高中物理三维设计选修3-1教师用书一
第1节电荷__电荷守恒定律
1．自然界中有两种电荷，富兰克林把它们命名为正、负电
荷：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接
触起电，这三种起电方式的实质都是电子在物体之间或
物体内部的转移。
3．电荷既不会创生，也不会消灭，在电荷的转移过程中，
总量保持不变。
4．元电荷e＝1.6×10－19 C，所有带电体的电荷量都等于
e的整数倍。
5．密立根通过油滴实验确定了电荷量的不连续性，并测
定了元电荷的数值。
一、摩擦起电两种电荷
1．摩擦起电
通过摩擦使物体带电的方法。
2．两种电荷及作用
(1)两种电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
(2)作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
3．电荷量
(1)定义：电荷的多少，简称电量。
(2)单位：国际单位制中是库仑，符号：C。
常用单位及其换算关系：1 C＝106μC＝109 nC。
4．原子结构及电性
(1)原子???
电子：带负电
原子核?
??
??
质子：带正电中子：不带电
(2)原子的电性????
?
中性：核外电子数等于质子数正电：失去电子
负电：得到电子
5．对摩擦起电的微观解释
不同物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同，两种不同的物质相互摩擦时，由于摩擦力做功，使得束缚能力弱的物体失去电子而带正电，吸引能力强的物质得到电子而带负电。
二、电荷守恒定律 1．元电荷
一个电子所带电量的绝对值，是电荷的最小单元，记作：e ＝1.6×10－19
_C 。任何带电体
所带电荷量都是元电荷的整数倍。
2．电荷守恒定律
电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。也就是说，在任何自然过程中，电荷的代数和是守恒的。
三、静电感应与感应起电 1．静电感应
当带电体靠近不带电的导体时，由于电荷的相互作用，使不带电的导体两端出现等量异种电荷的现象。
2．感应起电
利用静电感应使导体带电的方法。 3．感应起电的适用条件
感应起电只适用于导体。绝缘体的电子因不能自由移动而不能感应起电。
1．自主思考——判一判
(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。(×)
(2)两不带电的物体相互摩擦后，若一个带正电，另一个一定带等量的负电。(√) (3)摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子。(×) (4)元电荷实质上是指电子和质子本身。(×)
(5)元电荷不是电荷，而是一个表示电荷量的数值。(√)
(6)在摩擦起电过程中两物体均带了电，违背了电荷守恒定律。(×)
2．合作探究——议一议
(1)
图1-1-1
图1-1-1中笑容灿烂的女生为什么又“怒发冲冠”？
提示：图中的女生手扶静电起电机，身体带上了静电，头发因带了同种电荷而相互排斥，所以头发呈辐射状。
(2)如图1-1-2所示，橡胶棒AB向右靠近带电小球时，A、B两端能否出现感应电荷？为什么？
图1-1-2
提示：不能。因为橡胶棒为绝缘体，其内部电子不能自由移动，故其两端不会出现感应电荷。
(3)带有等量异种电荷的两金属球接触后发生电荷的中和，此时电荷消失了吗？
提示：电荷的中和是指等量异种电荷相遇时对外不显电性的现象，电荷并没有消失。
[典例](多选)如图1-1-3所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d，c排斥a，b排斥c，d吸引b，则()
图1-1-3
A．有两个小球带同种电荷
B．有三个小球带同种电荷
C．c、d小球带同种电荷
D．c、d小球带异种电荷
[解析]由d吸引a，d吸引b可知，a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c排斥
a，c排斥b可知，c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，A、C错，B、D对。
[答案]BD
电荷间的相互作用规律为“同性相斥，异性相吸”。判断电荷间的相互作用，有时也可以用假设法进行分析。
1．有一质量较小的小球A，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又互相排斥，则以下判断中正确的是() A．接触前，A、B一定带异种电荷
B．接触前，A、B可能带异种电荷
C．接触前，A球一定不带任何净电荷
D．接触后，A球一定带负电荷
解析：选B用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B带负电靠近小球A时，先相互吸引，说明接触前A不带电或带正电，故B对；而接触后，二者相互排斥，说明二者又肯定带了同种电荷，但是何种电荷无法判断。故只能选B。
2.绝缘细线上端固定，下端悬挂一轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的附近，有一个绝缘金属球b，开始时a、b均不带电，如图1-1-4所示，现使b带电，则()
图1-1-4
A．a、b之间不发生相互作用
B．b将吸引a，吸住后不分开
C．b立即把a排斥开
D．b先吸引a，接触后又把a排斥开
解析：选D b球带电后，吸引a球，接触后两球带上同种电荷相互排斥又分开。
3．有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则()
A．B、C球均带负电
B．B球带负电，C球带正电
C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电
D．B、C球都不带电
解析：选C A 带正电，A 吸引C ，则C 可能带负电或不带电；A 吸引B ，则B 可能带负电或不带电；若B 带负电，B 又吸引C ，则C 此时不带电；同理，若C 带负电，则B 不带电。
1．三种起电方式
图1-1-5
2．三种起电方式对比
1．毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒带负电，这是因为( ) A ．橡胶棒上的正电荷转移到毛皮上去了 B ．毛皮上的电子转移到橡胶棒上去了 C ．橡胶棒失去了电子 D ．毛皮得到了质子
解析：选B 毛皮与橡胶棒摩擦后，橡胶棒带负电，这是因为毛皮上的电子转移到橡胶棒上去了，橡胶棒得到电子带负电，毛皮失去电子带正电，故选B 。
2.如图1-1-6所示，当将带正电的球C移近不带电的枕形绝缘金属导体AB时，枕形导体上的电荷移动情况是()
图1-1-6
A．枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动
B．枕形金属导体中的带负电的电子向A端移动，正电荷不移动
C．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D．枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
解析：选B金属导体中能够自由移动的是自由电子，正电荷几乎不能移动，当带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，发生了静电感应现象，所以自由电子在外电场的作用下向A移动，而正电荷不移动，故选项B正确，A、C、D错误。
3．(多选)下列关于验电器的说法中正确的是()
A．将带负电的硬橡胶棒与验电器的小球接近时，金属箔片上质子被吸引从而转移到小球上
B．将带负电的硬橡胶棒与验电器的小球接近时，小球上电子被排斥从而转移到金属箔片上
C．将带负电的硬橡胶棒与原来不带电的验电器小球接触，验电器的金属箔片因带负电而张开
D．将带负电的硬橡胶棒与原来不带电的验电器小球接近，验电器的金属箔片因带负电而张开
解析：选BCD同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引。当带负电的硬橡胶棒靠近验电器的小球时，小球中电子受到排斥力而向金属箔片转移，此时金属小球失去了电子带正电，金属箔片得到电子带负电，金属箔片带同号电荷互相排斥而张开。金属箔片带电荷量越多，排斥力越大，其张角越大。当带负电的硬橡胶棒接触验电器小球时，在接触前的靠近过程中同样会引起金属小球中的电子向金属箔片转移，只是接触后硬橡胶棒上的负电子向金属小球再发生转移。在固体的起电现象中，能转移的电荷只有电子，质子不能自由移动。
怎么理解电荷守恒定律？
(1)电荷守恒定律和能量守恒定律一样，也是自然界中最基本的守恒定律。
(2)两种典型的摩擦起电现象：一是用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；二是用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电。玻璃棒和橡胶棒上带的电都不是凭空产生的，而是通过摩擦使物体之间发生了电子得失的现象，符合电荷守恒定律，可以推断：与玻璃棒摩擦过的丝绸要带负
电，与橡胶棒摩擦过的毛皮要带正电。
(3)带等量异种电荷的两金属球相接触，发生电荷中和，两球都不再带电，这个过程中两球所带电荷的总量并没有变(为零)，电荷也是守恒的。
