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第一章 静电力与电场强度 单元测试
一、单选题
1．下列说法不正确的是（ ）
A．同种电荷相排斥，异种电荷相吸引
B．自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷
C．物体的带电量可以为任何数值
D．自然界中电荷是守恒的
2．如图所示，两个互相接触的导体A和B，均放在绝缘支架上，现将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近导体A，但不接触，若先将A、B分开，再将玻璃棒移去，则A、B的带电情况分别是(　　)
A．不带电、带正电
B．带负电、 不带电
C．带负电、带正电
D．带正电、带负电
3．如图是静电喷涂原理的示意图。发射极喷枪喷嘴与吸极被涂工件之间有强电场。在强电场作用下，一带电的涂料微粒（不计重力）从发射极由静止释放，加速飞向吸极，以达到喷涂目的。下列表述正确的是（ ）

A．加速飞向吸极的带电的涂料微粒带正电荷
B．带电的涂料微粒加速飞向吸极，电场强度方向由发射极指向吸极
C．在强电场中同一位置带电荷量越多的涂料微粒所受电场力越大
D．带电的涂料微粒受电场力的方向与电场强度方向相同
4．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带正电的金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（　　）
A．验电器的箔片会张开
B．若将金属网罩接地，验电器的箔片会张开
C．金属网罩上A点电势低于B点电势
D．金属网罩内部电场强度为零
5．对于库伦定律，下面说法正确的是（　　）
A．凡计算两个点电荷间的相互作用力，就可以使用公式
B．计算真空中任意两个带电球体间的相互作用，都可以用公式
C．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等
D．两个点电荷的电荷量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间库仑力减为原来的一半
6．真空中相距为3a的两个点电荷A和B，分别固定于x轴上x1=0和x2=3a的两点，在二者连线上各点场强随x变化关系如图所示，以下说法正确的是
A．二者一定是异种电荷
B．x=a处的电势一定为零
C．x=2a处的电势一定大于零
D．A、B的电荷量之比为1：4
7．关于电荷，下列说法正确的是
A．摩擦起电的过程是使本来没有电子和质子的物体产生了电子和质子的过程
B．摩擦起电的过程是使金属导体的电子和质子分离且反向移动的过程
C．用丝绸摩擦玻璃棒，电子从玻璃棒转移到丝绸，玻璃棒因为电子数少于质子数而现实带正电
D．电解液中的正负离子个数一定相同
二、多选题
8．下列关于元电荷的说法错误的是
A．元电荷实际上是指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的值通常取作e=1.60×10-19 C
D．元电荷e的数值为1.60×10-19 C，最早由法国物理学家汤姆逊通过实验测量得出
9．下列几种电荷形成的电场中，电场线分布的大致图形正确的是
A． B．
C． D．
10．下列关于电场强度的叙述中正确的是（　　）
A．电场中某点的电场强度与该点试探电荷所受的电场力成正比
B．电场中某点的电场强度大小等于单位电荷在该点受到的电场力大小
C．电场中某点的电场强度方向就是正电荷在该点所受电场力的方向
D．电场中某点的电场强度与该点试探电荷的电荷量成反比
三、实验题
11．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。
（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）此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）若A、B带电荷量分别为+Q和-3Q，开始相距为r时，它们间库仑力的大小为F，将两小球相互接触后将其距离变为，则两球间库仑力的大小为 。
12．探究影响电荷之间相互作用力的因素
(1)实验现象：
①小球带电荷量 时，距离带电物体 ，丝线偏离竖直方向的角度 。
②小球处于 时，小球所带的电荷量 ，丝线偏离竖直方向的角度 。
(2)实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而 ，随着距离的增大而 。
13．随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作：
①在球N不带电时读出传感器示数F0；
②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数F1；
③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4；
④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数F5；
⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数F6、F7。
（1）小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为 。
（2）对于上述操作，下列说法正确的是 。
A．本实验采用的主要实验方法是等效替代法
B．根据①②③的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系
C．根据②④⑤的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电量
（3）实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是 。
14．某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中，A是一个带正电的物体，系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离，静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一：把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的，，等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二：使小球处于同一位置，增大（或减小）小球所带的电荷量，比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是________填正确选项前的字母。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．微小量放大法 D．控制变量法
(2)图甲实验表明，电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大，随着距离的减小而 填“增大”“减小”或“不变”。
(3)接着该组同学使小球处于同一位置，增大（或减小）小球A所带的电荷量，比较小球所受作用力大小的变化。如图乙，悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B，在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球A，当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上，B处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向角度为，若两次实验中A的电量分别为和，分别为和，则为 。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C C D C D C AD BC BC
1．C
【详解】A．同种电荷相排斥，异种电荷相吸引，选项A正确；
B．自然界中只有两种电荷：正电荷和负电荷，选项B正确；
C．物体的带电量必须是元电荷电量的整数倍，选项C错误；
D．自然界中电荷是守恒的，选项D正确；
故选C。
2．C
【详解】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，将玻璃棒靠近两个不带电的导体AB，靠感应起电使物体带电，若先将玻璃棒移去，A、B中的电荷重新中和，再将A、B分开，则A、B的都不带电．
故选C.
