高中物理沪科版 (2019)必修 第三册1.1 静电现象与电荷守恒当堂检测题

【名师】第1节静电现象与电荷守恒-1优质练习

一.填空题

1．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的在相互作用力，跟它们电荷量的___________成正比，跟它们距离的___________成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2．如图所示，在真空中同一条直线上的A．B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上，可以使三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷的位置______（选填“AB之间”“A左侧”或“B右侧”），电性为______（选填“正”或“负”）电荷，电荷量为______。

3．元电荷e＝________________；静电力常量k＝_______________。

4．真空中两个点电荷 ． 相距 r，则其相互作用力 F= ___________ 。

5．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。两个带有同种电荷的小球A．B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，则∶推力F 将___；两小球间距离将______（选填“增大”．“不变”或“减小”）。

6．真空中有A．B两个点电荷，A的电量是B的3倍，则A对B的作用力是B对A的作用力的_______倍．A．B的电量均增加为原来的3倍，距离不变，则其间作用力变为原来的_____倍．A的电量不变,B的电量变为原来的9倍,欲使相互作用力不变,A．B间距应为原来的___________倍．A．B间距增为原来的3倍，带电量均不变，则相互作用力变为原来的_____倍．

7．电荷的相互作用：同种电荷相互_________  ，异种电荷相互___________。

8．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷间的距离和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球的距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的____________而增大（填“增大”或“减小”），随其所带电荷量的___________而增大（填“增大”或“减小”）。此同学在探究中应用的科学方法是________。(填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)

9．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，小明同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

完成下列填空：

(1)实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的______而增大，随其所带电荷量的______而增大；

(2)小明同学在探究中应用的科学方法是______（选填：“累积法”．“等效替代法”．“控制变量法”或“演绎法”）；

(3)假设小球B的质量为m，在实验中的某个瞬间，A．B两球恰好在同一个高度上，此时测得悬线的偏角大小为θ，则两小球间的作用力大小F=______（已知重力加速度大小为g）。

10．某同学取一对用绝缘柱支持的导体A和B使得他们依次接触．起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的，做了如下的实验:

如图甲所示，把一带正电荷的物体D移近导体A（移近图乙的装置），贴在AB的金属箔会张开，这时把A和B分开（如图丙所示），然后移去D，金属箔仍旧会张开，此时导体B带___________（填“正电”．“负电”或“不带电”），这种方法使金属导体带电的现象叫_________现象，再让A和B接触，金属箔会__________（填“张开”或“闭合”）。

11．如图所示，A．B．C三点为一直角三角形的三个顶点，。现将两点电荷qA．qB放置在A．B两点，已测得C点场强方向与BA平行，则由此可以判断qA一定带______ （填正或负）电，且A．B所带电荷量大小之比为______ 。

12．点电荷可看作一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，是一种___________模型。

13．用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带__________电荷．当橡胶棒带有2.7×10－9C的电荷量时，有______________个电子从____________移到__________上。(结果保留两位有效数字)

14．在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大。

实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的_____而增大，随其所带电荷量的___而增大（填“增大”或“减小”）。此同学在探究中应用的科学方法是_____。

15．真空中两个点电荷电量分别为q1．q2，两点电荷间的距离为r，相互作用的库仑力为F？

(1)若甲的电量是乙的4倍，则甲对乙的作用力是乙对甲的作用力的_________倍；

(2)保持两电荷电量不变，将距离增为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为原来的_________倍？

16．如图所示的实验装置可用来定性探究电荷之间的作用力。带正电小球放在绝缘支架上，置于铁架台旁。

（1）把系在细线上带正电的小球先后挂在．．等位置，观察细线偏离竖直方向的夹角随．间距离的变化情况。实验结论：两电荷之间的作用力随它们之间距离的增大而__________。

（2）保持电荷间距离不变，分别用带不同电荷量的小球做实验，观察悬挂小球的细线偏离竖直方向的角度随电荷量的变化情况。实验结论：两电荷间的作用力随电荷量的增大而__________。