(4)电荷守恒定律的广泛性：任何电现象都遵守电荷守恒定律，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律。如：由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正、负电子可同时湮没、转化为光子。在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮没，电荷的代数和不变。
[典例] 半径相同的两金属小球A 、B 带有相同的电荷量，相隔一定的距离，今让第三个半径相同的不带电金属小球C 先后与A 、B 接触后移开。
(1)若A 、B 两球带同种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？ (2)若A 、B 两球带异种电荷，接触后两球的电荷量之比为多大？ [思路点拨]
[解析] (1)若两球带同种电荷，设q A ＝q B ＝Q ， C 先与A 接触后：q A ′＝q C ＝Q
2
C 再与B 接触后：q B ′＝q C ′＝Q ＋
Q 22＝3
4
Q
则q A ′
q B ′
＝2∶3。 (2)若两球带异种电荷，设q A ＝Q ，q B ＝－Q C 先与A 接触后：q A ′＝q C ＝Q
2
C 再与B 接触后：q B ′＝q C ′＝－Q ＋
Q 22＝－Q 4
则：
q A ′
|q B ′|
＝2∶1。 [答案] (1)2∶3 (2)2∶1
两个完全相同的导体球相互接触后的电荷分配规律 (1)若只有一个导体球带电，则接触后电荷平分； (2)若两个导体球带同种电荷，则总电荷平分；
(3)若两个导体球带异种电荷，则先中和，剩余电荷再平分。
1．(多选)甲、乙、丙三个物体开始都不带电，现在使甲、乙两个物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后得知甲物体带正电1.6×10
－15
C ，丙物体带电8.0×10
－16
C 。则对于
最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法中正确的是( )
A ．乙物体一定带有负电荷8.0×10－16
C
B ．乙物体可能带有负电荷2.4×10
－15
C C ．丙物体一定带有正电荷8.0×10－16 C
D ．丙物体一定带有负电荷8.0×10
－16
C
解析：选AD 由于甲、乙、丙原来都不带电，即电荷总量为0。甲、乙相互摩擦，导致甲失去的电子的电荷量为1.6×10－15
C ，甲带1.6×10
－15
C 的正电，而乙物体得到电子而
带1.6×10
－15
C 的负电荷；乙物体与不带电的丙物体接触，从而使一部分负电荷转移到丙物
体上，故可知乙、丙两物体都带负电荷，由电荷守恒可知，乙的带电荷量为1.6×10－15
C －
8.0×10
－16
C ＝8.0×10
－16
C ，故A 、
D 正确。
2．有A 、B 、C 三个用绝缘柱支撑的相同导体球，A 带正电，电荷量为q ，B 和C 不带电。讨论用什么办法能使：
(1)B 、C 都带等量的正电；(2)B 、C 都带负电；(3)B 、C 带等量的异种电荷；(4)B 带3
8q
正电。
解析：(1)B 与A 接触后，再与C 接触；
(2)使A 靠近B 、C ，B 、C 用导线接地后，断开导线； (3)用导线将B 、C 连接，使A 靠近B ，断开导线；
(4)B 与A 接触后，再与C 接触，此时A 带电q 2，B 带q
4，让B 再次与A 接触分开后，B
带3
8
q 。 答案：见解析
1．(多选)关于元电荷，下列说法中正确的是()
A．元电荷实质上指电子和质子本身
B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍
C．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 C
D．元电荷e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
解析：选BCD元电荷实际上是指电荷量，数值是1.6×10－19 C，不要误认为元电荷是指具体的带电体，元电荷是电荷量值，没有正负电性的区别，宏观上所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高。
2．保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的哪一个()
A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C
解析：选B因任何带电体所带电量都是元电荷电量1.6×10－19 C的整数倍，因6.4×10－19 C＝4×1.6×10－19 C，故选项B正确。
3．关于摩擦起电与感应起电，以下说法正确的是()
A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷
B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移
C．不论摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移
D．以上说法均不正确
解析：选C无论哪种起电方式，其本质都是电子在物体内部或物体间发生转移，其过程中不会有电荷产生或消失，故C对，A、B、D错。
4．(多选)如图1所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是()
图1
A．导体B将带负电
B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
解析：选BD由于静电感应，导体B左端带负电，右端带正电，导体总电量为零，故A错误，D正确。B的左端感应出负电荷，右端出现正电荷，电荷量的大小相等，故B正确。若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与划分的位臵无关，故C错误。
5．(多选)下列判断小球是否带电的说法中正确的是()
A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电
B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电
C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔片能改变角度，则小球一定带电D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电
解析：选BD用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球可能带异号电荷，也可能不带电；如果能够排斥小球，则小球一定带同号电荷。用验电器的金属球接触它时，还需要知道验电器金属球的带电情况才能予以判断。能吸引轻小物体是带电体的性质。
6. (多选)如图2所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A 端靠近一带正电导体C时()
图2
A．A端金箔张开，B端金箔闭合
B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合
C．用手触摸枕形导体后，将手和C依次移开，两对金箔均张开
D．选项A中两对金箔带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷
解析：选BCD当带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端感应出负电荷，在B端感应出正电荷，这样两端的金箔上带电，箔片相斥而张开，选项A错误；用手摸枕形导体后，A端仍为近端，但B端不是远端了，换为地球是远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合，选项B正确；用手触摸导体后，只有A端带负电，将手和C依次移开，不再有静电感应，A 端所带负电荷便分布在整个枕形导体上，两对金箔均张开，选项C正确；由以上分析可知，选项D正确。
7．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()
解析：选B验电器原来不带电，当带电金属球靠近它时，由于静电感应，在验电器的金属球、金属杆和金属箔片之间将发生电荷的转移，使靠近带电金属球的部分积累异种电荷，由电荷守恒定律知另一端将积累等量同种电荷。根据以上分析，对照图示的四种情况可判断选项B正确，其余各项错误。
8. (多选)如图3所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，所以()
图3
A．甲图中两球一定带异种电荷
B．乙图中两球一定带同种电荷
C．甲图中两球至少有一个带电
D．乙图中两球至少有一个带电
解析：选BC甲图中两球相吸，则有两种情况：一种是两球带异种电荷，根据异性相吸可如题图中所示；另一种是有一球带电，另一球不带电，则由于静电感应，两球相吸。所以C对，A不一定。乙图中两球相斥，则二球一定带有同种电荷，B对。
9.如图4所示的装置叫做“雅各布天梯”，两个用金属丝弯成的电极A、B分别与起电机的正、负两级相连，金属丝电极上能够聚焦大量的正、负电荷，正、负电荷通过电极间的空气放电，产生明亮的电弧，电弧随着热空气上升，就像以色列的祖先雅各布梦中见到的天梯，在电极放电过程中，下列说法正确的是()
图4
A．电极A得到的电荷数多于电极B失去的电荷数
