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1、第十章 静电场中的能量 单元卷一、选择题1.请用学过的电学知识判断，下列说法正确的是( )A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.高压输电线上方还有两根导线，可以起到防雷作用D.打雷时，待在汽车里比待在木屋里要安全2.静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害.因此我们在应用静电的同时也要注意防止，下列生活情境中，利用了静电屏蔽原理的是( )A.静电复印机B.燃气灶上电子点火器的针头电极C.超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝D.雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观3.如图所示，将悬挂在绝缘细线上的带正电的金属小球A放在不带电的金
2、属空心球C内（始终不与球接触），现将一个悬挂在绝缘细线上的带正电的小球B放在C附近，在小球B缓慢靠近C的过程中，以下说法正确的是( )A.偏离竖直方向的夹角均增大B.A的位置不变，B偏离竖直方向的夹角增大C.均不偏离竖直方向D.A对B的静电力向左，B对A的静电力也向左4.如图甲所示，x轴上有一固定的场源点电荷（未画出）及两点，在a点放入带正电的试探电荷，规定静电力的正方向为沿x轴正方向，得到试探电荷受到的静电力F随其电荷量q变化的图像如图乙中的图线M所示，将该试探电荷放到b点可得图乙中的图线N。关于场源点电荷的说法正确的是( )A.带正电，位于两点之间B.带负电，位于两点之间C.带正电，位于a
3、点左边D.带负电，位于b点右边5.如图，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点，a和b、b和c、c和d间的距离均为R，在a点处有一电荷量为q（）的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则d点处场强的大小为（k为静电力常量）( )A.B.C.D.6.如图所示，一个绝缘圆环，当它的环均匀带电且电荷量为时，圆心O处的电场强度大小为E.现使半圆ABC均匀带电且电荷量为，而另一半圆ADC均匀带电且电荷量为，则圆心O处电场强度的大小和方向为( )A.，方向由O指向DB.，方向由O指向DC.，方向由O指向BD.07.如图为真空中两点电荷形成的电场中的电场线
4、，该电场线关于虚线对称，O点为两点电荷连线的中点，为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( )A.可能带等量异种电荷B.可能带不等量的正电荷C.两点处无电场线，故其电场强度为零D.同一试探电荷在两点处所受电场力大小相等，方向相反8.用电场线能直观、方便地比较电场中各点场强的强弱.如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点，O是两点电荷连线的中点，是连线中垂线上相对于O点对称的两点，和也相对于O点对称.则下列说法不正确的是( )A.两点场强大小和方向都相同B.两点场强大小相等，方向相反C.三点比较，O点场强最强D.三点比较，O点场强最弱9.某电场的电场线分布如图所示，下
5、列说法正确的是( )A.c点的电场强度大于b点的电场强度B.若将一试探电荷由a点静止释放，它将沿电场线运动到b点C.b点的电场强度大于d点的电场强度D.a点和b点的电场强度的方向相同二、非选择题10.如图，实心金属球A半径为R，电荷量为Q，点电荷B电荷量为q。B与A球心间的距离为r。当B不存在而只有A存在时，在球心O处的电场强度等于_。当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时，金属球上的电荷在球心O处产生的场强的大小等于_。（静电力常量为k）11.如图所示，一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）所带的电荷量为Q。它在与球心距离的球外部某点产生的电场强度为_。12.如图所示是一簇电场线，试判断：（1）
6、三点中，电场强度最小的是_,电场强度最大的是_;（2）在图中画出A点的场强方向；（3）把负电荷放在B点，画出它受到的静电力的方向。13.一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电荷量为q的小球，静止在水平向右的匀强电场中，如图所示，丝线与竖直方向成37角（重力加速度为）。（1）求匀强电场的电场强度的大小；（2）现突然将该电场方向变为竖直向下，且大小不变，求小球经过最低点时丝线的拉力大小。14.空间中三点和C是直角三角形的三个顶点，且,。现将点电荷和分别放在两点，测得C点的场强为，方向如图所示，求:（1）和的带电性质；（2）如果撤掉，C点场强的大小和方向。答案以及解析1.答案：BCD解析：电工高压带电
