1、第九章 静电场及其应用1.电场线的形状可以用实验来模拟，把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电 场，头发屑就按照电场的方向排列起来，如图所示。关于此实验，下列说法正确的是（）A.a图是模拟两等量同种电荷的电场线B.b图一定是模拟两等量正电荷的电场线C.a图中的A、B应接髙压起电装置的两极D.b图中的A、B应接高压起电装置的两极2.真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F。 用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此 时A、B球间的静电力为( )A. B.C.D.3.A、B在某个点电荷电场中的一根电场线上,在A点处放入一
2、个静止的自由负电荷,它将沿电场线由静止向B点运动,下列判断正确的是( )A.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越小B.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,其加速度大小的变化由题设条件不能确定C.电场线由A指向B,该电荷做匀加速运动D.电场线由B指向A,该电荷做加速运动,加速度越来越大4.如恩所示A、B是两个带异种电荷的小球，其质量分别为，所带电荷量分别为和，A用绝缘细线悬挂于O点，A、B间用绝缘细线相连。整个装置处于水平向左的匀强电场中，平衡时向左偏离竖直方向，向右偏离竖直方向，则可以判定（ ）A. B. C. D.5.春节假期，某同学用易得的材料制作了一个简易的验电器，如图所示。
3、简易的验电器带有正电，它的金属箔片张开某一角度，用另一个有绝缘手柄的导体靠近验电器的金属丝，发现验电器的金属箔片的张角减小，关于导体的带电金属箔片情况，下列说法正确的是（）A.只可能带负电B.只可能带正电C.可能带负电或不带电D.以上说法都不正确6.两金属球球心相距r，r略大于两球半径之和，现让其分別带上异种电荷+Q和-q,则两带电球之间的相互作用力F的大小应满足(k为静电常量)（ ）A. B. C. D.r越小，F越接近于7.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。球2所带电荷量的大小是球1所带电荷量大小的n()倍,球3不带电且离球1和球2很远,此时球
4、1、2之间的引力大小为F。现将球1、2固定,使球3与球2接触,再与球1接触,然后将球3移至远处,此时球1、2之间表现为斥力,大小仍为F。由此可知( )A.B.C.D.8.如图所示为不等量的异种点电荷电场中的电场线分布。两点电荷电荷量相差越大，点电荷附近电场线疏密差别也越大。图中的虚线是两点电荷连线的中垂线，是中垂线上的三点，根据所给的电场线分布图，下列说法正确的是（ ）A. 两点的场强大小相等B. 两点的场强方向均平行于点电荷连线向左C.c点的电场强度比a点的小D.试探电荷在a点受到的电场力小于其在c点受到的电场力9.如图所示，半径为R的导体环的顶端有一宽为的小狭缝A,且满足远远小于R，在导体
5、环上均匀分布着总电荷量为q的负电荷。已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）A.导体环在圆心O处产生的场强大小为，方向由A指向OB.导体环在圆心O处产生的场强大小为，方向由O指向AC.导体环在圆心O处产生的场强大小为，方向由A指向OD.导体环在圆心O处产生的场强大小为，方向由O指向A10.如图所示，空间内存在方向水平向右的匀强电场，一根长为L、不可伸长的绝缘细绳的一端连着一个质量为m、带电荷量为+q的小球，另一端固定于O点。初始时细绳（张紧状态）与电场线平行，由静止释放小球，已知小球摆到最低点的另一侧时，细绳与竖直方向的最大夹角，重力加速度为g，则（ ）A.匀强电场的电场强度大小为B.摆动