B．电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数
C．电极A得到的电荷数少于电极B失去的电荷数
D．条件不足，不能判定电极A、B得失电荷间的数量关系
解析：选B根据电荷守恒定律可知，电荷既不能凭空产生，也不会凭空消失，电荷的
总量保持不变，所以在电极放电过程中，电极A得到的电荷数等于电极B失去的电荷数。故B正确，A、C、D错误。
10．(多选)如图5所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是()
图5
A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开
B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开
C．先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合
解析：选AB(1)C移近A时，带正电的小球C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部的金属箔片也分别带上了与A、B同种性质的电荷。由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A 正确。
(2)C靠近后保持不动，把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量的异种感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不会变，金属箔片仍张开，B正确。
(3)若先移走C，再把A、B分开，则在移走C后，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的引力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错。
(4)先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，D错。
11．有两个完全相同的带电金属小球A、B，分别带有电荷量Q A＝6.4×10－9 C、Q B＝－3.2×10－9 C，让两金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移？转移了多少电荷量？
解析：当两小球接触时，电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配。由于
两小球完全相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量Q A′＝Q B′＝Q A＋Q B
2＝
6.4×10－9－3.2×10－9
2C＝1.6×10
－9 C
在接触过程中，电子由B球转移到A球。
转移电子的电荷量为
ΔQ＝Q A′－Q A＝(1.6×10－9－6.4×10－9)C
＝－4.8×10－
9 C 。
答案：电子由B 球转移到A 球，转移了－4.8×10－
9 C
12．三个相同的金属球A 、B 、C ，先让A 球带上正电，靠近相互接触的B 、C 球，将B 、C 分开，用手摸一下A 球，将A 球上的电荷导入大地。若此时B 球所带电荷量为＋q 。用A 球再去接触B ，然后再接触C ，最后A 所带的电荷量是多少？
解析：由静电感应现象和电荷守恒定律，带正电的A 球靠近B 、C 球时，B 带电荷量为＋q ，则C 带电为－q 。不带电的A 球接触B ，A 带电＋1
2q ，再接触C ，电荷先中和再平分，
故最后A 带的电荷量为－1
4
q 。
答案：－1
4
q
第2节
库_仑_定_律
1．点电荷是理想模型，当带电体的大小和形状对 所研究问题的影响可以忽略时，带电体可被看 成点电荷。
2．库仑定律表达式为F ＝k Q 1Q 2
r 2
，此式仅适用于真空中的点电荷。
3．静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2/ C 2。
一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 1．点电荷
(1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状、大小及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。
(2)点电荷是一种理想化的物理模型。 (3)带电体看成点电荷的条件
如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用
力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷。
2．实验探究
1．内容
真空中两个静止点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。
2．公式：F ＝k Q 1Q 2
r
2。
3．静电力常量：k ＝9.0×109_N·m 2/C 2。
4．适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用。
1．自主思考——判一判
(1)点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型。(√) (2)任何体积很小的带电体都可以看成点电荷。(×) (3)电荷间的相互作用力大小与电荷的正负无关。(√) (4)点电荷就是元电荷。(×)
(5)两个带电小球间的库仑力一定能用库仑定律求解。(×) 2．合作探究——议一议 (1)点电荷与元电荷有什么区别？
提示：①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷的最小单元。
②点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电荷量可能很大也可能很小，但一定是元电荷的整数倍。
(2)库仑定律的适用条件是什么？在空气中库仑定律成立吗？ 提示：库仑定律的适用条件是：①真空；②点电荷。 在空气中库仑定律也近似成立。
(3)有人根据F ＝k Q 1Q 2
r 2推出，当r →0时F →∞，这种分析是否正确？r →0时库仑定律还
适用吗？为什么？
提示：①不正确。
②当r →0时库仑定律F ＝k Q 1Q 2
r 2就不适用了。
③因为当r →0时，两带电体已不能看做点电荷。
1．库仑定律的理解 (1)库仑定律中的三个关键词
2．库仑力的理解
(1)库仑力也叫静电力，是“性质力”，不是“效果力”，它与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性。
(2)两点电荷之间的作用力是相互的，其大小相等，方向相反，不要认为电荷量大的对电荷量小的电荷作用力大。
(3)在实际应用时，与其他力一样，受力分析时不能漏掉，在计算时可以先计算大小，再根据电荷电性判断方向。
3．库仑力的叠加原理
对于两个以上的点电荷，其中每一个点电荷所受的总的库仑力等于其他点电荷分别单独存在时对该电荷的作用力的矢量和。
[典例] (多选)两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F ，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小可能是( )
A ．5F /9
B ．4F /5
C ．5F /4
D ．9F /5
[思路点拨]
(1)先写出两小球接触前库仑力F 的表达式。 ?
(2)再确定相互接触后再分开的两小球带电量。 ?
(3)最后写出两小球分开后库仑力F ′的表达式。
[解析] 带电小球要分同种还是异种电荷。若带同种电荷相接后总电量求和后平分，即q ＝Q ＋5Q 2＝3Q ，原来的库仑力为F ＝k 5Q ×Q r 2＝5kQ 2r 2，将两球接触后再放回原处，它们间的
库仑力大小为F ＝k 3Q ×3Q r 2＝9kQ 2r 2＝95F ；若带异种电荷相接电荷量中和后再平分电荷量，即
q ＝Q －5Q 2＝－2Q ，将两球接触后再放回原处，它们间的库仑力大小为F ＝k 2Q ×2Q r 2＝4kQ 2
r 2＝
4
5
F ；故选项B 、D 正确。 [答案] BD
两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球，将两球接触后，若带同种电荷相接后总电量求和后平分，即q ＝Q 1＋Q 2
2
；若带异种电荷相接后电荷量中和后再平分电荷量，即q ＝
Q 1－Q 2
2
，然后再根据库仑定律求解库仑力的大小关系。
1．有两个点电荷，所带电荷量分别为q 1和q 2，相距为r ，相互作用力为F ，为了使它
们之间的作用力增大为原来的2倍，下列做法可行的是( )
A ．仅使q 1增大为原来的2倍
B ．仅使q 2减小为原来的一半
C ．使q 1和q 2都增大为原来的2倍
D ．仅使r 减小为原来的一半
解析：选A 根据库仑定律可得F ＝k q 1q 2r 2，若仅使q 1增大为原来的2倍，则F ′＝k 2q 1q 2
r 2
＝2F ，A 正确；若仅使q 2减小为原来的一半，则F ′＝k 1
2q 1q 2r 2＝1
2F ，B 错误；使q 1和q 2都
增大为原来的2倍，则F ′＝k 2q 1·2q 2
r 2
＝4F ，C 错误；若仅使r 减小为原来的一半，则F ′＝k
q 1·q 2
???
