+WAB= mv ﹣0

2

代入数据解得 WAB= mgh 故 AB 两点间的电势差为:

(2)由电势差的定义得: UAC=UAB= 代入数据解得: UAC= (3)小球由 A 到 C 由动能定理得 2mgh+WAB= mvc ﹣0 代入数据解得: vC= 答: (1)AB 两点间的电势差为 (2)A、C 两点间的电势差为 ; ;
2

(3)小球下滑到 C 点时速度大小为 . 点评: 电势差是表示电场的能的性质的物理量,与电场力做 功有关,常常应用动能定理求 解电势差. 22. (11 分) (2013 秋?高台县校级月考)一根长为 L 的丝线吊着一质量为 m 的带电小球静止 场强大小为 E、方向水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成 37°角, (重力加速度为 g, sin37°=0.6,cos37°=0.8) ,求: ①小球的带电性质; ②小球的带电量; ③现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,求小 球经过最低点时的速度和丝线 的拉力.

考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;物体的弹性和弹力;电场强度. 专题: 电场力与电势的性质专题. 分析: ①以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,判断出电场力方向,即可判断小 球的电性.
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②根据平衡条件和电场力公式 F=qE 结合,即可求得小球的带电量. ③将该电场方向变为向下但大小不变,小球所受的电场力方向也将变到向下方向,小球开始 向下摆动,根据动能定理求解经过最低点时的速度.在最低点,由牛顿第二定律求解细线的 拉力. 解答: 解:①由平衡条件可判断小球一定受水平向右的电场力,电场力与电场强度方向相 同,故小球带正电.

②小球的受力示意图如上所示,根据平衡条件得:qE=mgtan37°① 得 q= =

③将该电场方向变为向下但大小不变,小球所受的电场力方向也将变到向下方向,小球开始 向下摆动,根据动能定理得: (mg+qE)L(1﹣cos37°)= ②

由①②解得:小球经过最低点时的速度 v= ③ 在最低点,由细线的拉力和重力、电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得: T﹣mg﹣qE=m 由③④解得:T= 答: ①小球带正电. ②小球的带电量为 ; ④ mg

③现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,小球 经过最低点时的速度为 ,丝线的拉力为 mg.

点评: 带电体在电场中平衡问题,当力学问题去处理,分析受力,作出力图是关键.对于 圆周运动,运用动能定理和牛顿第二定律结合,研究细线的拉力是常用的思路.


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