7、作业时，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，所以电工穿金属衣安全，A错误；因为塑料和油容易摩擦起电，产生的静电荷不易导走，形成静电积累，会造成爆炸和火灾事故，故制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，B正确；野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两根导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，C正确；一辆金属车身的汽车是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，D正确.2.答案：C解析：静电复印机利用了静电吸附原理，A错误；燃气灶上电子点火器的针头电极利用了尖端放电原理，B错误；超高压带电作业所穿
8、衣服的织物中掺入了金属丝利用了静电屏蔽原理，C正确；雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观是放电现象，D错误.3.答案：B解析：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电，B、C相互排斥，所以B向左偏，且在B缓慢靠近C的过程中，B偏离竖直方向的夹角增大，由于A和B均带正电，相互排斥，所以A对B的静电力向左，B对A的静电力向右，又由于金属空腔对A起到静电屏蔽作用，故在B缓慢靠近C的过程中，A的位置不变，A、C、D错误，B正确.4.答案：B解析：图像中图线的斜率表示电场强度，由题图乙可知，试探电荷在两点的电场强度方向相反，所以场源点电荷位于两点之间。又因为试探电荷带正电且在a点处
9、所受的电场力沿x轴正方向，所以场源点电荷带负电，B正确。5.答案：B解析：电荷量为q的点电荷在b点处产生的电场强度大小为，而半径为R、均匀分布着电荷量为Q的电荷的圆盘与在a点处电荷量为的固定点电荷在b点处的合场强为零，则圆盘在此处产生的电场强度的大小也为，由对称性可知圆盘在d点处产生的电场强度大小为，而a点处电荷量为q的点电荷在d点处产生的电场强度大小为，由于a点处的点电荷与圆盘在d点处产生的电场强度方向相同，两者在d点处产生的电场强度为，故B正确。6.答案：A解析：当圆环的环均匀带电且电荷量为时，圆心O处的电场强度大小为E，当半圆ABC均匀带电且电荷量为时，由如图所示的矢量合成得，在圆心处的
10、电场强度大小为，方向由O指向D，当另一半圆ADC均匀带电且电荷量为时，根据对称性可知，在圆心处的电场强度大小也为，方向由O指向D，根据矢量的合成法则，圆心O处的电场强度的大小为，方向由O指向D，A正确，B、C、D错误.7.答案：D解析：根据电场线起始于正电荷（或无穷远）终止于无穷远处（或负电荷），且电场线关于虚线对称知，带等量的正电荷，A、B错误；由等量同种正电荷电场分布规律可知，两点处电场强度不为零，C错误；由对称性可知，两点处场强大小相等，方向相反，则同一试探电荷在两点所受电场力大小相等，方向相反，D正确.8.答案：B解析：A.根据对称性可知，两处的电场线疏密程度相同，则两处的电场强度相等
11、，由甲图可看出两处的电场的方向相同，故A正确；B.根据对称性可知，两处的电场线疏密程度相同，则两处的电场强度相等，由甲图可看出两处的电场的方向相同，故B错误；C.由甲图可以看出三点中，O点处的电场线最密，所以O点处的场强最强，故C正确；D.由甲图可以看出三点中，O点处的电场线最疏，O点场强最弱，故D正确。故选B。9.答案：C解析：由题图可知，b点处的电场线比c点处的电场线密，所以c点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误；正电荷所受电场力沿电场线切线方向，若将一试探电荷由a点静止释放，电荷将离开原电场线，不可能沿电场线运动到b点，故B错误；b点处的电场线比d点处的电场线密，所以b点的电场强度大
12、于d点的电场强度，故C正确；由题图可知，a点与b点位于同一条曲线上，两点切线的方向不同，所以a点和b点的电场强度的方向不相同，故D错误.10.答案：解析：当B不存在而只有A存在时，A上电荷均匀分布，取球上任意元电荷在球心处形成的场强，均有另一关于球心对称元电荷产生的电场与之“抵消”，所以在球心O处的电场强度是0；利用静电平衡的特点，金属球内部场强处处为零，金属球上的所有电荷在其内部产生的电场强度与球外点电荷产生的电场强度大小相等，所以。11.答案：解析：如图，带电球体（或球壳）在处产生的电场可等效成一个位于球心带电荷量为Q的点电荷产生的电场，即，式中的r是该点到球心的距离。12.答案：（1）C
13、点；B点（2）（3）如图解析：（1）电场线的疏密表示场强的大小，所以C点场强最小，B点场强最大；（2）电场线上某点的切线方向表示该点的电场方向；（3）负电荷受力方向与场强方向相反。13.答案：（1）（2）解析：（1）对小球受力分析，故电场强度。（2）对小球从开始运动到最低点的过程中，由动能定理得：。在最低点，由圆周运动公式及牛顿第二定律：，联立解得。14.答案：（1）带负电荷，带正电荷（2）7.5 N/C，方向由B指向C解析：（1）、为点电荷，根据点电荷电场线分布规律，产生的场强沿直线，方向指向B或C，同理，产生的场强沿直线，方向指向A或C。由于合场强平行于直线，故产生的场强沿直线指向C，产生的场强沿直线指向A，如图所示，则带正电荷，带负电荷。（2）由图可知，又知，解得撤去点的场强，方向由B指向C。学科网（北京）股份有限公司