?12r 2＝4F ，D 错误。 2.如图1-2-1所示，两个完全相同的金属小球A 、B 带有电荷量相等的电荷，相隔一定的距离，两球间相互吸引力的大小是F ，今让与A 、B 大小相等、相同材料制成的不带电的第三个小球C 先后与A 、B 两球接触后移开，这时A 、B 两球之间的相互作用力的大小为(
)
图1-2-1
A.1
8F B.14F C.38
F D.34
F 解析：选A 两球间相互吸引，故带异种电荷。设A 、B 两球心之间的距离为r ，A 球带电荷量为q ，B 球带电荷量为－q ，依库仑定律知A 、B 两球间的吸引力F ＝k q 2
r 2。当C 球
先后与A 、B 两球接触后移开，A 球带电q 2，B 球带电－q
4，A 、B 两球之间相互吸引力大小为
F ′＝k q 2·q
4r 2＝1
8
F ，故A 正确。
1．库仑力作用下的平衡问题
分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时，方法仍然与力学中物体的平衡方法一样，具体步骤是：
(1)确定研究对象，进行受力分析；
(2)根据平衡条件建立平衡方程，常用方法：①合成法或分解法，②正交分解法：Fx 合＝0，Fy 合＝0。
2．同一直线上三个自由电荷的平衡问题
三个点电荷在同一条直线上，在静电力作用下处于平衡状态时，每个点电荷都受其他两
个点电荷对它的静电力作用。受力方向如图1-2-2所示。
图1-2-2
大小满足下面关系式 对q 1：k q 1q 2r 21＝k q 1q 3
(r 1＋r 2)2
对q 2：k q 1q 2r 21＝k q 2q 3
r 22
对q 3：k q 1q 3(r 1＋r 2)2＝k q 2q 3
r 22
[典例] 在真空中有两个相距r 的点电荷A 和B ，带电荷量分别为q 1＝－q ，q 2＝4q 。 (1)若A 、B 固定，在什么位置放入第三个点电荷q 3，可使之处于平衡状态？平衡条件中对q 3的电荷量及正负有无要求？
(2)若以上三个点电荷皆可自由移动，要使它们都处于平衡状态，对q 3的电荷量及电性有何要求？
[审题指导] 第一步 抓关键点
第二步 找突破口
第(1)问中，看q 3放在A 、B 的连线中还是延长线上，能满足q 3受的两个力方向相反，然后用库仑定律表示出两个力即可。
第(2)问中，让q 3平衡可确定q 3的位置，再让q 1或q 2中的一个平衡，便可建立三点电荷二力平衡等式确定q 3的电荷量及电性。
[解析] (1)q
3受力平衡，必须和q 1、q 2在同一条直线上，因为q 1、q 2带异号电荷，所以q 3不可能在它们中间。再根据库仑定律，库仑力和距离的平方成
反比，可推知q 3应该在q 1、q 2的连线上，在q 1的外侧(离带电荷量少的电荷近一点的地方)，如图所示。设q 3离q 1的距离是x ，根据库仑定律和平衡条件列式：k q 3q 1x 2－k q 3q 2
(x ＋r )2
＝0
将q 1、q 2的已知量代入得：x ＝r ，对q 3的电性和电荷量均没有要求。
(2)要使三个电荷都处于平衡状态，就对q 3的电性和电荷量都有要求，首先q 3不能是一个负电荷，若是负电荷，q 1、q 2都不能平衡，也不能处在它们中间或q 2的外侧，设q 3离q 的距离是x 。根据库仑定律和平衡条件列式如下：
对q 3：k q 3q 1x 2－k q 3q 2
(x ＋r )2＝0
对q 1：k q 1q 3x 2－k q 1q 2
r
2＝0
解上述两方程得：q 3＝4q ，x ＝r 。
[答案] (1)在q 1的外侧距离为r 处，对q 3的电性和电荷量均没有要求 (2)电荷量为4q 带正电
三个点电荷在同一直线上只受库仑力处于平衡状态的规律
(1)三个点电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”或记为“两同夹异”。 (2)三个点电荷中，中间电荷的电荷量最小，离中间电荷远的电荷量最大，可记为“两大夹小，越远越大”。
(3)如图1-2-2所示的三个点电荷的电荷量满足q 1q 3＝q 1q 2＋q 2q 3。
1. (多选)如图1-2-3所示，质量分别为m 1、m 2，电荷量分别为q 1、q 2的两小球，分别用绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别为α和β(α>β)，两小球恰在同一水平线上，那么( )
图1-2-3
A ．两球一定带异种电荷
B ．q 1一定大于q 2
C ．m 1一定小于m 2
D ．m 1所受的库仑力一定大于m 2所受的库仑力
解析：选AC 由于两球相互吸引，所以一定带异种电荷，选项A 正确。设轻丝线与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得两球之间的库仑力F ＝mg tan θ，因此m 1g 2．如图1-2-4所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为q (q ＞0)的相同小球，小球之间用劲度系数均为k 0的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度 为l 。已知静电力常量为k ，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为( ) 图1-2-4 A ．l ＋5kq 2 2k 0l 2 B ．l －kq 2 k 0l 2 C ．l －5kq 2 4k 0l 2 D ．l －5kq 2 2k 0l 2 解析：选C 取左侧电荷为研究对象，由平衡状态得k 0x ＝kq 2l 2＋kq 2(2l )2，解得x ＝5kq 2 4k 0l 2，故 弹簧原长为l 0＝l －x ＝l －5kq 2 4k 0l 2 ，C 正确。 3．A 、B 两小球分别带9Q 和－3Q 的电荷，固定在相距为L 的位置上。现有一电荷量为Q 的小球C ，问将它放在什么位置受到的静电力为零？ 解析：C 应放在AB 延长线上，设距B 为r ，则距A 为L ＋r 则k ·9Q ·Q (L ＋r )2＝k ·3Q ·Q r 2，解得r ＝ L (3－1) 。 答案：C 放在AB 延长线上距B 小球L (3－1) 处 [典例] 如图1-2-5所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列三个小球A 、B 、C ，三球质量均为m ，A 与B 、B 与C 相距均为L (L 比球半径r 大得多)。若小球均带电，且q A ＝＋10q ，q B ＝＋q ，为保证三球间距不发生变化，将一水平向右的恒定推力F 作用于A 球，使三者一起向右匀加速运动。求： 图1-2-5 (1)F 的大小。 (2)C 球的电性和电荷量。 [思路点拨] (1)A 、B 、C 的加速度相同，视A 、B 、C 为一个整体，则F ＝3ma 。 (2)由于C 加速度向右，需要A 、B 对C 产生向右的斥力，C 带正电。 (3)B 受到A 向右的斥力和C 向左的斥力，C 受到A 、B 向右的斥力。B 和C 所受合外力相等，均为ma 。 [解析] C 必带正电，设为q C 高二物理第一学期选修 3-1 期末考试试卷 1.有一电场的电场线如图1 所示，场中A、B 两点电场强度的大小和电势分别用E A、E B和U A、U B表示，则[] A.E a＞E b U a＞U b B．E a＞E b U a＜U b C．E a＜E b U a＞U b D．E a＜E w b U a＜U b 2.图2 的电路中C 是平行板电容器，在S 先触1 后又扳到2，这时将平行板的板间距拉大一点，下列说法正确的是[ ] A.平行板电容器两板的电势差不变B．平行扳电容器两板的电势差变小C．平行板电容器两板的电势差增大D．平行板电容器两板间的的电场强度不变 3.如图3，真空中三个点电荷A、B、C，可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡状态，若三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB＞BC，则根据平衡条件可断定[] A．A、B、C 分别带什么性质的电荷B．A、B、C 中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷C．A、B、C 中哪个电量最大D．A、B、C 中哪个电量最小 4.一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图 4 所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A.向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 5.在匀强电场中，将一个带电量为q，质量为m 的小球由静止释放，带电小球的轨迹为一直线，该直线与竖直方向夹角为θ，如图5 所示，那么匀强电场的场强大小为[ ] A.最大值是mgtgθ／q B．最小值是mgsinθ／q C．唯一值是mgtgθ／q D．同一方向上，可有不同的值． 高中物理竞赛辅导（2） 静力学力和运动 共点力的平衡 n个力同时作用在物体上，若各力的作用线相交于一点，则称为 共点力，如图1所示。 作用在刚体上的力可沿作用线前、后滑移而不改变其力 学效应。当刚体受共点力作用时，可把这些力沿各自的作用 线滑移，使都交于一点，于是刚体在共点力作用下处于平衡 状态的条件是：合力为零。 （1） 用分量式表示： （2） [例1]半径为R的刚性球固定在水 平桌面上，有一质量为M的圆环状均匀 弹性细绳圈，原长为，绳 圈的弹性系数为k。将圈从球的正上方 轻放到球上，并用手扶着绳圈使其保持 水平，最后停留在平衡位置。考虑重力， 不计摩擦。①设平衡时绳圈长 ，求k值。②若 ，求绳圈的平衡位置。 分析：设平衡时绳圈位于球面上相应于θ角的纬线上。在绳圈上任取一小元段， 长为，质量为，今将这元段作为隔离体，侧视图和俯视图分别由图示（a）和（b）表示。 元段受到三个力作用：重力方向竖直向下；球面的支力N方向沿半径R 指向球外；两端张力，张力的合力为 位于绳圈平面内，指向绳圈中心。这三个力都在经 线所在平面内，如图示（c）所示。将它们沿经线的切向和法向分 解，则切向力决定绳圈沿球面的运动。 解：（1）由力图（c）知：合张力沿经线切向分力为： 重力沿径线切向分力为： （2-2） 当绳圈在球面上平衡时，即切向合力为零。 （2-3） 由以上三式得 （2-4） 式中 由题设：。把这些数据代入（2-4）式得。于是。 （2）若时，C=2，而。此时（2-4）式变成 tgθ=2sinθ-1, 即 sinθ+cosθ=sin2θ, 平方后得。 在的范围内，上式无解，即此时在球面上不存在平衡位置。这时由于k值太小，绳圈在重力作用下，套过球体落在桌面上。 [例2]四个相同的球静止在光滑的球形碗内，它们的中心同在一水平面内，今以另一相同的球放以四球之上。若碗的半径大于球的半径k倍时，则四球将互相分离。试求k值。 