6、过程中小球的最大速度为C.摆动过程中小球所受的最大拉力为D.小球经过最低点时的速度为11.如图，质量为m、电荷量为的小球，从地面B点正上方的A点以某一初速度水平抛出，经过时间t后，小球落在地面上的C点，落地时的动能为。若空间增加竖直向下的匀强电场，且场强大小，小球仍以相同的速度从A点抛出，重力加速度为g,则小球（）A. 落地点位于BC中点 B. 落地点位于BC中点的右侧C.落地时动能小于D.在空中运动的时间小于12.如图,绝缘光滑圆环竖直放置, 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点, 连线与竖直方向成60角, 连线与竖直方向成30角,三个小球均处于静止状态.下列说
7、法正确的是( )A. 小球带同种电荷B. 小球带同种电荷, 小球带异种电荷C. 小球电荷量之比为D. 小球电荷量之比为13.由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架如图放置，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡若小球所带电量不变，与移动前相比（ ）AP、Q之间的距离减小 B杆BO对Q的弹力减小C杆AO对P的摩擦力增大 D杆AO对P的弹力减小14.如图所示，两个小球带电后相互排斥，两悬线与竖直方向各有一个夹角，且两球在同一水平面上。则一定能判断出（）A.两球的质量大小关系B.两球带电荷量的大小关系C.两
8、悬线中的拉力大小关系D.两球带同种电荷15.如图所示，将足够长的光滑绝缘斜面固定在水平面上，其倾角大小为，甲、乙两小球（可视为质点）的质量分别为,从斜面足够高的地方无初速释放，释放瞬间两小球之间的距离为d，此时小球乙的加速度为零。当甲、乙两小球的加速度之比为时，两小球之间的距离为。已知小球乙所带电荷量为+q,静电力常量为k，重力加速度为g。(1)小球甲带何种电荷？所带的电荷量为多少？(2) 应为多少？答案以及解析1.答案：C解析：经分析可知，题图a是模拟两异种电荷的电场线，但无法确定它们所带电荷量是否相等，题图a中A、B可接高压起电装置的两极，选项C正确，A错误；同理题图b是模拟两同种电荷的电
9、场线，但同样无法判断它们所带电荷量是否相等，且无法判断电荷的电性，故A、B不可能接高压起电装置的两极，选项BD错误。2.答案：C解析：设A、B两小球开始时的带电荷量均为Q距离为r，用一个不带电的同样小球C先后与A、B两小球接触，与A小球接触后，A、C两小球的带电荷量均为,C再与B小球接觖后，B、C两小球的带电荷量均为,由库仑定律知，接触前A、B两小球间的静电力为,C与A、B两小球接触后A、B两小球间的静电力为,故选项 C 正确。3.答案：B解析：由题意可知,负电荷由静止开始从A运动到B,负电荷所受电场力方向为从A指向B,场强方向与电场力方向相反,即场强方向由B指向A,负电荷从静止开始运动,一定
10、做加速运动,由于电场线的分布情况未知,场强如何变化无法确定, 电场力和加速度如何变化也无法确定,则电荷加速度可能越来越小,也可能越来越大,故B正确,ACD错误。4.答案：C解析：对两小球整体分析，如图所示，根据平衡条件可知，即,而由题中条件无法比较两小球的质量大小，故C正确，ABD错误。5.答案：C解析：验电器原来带正电，金属箔片的张角减小，说明金属丝上的电子移到了验电器的金属箔片上。当导体带负电时可以发生这种现象.当导体不带电时，验电器上的正电荷可以吸引导体上的电子而引起电荷的重新分布，也可以发生这种现象，C正确，ABD错误。6.答案：B解析：由“r略大于两球半径之和”可知，两带电球不能看做