点睛：解决本题的关键知道摩擦起电、感应起电、接触带电的实质都是电荷的移动，电荷的总量保持不变．
3．C
【详解】AB．由于发射极与电压负极相连，吸极与电源正极相连，电场强度方向由吸极指向发射极，则加速飞向吸极的带电的涂料微粒带负电荷，故AB错误；
C．根据
可知在强电场中同一位置带电荷量越多的涂料微粒所受电场力越大，故C正确；
D．由于涂料微粒带负电，可知带电的涂料微粒受电场力的方向与电场强度方向相反，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．用一个空腔导体将外电场遮住后，导体内部不受外电场的影响，所以带正电的金属球靠近金属网，验电器的箔片不会张开，故A错误；
B．用金属网把不带电的验电器罩起来，金属网起到静电屏蔽的作用，无论是否接地，金属网内部不受外界电场影响，验电器的箔片不会张开，故B错误；
CD．用金属网把不带电的验电器罩起来，金属网起到静电屏蔽的作用，静电屏蔽时，金属网内部电场强度为零，电势相等，故C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．库仑定律的适用条件是：真空和静止点电荷，因此A选项差真空的条件，而B选项差点电荷的条件，故AB错误；
C．相互作用的两个点电荷之间的库伦力为作用力和反作用力的关系，大小始终相等，与其电量是否相同无关，故C正确；
D．根据库仑定律的计算公式
当两个点电荷的电荷量都减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间的库仑力减为原来的。故D错误。
故选C。
6．D
【详解】A. 场强先负方向减少到零又反方向增加，必为同种电荷，故A错误；
B. 场强为零的地方电势不一定为零，故B错误；
C．由于没有确定零电势点，无法比较x=2a处的电势与零电势的高低，故C错误；
D. x=a处合场强=0，由知，，所以A、B所带电荷量的绝对值之比为1：4，故D正确．
故选：D
【点睛】场强为零的地方电势不一定为零，场强先正方向减少到零又反方向增加，必为同种电荷，由点电荷公式判断电量之比．
7．C
【分析】摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同，因而电子可以在物体间转移．若一个物体失去电子，其质子数比电子数多，我们说它带正电荷．若一个物体得到电子，其质子数比电子数少，我们说它带负电荷．使物体带电并不是创造出电荷．
【详解】A、摩擦起电现象使电子转移，而不是产生，故A错误；B、质子处在原子核内部，在摩擦中不可能使质子发生移动；故B错误；C、丝绸摩擦玻璃棒摩是因为摩擦导致电子从一个物体转移到另一个物体而形成的；在摩擦中，两种不同材料的绝缘体相互摩擦后，同时带上等量异号电荷；故C正确；D、电解液中的正负离子都可以移动，正负离子的个数可以相同也可以不同，电解液中的电流是正负离子同时做定向移动形成的，故D错误．故选C.
【点睛】本题应明确摩擦起电的本质；明确摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移，只是感应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体．
8．AD
【详解】AC．元电荷是指电子或质子所带的电荷量，数值为e=1.60×10-19 C，故A项错误，符合题意，C项正确，不符合题意；
B．所有带电体的电荷量都等于元电荷的整数倍，B项正确，不符合题意；
D．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，其值为1.6×10-19C，故D错误，符合题意；
故选AD．
9．BC
【详解】正点电荷的电场线方向向外，负点电荷的电场线的方向向里．故A错误，B正确；等量异种点电荷的电场线从正电荷发出，到负电荷处为止，故C正确，D错误；故选BC．
10．BC
【详解】AD．电场中某点的场强大小由电场本身决定，与试探电荷无关，不能说电场强度与放在该点的电荷所受到的电场力的大小成正比，AD错误；
B．电场中某点的电场强度的大小在数值上等于单位电荷在该点受到的电场力的大小，B正确；
C．正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，C正确。
故选BC。
11． 减小 增大 控制变量法
【详解】（1）[1]库仑定律，两电荷之间的相互作用力，与距离的平方成反比；
[2]库仑定律，两电荷之间的相互作用力，与电荷量成反比；
（2）[3]为了探究某一因素对结果的影响，而控制其他因素保持不变的方法，叫做控制变量法；
（3）[4]接触前的库仑力
接触之后的库仑力
12．(1) 一定 越远 越小 同一位置 越大 越大
(2) 增大 减小
【详解】（1）[1][2][3]小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小；
[4][5][6]小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。
（2）[1][2]实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。
13． BD 使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分
【详解】（1）[1]在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1。
（2）[2]A．本实验是采取了控制变量法，A错误；
B．根据①②③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑力，因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电荷距离间的关系，B正确；
C．在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1，操作④⑤，保持小球间距离不变，每次小球N放电后再与M接触，由于两球完全相同，使小球所受电荷量依次减小到前次的一半，所以要研究库仑力跟小球带电荷量间的关系①②④⑤操作能够完成，C错误；
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量，D正确。
故选BD。
（3）[3]实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分。
14．(1)D
(2)增大
(3)
【详解】（1）图甲中先保持带电小球的电荷量不变，把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的、、等位置，改变两个小球之间的距离，比较库仑力的大小；后来保持小球之间的距离不变，改变小球所带的电荷量大小，分析小球之间的库仑力，所以实验采用的方法是控制变量法。
故选D。
（2）本实验中，根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小，由图可知，电荷量越大、距离越小，丝线偏离竖直方向的角度越大，根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大。
（3）设小球B的质量为m，电量为q，B球的受力情况如图所示
当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
当A球带电量为时，由平衡条件得
其中
联立，解得

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