分析：设每个球的质量为m，半径为r ，下面四个球的相互作用力为N，如图示（a）所示。 又设球形碗的半径为R，O' 为球形碗的球心，过下面四球的 球心联成的正方形的一条对角线 AB作铅直剖面。如图3（b）所示。 当系统平衡时，每个球所受的合 力为零。由于所有的接触都是光 滑的，所以作用在每一个球上的 力必通过该球球心。 上面的一个球在平衡时，其 重力与下面四个球对它的支力相平衡。由于分布是对称的，它们之间的相互作用力N， 大小相等以表示，方向均与铅垂线成角。 高中物理选修3-1《电场》全套同步练习 第01节 电荷及其守恒定律 [知能准备] 1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷． 2．物体的带电方式有三种： （1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电． （2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另 一端带上与带电体相 的电荷． （3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全 相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同 种电荷的总电荷量平均分配在两球上． 3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部 分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ． 4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体 的电荷量或者等于电荷量e ，或者是电荷量e 的整数倍．因此，电荷量e 称为元电荷．电荷量e 的数值最早 由美国科学家 用实验测得的． 5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值 m q ．电子的比荷为kg C m e e /1076.111?=． [同步导学] 1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷． 2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变． 例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ） A ．物体所带的电荷量可以为任意实数 B ．物体所带的电荷量只能是某些特定值 C ．物体带电＋1.60×10-9C ，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D ．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e 的整数倍，故A 错，B 、C 、D 正 确． 如图1—1—1所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球 都带电的是 （ ） A ．先把两球分开，再移走棒 B ．先移走棒，再把两球分开 C ．先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D ．棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 解析：带电棒移近导体球但不与导体球接触，从而使导体球上的电荷重新分布，甲球左侧感应出正电荷， 乙球右侧感应出负电荷，此时分开甲、乙球，则甲、乙球上分别带上等量的异种电荷，故A 正确；如果先 移走带电棒，则甲、乙两球上的电荷又恢复原状，则两球分开后不显电性，故B 错；如果先将棒接触一下 其中的一球，则甲、乙两球会同时带上和棒同性的电荷，故C 正确．可以采用感应起电的方法使两导体球 图1—1—1 最新人教版高中物理选修3-1综合测试题全套及答案 综合评估检测卷(一)静电场 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．每小题至少一个答案正确) 1. 图中，实线和虚线分别表示等量异种点电荷的电场线和等势线，则下列有关P、Q两点的相关说法中正确的是() A．两点的场强等大、反向 B．P点电场更强 C．两点电势一样高 D．Q点的电势较低 答案： C 2．如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变A、B两极板带的电荷量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度() A．一定增大B．一定减小 C．一定不变D．可能不变 解析：极板带的电荷量Q不变，当减小两极板间距离，同时插入电介质，则电容C一定增大．由U＝Q C可 知两极板间电压U一定减小，静电计指针的偏转角也一定减小，选项B正确． 答案： B 3. 如图所示中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，用E a、E b分别表示a、b 两点的场强大小，则() A．a、b两点场强方向相同 B．电场线从a指向b，所以E a＞E b C．电场线是直线，所以E a＝E b D．不知a、b附近的电场线分布，E a、E b大小不能确定 解析：由于电场线上每一点的切线方向跟该点的场强方向一致，而该电场线是直线，故A正确．电场线的疏密表示电场的强弱，只有一条电场线时，则应讨论如下：若此电场线为正点电荷电场中的，则有E a＞E b；若此电场线为负点电荷电场中的，则有E a＜E b；若此电场线是匀强电场中的，则有E a＝E b；若此电场线是等量异种点电荷电场中那一条直的电场线，则E a和E b的关系不能确定．故正确选项为A、D. 答案：AD 4. 如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点，若将一正电荷由c经a移到d，电场力做正功W1，若由c经b移到d，电场力做正功W2，则() A．W1>W2φ1>φ2 B．W1 7.1简谐振动 一、简谐运动的定义 1、平衡位置：物体受合力为0的位置 2、回复力F ：物体受到的合力，由于其总是指向平衡位置，所以叫回复力 3、简谐运动：回复力大小与相对于平衡位置的位移成正比，方向相反 F k x =- 二、简谐运动的性质 F kx =- ''mx kx =- 取试探解（解微分方程的一种重要方法） cos()x A t ω?=+ 代回微分方程得： 2m x kx ω-=- 解得： 22T π ω== 对位移函数对时间求导，可得速度和加速度的函数 cos()x A t ω?=+ sin()v A t ωω?=-+ 2cos()a A t ωω?=-+ 由以上三个方程还可推导出： 222()v x A ω += 2a x ω=- 三、简谐运动的几何表述 一个做匀速圆周运动的物体在一条直径 上的投影所做的运动即为简谐运动。 因此ω叫做振动的角频率或圆频率， ωt +φ为t 时刻质点位置对应的圆心角，也叫 做相位，φ为初始时刻质点位置对应的圆心 角，也叫做初相位。 四、常见的简谐运动 1、弹簧振子 (1)水平弹簧振子 (2)竖直弹簧振子 2、单摆（摆角很小） sin F mg mg θθ=-≈- x l θ≈ 因此： F k x =- 其中： mg k l = 周期为：222T π ω=== 例1、北京和南京的重力加速度分别为g 1=9.801m/s 2和g 2=9.795m/s 2，把在北京走时准确的摆钟拿到南京，它是快了还是慢了？一昼夜差多少秒？怎样调整？ 例2、三根长度均为l=2.00m 、质量均匀的直杆，构成一正三角彤框架 ABC ．C 点悬挂在一光滑水平转轴上，整个框架可绕转轴转动．杆AB 是一导轨，一电动玩具松鼠可在导轨运动，如图所示．现观察到松鼠正在导轨上运动，而框架却静止不动，试论证松鼠的运动是一种什么样的运动? 高中物理选修3-1单元测试题 第一章电场（A） 班别姓名学号成绩 一、单项选择题（4×10＝40分） 1．关于点电荷的说法正确的是（） A．点电荷的带电量一定是1.60×10-19C B．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型D．大的带电体不能看成是点电荷 2．真空中有两个点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果将它们的距离增大为原来的2倍，将其中之一的电荷量增大为原来的2倍，它们之间的作用力变为多大（）A．F/2 B.F C.2F D.4F 3．如图所示，在一电场中有A、B两点，下列说法正确的是( ) A．由E＝F/q可知，在A点放入的电荷电量越大，A点的场强越小 B．B点场强大于A点场强 C．A点场强是确定的，与放入电荷无关 D．A点场强大于B点场强，且方向相同 4．某电场的电场线如图，a、b是一条电场线上的两点，用φ 、φb和 E a、E b分别表示a、b两点的电势和电场强度，可以判定（） A．φa < φb B．φa = φb C．E a > E b D．E a = E b 5．电荷Ｑ在电场中某两点间移动时，电场力做功Ｗ，由此可算出两点间的电势差为U，若让电量为2Ｑ的电荷在电场中的这两点间移动则（） A．电场力做功仍为W B．电场力做功W/2 C．两点间的电势差仍为U D．两点间的电势差为U/2 6．如图，当正电荷从A到C移动过程中，正确的是( ) A．从A经B到C电场力对电荷做功最多 B．从A经M到C电场力对电荷做功最多 C．从A经N到C电场力对电荷做功最多 D．不管从哪条路径使电荷从A到C，电场力做功都相等，且都是正功． E 7．如图所示，a 、b 、c 是一条电场线上的三点，电场线的方向由a 到c ，a 、b 间的距离等 于b 、c 间的距离，用c b a ???、、和c b a E E E 、、分别表示a 、b 、c 三点的电势和电场强度，以下判定正确．．的是 （ ） A ．a ?＞b ?＞c ? B ．a E ＞b E ＞c E C ．c b b a ????-=- D ．a E =b E =c E 8．如图所示A 、B 两点分别固定带有等量同种电荷的点电荷，M 、N 为AB 连线上的两点，且AM =BN ，则（ ） A ．M 、N 两点的电势和场强都相等 B ．M 、N 两点的电势和场强都不相等 C ．M 、N 两点的电势不同，场强相等 D ．M 、N 两点的电势相同，场强不相同 9.下列哪些做法不利于静电危害的防止（ ） A ．油罐车的尾部有一铁链拖在地上 B ．印染厂房中保持干燥 C ．飞机机轮上装有搭地线 D ．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维 10.如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度，若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，那么静电计指针的偏转角度（ ） A 、一定减小 B 、一定增大 C 、一定不变 D 、可能不变 二、双项选择题（5×4＝20分） 11．