（3）若小球的重力为，当细线偏离竖直方向的角度为时，带电小球和刚好位于同一水平线上，此时两电荷之间的作用力__________。

17．如图所示，在光滑定滑轮C正下方与C相距h的A处固定一电荷量为Q(Q>0)的点电荷，电荷量为q的带正电小球B，用绝缘细线拴着，细线跨过定滑轮，另一端用适当大小的力F拉住，使B处于静止状态，此时B与A点的距离为R，B和C之间的细线与AB垂直。若B所受的重力为G，缓慢拉动细线（始终保持B平衡）直到B接近定滑轮，静电力常量为k，环境可视为真空，则力F_____（填增大．减小或不变）；B受到的库仑力的大小______（填增大．减小或不变）。

18．科学实验发现的最小电荷量就是______所带的电荷量，质子与它带等量的电荷，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做______，e=______C。

参考答案与试题解析

1．【答案】乘积    二次方   

【解析】【来源】吉林省吉林市江城中学2020-2021学年高二（上）期中考试物理试题（文）

[1][2]库仑定律的内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷连线上。

2．【答案】B右侧    正    +4Q   

【解析】【来源】陕西省渭南市临渭区尚德中学2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题

【分析】

本题考查库仑力作用下三个点电荷的平衡问题，要充分利用“两同夹一异，两大夹一小”的结论来解题。

【详解】

[1][2]三个电荷要平衡，必须在一条直线上，且外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，又因为外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷对外侧电荷的引力，必须满足外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以引入的这个点电荷应该为正电，且在B的右侧，如下图所示；

[3] 设引入的点电荷C的电荷量为q，则对点电荷A来说，由于它处于静止状态，有

对点电荷B来说，由于它处于静止状态，有

联立得

3．【答案】       

【解析】【来源】西藏自治区山南市第二高级中学2019-2020学年高二（下)期中考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]元电荷的数值最早是由美国的物理学家密立根测得的，后来人们又做了许多测量，现在公认的元电荷的值为

在我们的计算中，可取

[2]库仑通过库仑扭秤实验装置首次精确测量出了静电力常量，静电力常量

4．【答案】

【解析】【来源】青海省西宁市北外西宁新华联国际学校2020-2021学年高二（上）第1次月考物理试题

根据库仑定律可知

5．【答案】减小    增大   

【解析】【来源】2020届上海市南洋模范中学高三下学期月考物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]对A小球受力分析并合成三角形如图

当B球在外力作用下向左推动少许，A．B之间的库仑力由图中实线变为虚线，．均减小，根据库伦定律可知A．B两球距离增大；对A．B整体受力分析如图

系统水平方向上受力平衡，减小，所以推力减小。

6．【答案】    (1). 1；    (2). 9；    (3). 3；    (4). 1/9

【解析】

（1）A对B的作用力和B对A的作用是一对作用力和反作用力，一定等大的；
（2）由库仑定律，若把每个电荷的电量都增加为原来的3倍，那么它们之间的相互作用力变为，是原来的9倍；
（3）保持其中一电荷的电量不变，另一个电荷的电量变为原来的9倍，为保持相互作用力不变，由库仑定律：，解得：，即它们之间的距离应变为原来的3倍；
（4）保持原电荷电量不变，将距离增为原来的3倍，由库仑定律，那么它们之间的相互作用力变为，即它们之间的相互作用力变为原来的倍。

点睛：本题就是对库仑力公式的直接考查，掌握住公式就很容易分析了，并理解库仑相互作用力与电量的大小无关。

7．【答案】排斥    吸引   

【解析】【来源】湖南省衡阳市欧阳遇实验中学2018-2019学年高二（下)期末物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷；电荷间的相互作用规律为：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

8．【答案】减小    增大    控制变量法   

【解析】【来源】甘肃省白银市会宁县第一中学2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大，随其所带电荷量的增大而增大。