11、点电荷，因而只能利用库仑定律的表达式定性讨论，不能定量计算。由异种电荷相互吸引，可知电荷中心距离小于r，故,B正确，AC错误；r越小，两带电球自身的大小越不可忽略，F越不接近于,D错误。7.答案：A 解析：三个金属小球相同，设球1所带电荷量大小为q，当球3先与球2接触后，球2与球3所带电荷量大小均为；球3再与球1接触后，两球所带电荷量大小均为。由于此时球1、2之间作用力的大小仍为F，根据库仑定律分析可知两球所带电荷量大小的乘积不变，即有，解得,正确答案为A。8.答案：C解析：据题中给的电场线分布图可知a点场强大于b点场强，选项A错误；两点的场强方向均斜向左上方,与点电荷连线不平行，选项B错误；
12、电场线越稀疏的地方，电场强度越弱，故c点的电场强度比a点的小，选项C正确；试探电荷在a点受到的电场力大于其在c点受到的的电场力，选项D错误。9.答案：C解析：该导体环可认为是从封闭导体环上取下宽为的一小段后的部分，对宽为的一小段导体分析，由于远远小于R，因此可视为点电荷，其在圆心O处产生的场强大小为，又因为宽为的一小段导体带负电荷，故场强方向由O指向A。根据对称性知，封闭的导体环在圆心O产生的合场强为0，所以宽为的一小段导体在圆心O处产生的场强与该导体环在圆心O处产生的场强大小相等.方向相反，则导体环在圆心O处产生的场强大小为，方向由A指向O，C正确。10.答案：C解析：设匀强电场的场强为E，
13、根据动能定理，对小球由静止到摆到最低点的另一侧的最高位置的过程，有，解得，A错误。将电场力与重力合成，有合力方向与竖直方向成30角斜向右下，将合力等效成个合场力，找出等效最低点O，处于O点的小球受力分析，如图所示。由几何关系得。根据动能定理研究小球由静止到O点的过程，有,解得，小球在O点时受到的拉力最大，设为，根据牛顿第二定律得，解得，B错误，C正确。小球经过最低点时的速度小于摆动过程中的最大速度,D错误。11.答案：BC解析：若空间增加竖直向下的匀强电场，且场强大小则小球的加速度变为原来的2倍。由公式得，可知当小球的加速度变为原来的2倍时，小球在空中运动的时间变为原来的，由公式，可知小球运动
14、的水平位移变为原来的，故AD错误，B正确,设小球的初动能为，未加电场时，由动能定理可知,加电场后，由动能定理可知，由以上两式可知，加电场后小球落地时动能小于,故C正确。12.答案：BD解析：对c小球受力分析可得, 小球必须带同种电荷,c小球才能保持平衡;对b小球受力分析可得, 小球带异种电荷b小球才能保持平衡,故A项错误，B项正确。.对c小球受力分析,将力正交分解后可得,又,解得,故C选项错误,D选项正确.13.答案：AC解析：开始时小球Q受力如图中实线所示，假设小球户P发生移动时小球Q未发生移动，则由于小球P向左移动一小段距离P、Q间距离增大，根据库仓定律可得P、Q间作用力减小，则小球Q有向
15、下运动的趋势，可得两球再次达到平衡时，小球Q向下 移动一小段距离，小球P对小球Q的作用 力的方向与BO杆间的夹角增大，而小球Q的重力不变，则BO杆对小球Q的弹力增大，两小球之间的库仑力增大，P、Q间的距离减小，A正确，B错误；对小球P受力分析可得AO杆对小球P的摩擦力增大，C正确；将P、Q看成一个整体进行受力分析，可得AO杆对小球P的弹力不变，D错误。14.答案：ACD解析：两球相互排斥，一定带同种电荷，D正确;对左侧小球受力分析，受重力、拉力F和静电斥力F，如图所示，根据平衡条件，有，可得,再对右侧小球受力分析，同理可得，又，,所以, A正确；根据库仑定律的表达式无法判断两球带电荷量的大小关系，B错误；根据, ,其中，可得，C正确。15.答案：(1)正电荷 (2)3:2解析：(1)释放瞬间小球乙的加速度为零，则小球乙沿斜面方向所受合力为零，由力的平衡条件可知小球甲应带正电荷。且小球甲对小球乙的作用力又由库仑定律得，解得小球甲所带的电荷量(2)释放瞬间小球乙受力平衡，小球甲的加速度大于小球乙的加速度，一段时间后，两小球间距离增大，库仑力减小，且小于，小球甲的加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有小球乙的加速度乙方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律有当时，联立解得此时两小球之间的作用力又由库仑定律得，联立解得。