如图所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等， 即U ab = U bc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 （ ） A ．三个等势面中，a 的电势最低 B ．带电质点通过P 点时的电势能较Q 点大 C ．带电质点通过P 点时的动能较Q 点大 N M B 一、选择题(本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的4个选项中，至少有一项是正确的。全部选对的给4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选的得0分) 1.两个用相同材料制成的半径相等的带电金属小球,其中一个球的带电量的绝对值是另一个的5倍,它们间的库仑力大小是F ,现将两球接触后再放回原处,它们间库仑力的大小可能是（ ） A.5 F /9 B.4F /5 C.5F /4 D.9F /5 2.点电荷A 和B ，分别带正电和负电，电量分别为4Q 和Q ，在AB 连线上，如图1-69所示，电场强度为零的地方在 ( ) A ．A 和 B 之间 B ．A 右侧 C ．B 左侧 D ．A 的右侧及B 的左侧 3．如图1-70所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ） A ．保持S 闭合，将A 板向 B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变 C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大 D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变 4．如图1-71所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把悬线烧断，则小球在电场中将作（ ） A ．自由落体运动 B ．曲线运动 C ．沿着悬线的延长线作匀加速运动 D ．变加速直线运动 5.如图是表示在一个电场中的a 、b 、c 、d 四点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电量跟它所受电场力的函数关系图象，那么下列叙述正确的是（ ） A ．这个电场是匀强电场 B ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E d >E a >E b >E c C ．a 、b 、c 、d 四点的场强大小关系是E a >E b >E c >E d D ．无法确定这四个点的场强大小关系 6．以下说法正确的是（ ） A ．由q F E =可知此场中某点的电场强度E 与F 成正比 B ．由公式q E P = φ可知电场中某点的电势φ与q 成反比 图1-69 B A Q 4Q 图1-70 图1-71 高中物理选修3-1 同步训练 1.下列说法正确的是() A．静电感应不是创造了电荷，而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的 B．一个带电物体接触另一个不带电物体，两个物体有可能带上异种电荷 C．摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷 D．摩擦起电是质子从一物体转移到另一物体 解析：选A.三种起电方式都是电子发生了转移，接触起电时，两物体带同性电荷，故B、C、D错误，A正确． 2.对于一个已经带电的物体，下列说法中正确的是() A．物体上一定有多余的电子 B．物体上一定缺少电子 C．物体的带电量一定是e＝1.6×10－19C的整数倍 D．物体的带电量可以是任意的一个值 解析：选C.带电物体若带正电则物体上缺少电子，若带负电则物体上有多余的电子，A、B 项错误；物体的带电量一定等于元电荷或者等于元电荷的整数倍，C项正确，D项错误．3. 图1－1－4 (2012·江苏启东中学高二月考)如图1－1－4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则() A．金属球可能不带电 B．金属球可能带负电 C．金属球可能带正电 D．金属球一定带负电 解析：选AB.验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相互排斥，张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔张角减小，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上负的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，由于负电荷离验电器较近而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小，选项A正确，同时否定选项D. 4. 高中物理选修3-2《电磁感应》单元测试题高二物理阶段性复习质量检测一 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 注意事项： 1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。 2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。 第一卷（选择题，共50分） 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；其中第1～7题为单选题；第8～10题为多选题，全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分) 1、一闭合线圈中没有产生感应电流，则( ) A．该时该地的磁感应强度一定为零 B．该时该地的磁场一定没有变化 C．线圈面积一定没有变化 D．穿过线圈的磁通量一定没有变化 2、闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面，则( ) A．环中产生的感应电动势均匀变化 B．环中产生的感应电流均匀变化 C．环中产生的感应电动势保持不变 D．环上某一小段导体所受的安培力保持不变 3、现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、 线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、 线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他 将滑动变阻器的滑动片P向左加速滑动时，电流 计指针向右偏转。由此可以推断( ) A ．线圈A 向上移动或滑动变阻器滑动片P 向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 B ．线圈A 中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 C ．滑动变阻器的滑动片P 匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 D ．因为线圈A 、线圈B 的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向 4、用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m ，正方形 的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。当磁 场以10 T/s 的变化率增强时，线框中a 、b 两点间的电势 差是( ) A ．U ab ＝0.1 V B ．U ab ＝－0.1 V C ．U ab ＝0.2 V D ．U ab ＝－0.2 V 5、如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O 点。O 点正下方固定 一个水平放置的铝线圈。让磁铁在竖直面内摆动，下列说法 中正确的是( ) A ．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次 B ．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用 C ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力 D ．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力 6、图中半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻两端分别接盘心O 和盘边缘，则通过电阻R 的电流强度的大小和方向是( ) A ．由c 到d ，I =2Br R ω B ．由d 到c ，I =2Br R ω C ．由c 到d ，I =22Br R ω D ．由d 到c ，I =22Br R ω 高中物理选修3-2测试题 第I 卷(选择题12小题 共 36分) 一选择题(本题包括12小题,每小题3分，共36分。每小题给出的四个选项中,有的只有一 个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全对的得2分,有选错的或不答的得0分) 1.关于电磁场理论,下列说法正确的是:( ) A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B. 变化的磁场周围产生的电场不一定是变化的 C. 均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D. 振荡电场周围产生的磁场也是振荡的 2.质子和一价钠离子分别垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动,如果它们的圆周半径恰好相等,这说明它们在刚进入磁场时:( ) A.速率相等 B.带电量相等 C.动量大小相等 D.质量相等 3.矩形线圈ABCD 位于通电直导线附近,如图所示,线圈和导线在同一平面内,且线圈的两个边与导线平行,下列说法正确的是:( ) A.当线圈远离导线移动时,线圈中有感应电流 B.当导线中的电流I 逐渐增大或减小时,线圈中无感应电流 C.当线圈以导线为轴转动时,线圈中有感应电流 D.当线圈以CD 为轴转动时,线圈中有感应电流 4.若在磁场是由地球表面带电产生的,则地球表面带电情况是: ( ) A.正电 B.