[3]此同学在探究中应用的科学方法是控制变量法。

9．【答案】减小    增大    控制变量法    mgtanθ   

【解析】

(1)[1][2]对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力

即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；

(2)[3]两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近。这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法；

(3)[4]对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力

10．【答案】正电    静电感应    闭合   

【解析】【来源】江苏省连云港市智贤中学2020-2021学年高二（上）9月物理试题

[1]把一带正电荷的物体D移近导体AB，由于静电感应现象，导体B的右端感应正电荷，导体A的左端感应负电荷，AB的金属箔会张开，这时把A和B分开，然后移去D，则导体A还是带负电，导体B仍然带正电。

[2]把一带正电荷的物体D移近导体AB，导体B的右端会感应出正电荷，导体A的左端会感应出负电荷，这种使金属导体带电的现象叫静电感应现象。

[3]由于静电感应现象，使得导体A和导体B带有等量的异种电荷，现在再把导体A和导体B接触，它们的电荷就会中和，中和之后，导体A和导体B都不带电，金属箔会闭合。

11．【答案】负       

【解析】

(1)[1]若qA．qB都为正电荷，都为负电荷，或qA为正电荷，qB为负电荷，C点合场强的方向不可能与AB平行。所以qA为负电荷．qB为正电荷。

(2)[2]测得C点场强的方向与AB平行，作出点电荷．分别在C点的场强方向，如图

根据平行四边形定则和几何关系得qA．qB在C点的场强之比为

又点电荷的场强公式为，C点距离A．B两点间的距离比

可知

12．【答案】理想物理

【解析】

【分析】

【详解】[1]点电荷可看作一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，是一种理想物理模型。

13．【答案】负    1.7×1010    毛皮    橡胶棒   

【解析】【来源】广西梧州市岑溪第二中学2020-2021学年高二（上）9月物理试题

[1][2][3][4]用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒因得到从毛皮转移来的电子，带上了负电荷，毛皮因丢失了电子，带上了正电荷，这是摩擦起电的现象，从毛皮转移到橡胶棒上的电子数为

14．【答案】减小    增大    控制变量法   

【解析】【来源】宁夏贺兰县景博中学2019-2020学年高二（上)第一次月考物理试题

【分析】

【详解】

[1][2][3]对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力

即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大。先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近。这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量。这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法。

15．【答案】1       

【解析】【来源】安徽省芜湖市2019-2020学年高二上学期期末质量监测物理试题

【分析】

本题考查牛顿第三定律和库仑定律。

【详解】

(1)[1]根据牛顿第三定律，可知作用力与反作用力总是等大反向的，因此是1倍。

(2)[2]根据库仑定律

距离增为原来的3倍，它们之间的相互作用力变为原来的。

16．【答案】减小    增大       

【解析】【来源】河南省重点高中2020-2021学年高二（上）阶段性测试（一）物理试题

（1）[1]距离越大，则细绳偏离竖直方向的角度越小，可知两电荷的作用力越小，即电荷之间的作用力随距离减小而增大，随距离的增大而减小。

（2）[2]电荷量越大，则细绳偏离竖直方向的角度越大，电荷之间作用力随电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小。

（3）[3]对B球受力分析，根据平衡条件可知

17．【答案】逐渐减小    不变   

【解析】【来源】黑龙江省大庆市铁人中学2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题

对B受力分析如图所示，根据几何关系和三力平衡有

得

由于F=F′，所以

可见，当L逐渐减小时，F逐渐减小。

设B与A点的距离为x，在B缓慢移动的过程中，都满足

在B处于静止状态时有

对比以上两式，得x=R，这说明在B缓慢移动的过程中，两点电荷间的距离不变，故B受到库仑力大小不变。

18．【答案】    (1). 电子    (2). 元电荷    (3). 1.6×10-19

【解析】

【分析】

【详解】[1][2][3]科学实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量，质子与它带等量的电荷，但符号相反，人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，e=1.6×10-19C。