负电 C.不带电 D.无法确定 5.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是: ( ) A. 启动器触片接通时,产生瞬时高压 B. 日光灯正常工作时,镇流器起降压限流以保证日光灯正常工作 C.日光灯正常工作时, 日光灯管的电压稳定在220V D.镇流器作用是将交流电变为直流电 6.矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴匀速转动时,线圈跟中性面重合的瞬间,下列说法中正确的是: ( ) A.线圈中的磁通量为零 B. 线圈中的感应电动势最大 C. 线圈的每一边都不切割磁感线 D.线所受到的磁场力不为零 B C D A I 高中物理《竞赛辅导》力学部分 目录 ：力学中的三种力 【知识要点】 （一）重力 重力大小G=mg，方向竖直向下。一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。 （二）弹力 1．弹力产生在直接接触又发生非永久性形变的物体之间(或发生非永久性形变的物体一部分和另一部分之间)，两物体间的弹力的方向和接触面的法线方向平行，作用点在两物体的接触面上．2．弹力的方向确定要根据实际情况而定． 3．弹力的大小一般情况下不能计算，只能根据平衡法或动力学方法求得．但弹簧弹力的大小可用．f=kx(k 为弹簧劲度系数，x为弹簧的拉伸或压缩量)来计算． 在高考中，弹簧弹力的计算往往是一根弹簧，而竞赛中经常扩展到弹簧组．例如：当劲度系数分别为k1,k2,…的若干个弹簧串联使用时．等效弹簧的劲度系数的倒数为：，即弹簧变软；反之．若 以上弹簧并联使用时，弹簧的劲度系数为：k=k 1+…k n ，即弹簧变硬．(k=k 1+…k n 适用于所有并联弹簧的原长相等；弹簧原长不相等时，应具体考虑) 长为 的弹簧的劲度系数为k ，则剪去一半后，剩余 的弹簧的劲度系数为2k （三）摩擦力 1．摩擦力 一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。 2．滑动摩擦力的大小由公式f=μN 计算。 3．静摩擦力的大小是可变化的，无特定计算式，一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。其大小范围在0＜f≤f m 之间，式中f m 为最大静摩擦力，其值为f m =μs N ，这里μs 为最大静摩擦因数，一般情况下μs 略大于μ，在没有特别指明的情况下可以认为μs =μ。 4．摩擦角 将摩擦力f 和接触面对物体的正压力N 合成一个力F ，合力F 称为全反力。在滑动摩擦情况下定义tgφ=μ=f/N ，则角φ为滑动摩擦角；在静摩擦力达到临界状态时，定义tgφ0=μs =f m /N ，则称φ0为静摩擦角。由于静摩擦力f 0属于范围0＜f≤f m ，故接触面作用于物体的全反力同接触面法线 的夹角≤φ0，这就是判断物体不发生滑动的条件。换句话说，只要全反力的作用线落在（0，φ0）范围时，无穷大的力也不能推动木块，这种现象称为自锁。 本节主要内容是力学中常见三种力的性质。在竞赛中以弹力和摩擦力尤为重要，且易出错。弹力和摩擦力都是被动力，其大小和方向是不确定的，总是随物体运动性质变化而变化。弹力中特别注意轻绳、轻杆及胡克弹力特点；摩擦力方向总是与物体发生相对运动或相对运动趋势方向相反。另外很重要的一点是关于摩擦角的概念，及由摩擦角表述的物体平衡条件在竞赛中应用很多，充分利用摩擦角及几何知识的关系是处理有摩擦力存在平衡问题的一种典型方法。 【典型例题】 【例题1】如图所示，一质量为m 的小木块静止在滑动摩擦因数为μ=的水平面上，用一个与水平方 向成θ角度的力F 拉着小木块做匀速直线运动，当θ角为多大时力F 最小？ 【例题2】如图所示，有四块相同的滑块叠放起来置于水平桌面上，通过细绳和定滑轮相互联接起来.如果所有的接触面间的摩擦系数均为μ，每一滑块的质量均为 m ，不计滑轮的摩擦.那么要拉动最上面一块滑块至少需要多大的水平拉力?如果有n 块这样的滑块叠放起 来，那么要拉动最上面的滑块，至少需多大的拉力? 【例题3】如图所示，一质量为m=1㎏的小物块P 静止在倾角为θ=30°的斜面 上，用平行于斜面底边的力F=5N 推小物块，使小物块恰好在斜面上匀速运动，试求小物块与斜面间的滑 动摩擦因数（g 取10m/s 2 ）。 【练习】 1、如图所示，C 是水平地面，A 、B 是两个长方形物块，F 是作用在物块B 上沿水平方向的力，物块A 和B 以相同的速度作匀速直线运动，由此可知， A 、 B 间的滑动 θ F P θ F A B F C N F f m f 0 α φ 高中物理选修3-1 同步训练 1．下列叙述中正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成电流 B ．国际单位制中电流的单位是安 C ．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的 D ．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流必定不为零 解析：选BD.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是有电势差．导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安． 2．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续的电流 B ．电源的作用是可以使电路中有持续的电流 C ．导体内没有电流，说明导体内部的电荷没有移动 D ．恒定电流是由恒定电场产生的 解析：选BD.电流在形成时有瞬时电流和恒定电流，瞬时电流是电荷的瞬时定向移动形成的，而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的，电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压，从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流．故选项B 、D 正确． 3．电路中，每分钟有60亿万个自由电子通过横截面积为0.64×10－ 6 m 2的导线，那么电路中的电流是( ) A ．0.016 mA B ．1.6 mA C ．0.16 μA D ．16 μA 解析：选C.I ＝q t ＝en t ＝1.6×10－19 ×60×101260 A ＝0.16×10－ 6 A ＝0.16 μA. 4．(2012·山东任城第一中学高二月考)铜的原子量为m ，密度为ρ，每摩尔铜原子有n 个自由电子，今有一根横截面积为S 的铜导线，当通过的电流为I 时，电子平均定向移动的速率为( ) A ．光速c B.I neS C.ρI neSm D.Im neSρ 解析：选D.自由电子体密度N ＝n m /ρ＝ρn m ，代入I ＝nqS v ，得v ＝Im neSρ ，D 正确． 5．某品牌手机在待机工作状态时，通过的电流是4微安，则该手机一天时间内通过的电荷量是多少？通过的自由电子个数是多少？ 解析：通过的电荷量为： q ＝It ＝4×10－ 6×24×3600 C ≈0.35 C. 通过的电子个数为： N ＝q e ＝0.35 C 1.6×10－19 C ＝2.16×1018个． 答案：0.35 C 2.16×1018个 一、选择题 1．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B ．导体内自由电子的运动速率越大，电流越大 C ．电流是矢量，其方向为正电荷定向移动的方向 D ．在国际单位制中，电流的单位是安，属于基本单位 解析：选D.此题要特别注意B 选项，导体内自由电子定向移动的速率越大，电流才越大． 最新鲁科版高中物理选修3-1单元测试题及答案全套 章末过关检测(一) (时间：60分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确) 1．下列说法正确的是() A．只有体积很小的带电体才能看作点电荷 B．以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 C．在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E＝F/q，取走q后，该点场强不变 D．元电荷实质就是电子(或质子)本身 答案：C 2．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是() A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患 D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 解析：选C．用塑料梳子梳头时会产生静电，会引起静电，穿衣，脱衣也会产生静电．这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故A、D错误；工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电，故B错误；化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险，故C 正确． 3．用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素．如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小．这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来．若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示．则以下对该实验现象的判断正确的是() 高中物理选修3-1试题 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确 .全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.) 1.某静电场的电场线分布如图,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为P E 和Q E ,电势分别为P ?和Q ?,则（ ） A.P Q E E >，P Q ??< B.P Q E E <，P Q ??> C.P Q E E <，P Q ??< D.P Q E E >，P Q ??> 2.关于电势与电势能的说法正确的是( ) A.电荷在电场中电势高的地方电势能大 B.在电场中的某点,电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大 C.正电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大 D.负电荷形成的电场中,正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小 3.图中水平虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线.两带电小球M 、N 质量相等,所带电荷量的绝对值也相等.现将M 、N 从虚线上的O 点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a 、b 、c 为实线与虚线的交点,已知O 点电势高于c 点.则( ) A.M 带负电荷,N 带正电荷 B.M 在从O 点运动至b 点的过程中,动能不变 C.N 在从O 点运动至a 点的过程中克服电场力做功 D.N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相等 4.下列说法正确的是( ) A.带电粒子仅在电场力作用下做“类平抛”运动,则电势能一定减小. B.带电粒子只受电场力作用,由静止开始运动,其运动轨迹一定与电场线重合. C.带电粒子在电场中运动,如只受电场力作用,其加速度方向一定与电场线方向相同. D.一带电小球在匀强电场中在电场力和重力的作用下运动,则任意相等时间内动量的变化量相同. 5.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在P 点,如图所示.以E 表示两极板间的场强,U 表示电容器的电压,ε表示正电荷在P 点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( ) A.U 变小,E 不变 B.E 变大,ε变大 第1题图 Q P q +q + 高中物理竞赛辅导讲义 第2篇 运动学 【知识梳理】 一、匀变速直线运动 二、运动的合成与分解 运动的合成包括位移、速度和加速度的合成，遵从矢量合成法则（平行四边形法则或三角形法则）。 我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动，质点对运动参考照系的运动称为相对运动，而运动参照系对地的运动称为牵连运动。以速度为例，这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度，则 v 绝对 = v 相对 + v 牵连 或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙 位移、加速度之间也存在类似关系。 三、物系相关速度 正确分析物体（质点）的运动，除可以用运动的合成知识外，还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。以下三个结论在实际解题中十分有用。 1．刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度（速度投影定理）。 2．接触物系在接触面法线方向的分速度相同，切向分速度在无相对滑动时亦相同。 3．线状交叉物系交叉点的速度，是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后，在对方切向运动分速度的矢量和。 四、抛体运动： 1．平抛运动。 2．斜抛运动。 五、圆周运动： 1．匀速圆周运动。 2．变速圆周运动： 线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动，它的角速度方向不变，大小在不断改变，它的加速度为a = a n + a τ，其中a n 为法向加速度，大小为2 n v a r =，方向指向圆心；a τ为切向加速度，大小为0lim t v a t τ?→?=?，方向指向切线方向。 六、一般的曲线运动 一般的曲线运动可以分为很多小段，每小段都可以看做圆 周运动的一部分。在分析质点经过曲线上某位置的运动时，可 以采用圆周运动的分析方法来处理。对于一般的曲线运动，向心加速度为2n v a ρ =，ρ为点所在曲线处的曲率半径。 七、刚体的平动和绕定轴的转动 1．刚体 所谓刚体指在外力作用下，大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。刚体的任 高中物理选修3-1同步练习题 第一节 电荷及其守恒定律 [同步检测] 1、一切静电现象都是由于物体上的 引起的，人在地毯上行走时会带上电，梳头 时会带上电，脱外衣时也会带上电等等，这些几乎都是由 引起的. 2．用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 （ ） A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C.被吸引的轻小物体一定是带电体 D.被吸引的轻小物体可能不是带电体 3．如图1—1—2所示，在带电+Q 的带电体附近有两个相互接触的金属导体A 和B ，均放 在绝缘支座上.若先将+Q 移走，再把A 、B 分开，则A 电，B 电；若先将A 、 B 分开，再移走+Q ，则A 电，B 电. 4．同种电荷相互排斥，在斥力作用下，同种电荷有尽量 的趋势，异种电荷相互吸 引，而且在引力作用下有尽量 的趋势． 5．一个带正电的验电器如图1—1—3所示， 当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时，验电 器中金属箔片的张角减小，则（ ） A ．金属球A 可能不带电 B ．金属球A 一定带正电 C ．金属球A 可能带负电 D ．金属球A 一定带负电 6．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可 判断（ ） A ．验电器所带电荷量部分被中和 B ．验电器所带电荷量部分跑掉了 C ．验电器一定带正电 D ．验电器一定带负电 7．以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是 A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 8．现有一个带负电的电荷A ，和一个能拆分的导体B ，没有其他的导体可供利用，你如何 能使导体B 带上正电？ 9．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的 A. 2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C 10．有三个相同的绝缘金属小球A 、B 、C ，其中小球A 带有2.0×10-5C 的正电荷，小球B 、 C 不带电．现在让小球C 先与球A 接触后取走，再让小球B 与球A 接触后分开，最后让小 球B 与小球C 接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA= ， qB= ，qC= ． 图1—1—2 图1—1—3 高中物理选修3-1 单元测试题 第一章电场（A） 班别姓名学号成绩 、单项选择题（4× 10＝40 分） 1．关于点电荷的说法正确的是（） A．点电荷的带电量一定是 1.60 ×10 -19C B ．实际存在的电荷都是点电荷 C．点电荷是理想化的物理模型 D ．大的带电体不能看成是点电荷 2．真空中有两个点电荷，它们之间静电力的大小为F．如果将它们的距离增大为原来的2倍，将其中之一的电荷量增大为原来的 2 倍，它们之间的作用力变为多大（）A．F/2 B. F C.2 F D.4 F 3．如图所示，在一电场中有A、B 两点，下列说法正确的是（） A．由E＝F/ q可知，在A点放入的电荷电量越大，B．B点场强大 于 A 点场强C．A点场强是确定的，与放入电荷无关 D．A点场强大于 B 点场强，且方向相同 4．某电场的电场线如图，a、b 是一条电场线上的两点，用φa、φb 和 E a、E b分别表示a、b两点的电势和电场强度，可以判定（） A．φa < φb B ．φa = φb C ．E a > E b D ．E a = E b 5．电荷Ｑ在电场中某两点间移动时，电场力做功Ｗ，由此可算出两点间 的电势差为U，若 让电量为2Ｑ的电荷在电场中的这两点间移动则 A ．电场力做功仍为W B电场力做功W/2 C．两点间的电势差仍为U D．两点间的电势差为U/2 6．如图，当正电荷从 A 到C移动过程中，正确的是（） A．从A经B到 C 电场力对电荷做功最多 B．从A经M到 C 电场力对电荷做功最多 C．从A经N到 C 电场力对电荷做功最多 D．不管从哪条路径使电荷从 A 到C，电场力做功都相等，且都是正功． 高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1．力与力系 （1）力：物体间的的相互作用 （2）力系：作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2．重力和重心 （1）重力：地球对物体的引力（物体各部分所受引力的合力） （2）重心：重力的等效作用点（在地面附近重心与质心重合） 3．力矩 （1）力的作用线：力的方向所在的直线 （2）力臂：转动轴到力的作用线的距离 （3）力矩 ①大小：力矩=力×力臂，M =FL ②方向：右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴，四指指向转动方向，母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式：M r F =? （矢量的叉乘），||||||sin M r F θ=? 。 4．力偶矩 （1）力偶：一对大小相等、方向相反但不共线的力。 （2）力偶臂：两力作用线间的距离。 （3）力偶矩：力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1．共点力系作用下物体平衡条件： 合外力为零。 （1）直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0，ΣF iy = 0，ΣF iz = 0 （2）矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 （3）三力平衡特性 ①三力必共面、共点；②三个力矢量构成封闭三角形。 2．有固定转动轴物体的平衡条件： 3．一般物体的平衡条件： （1）合外力为零。 （2）合力矩为零。 4．摩擦角及其应用 （1）摩擦力 ①滑动摩擦力：f k = μk N（μk－动摩擦因数） ②静摩擦力：f s ≤μs N（μs－静摩擦因数） ③滑动摩擦力方向：与相对运动方向相反 （2）摩擦角：正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角：tanθk=μ ②最大静摩擦角：tanθsm=μ ③静摩擦角：θs≤θsm （3）自锁现象 三、平衡的种类 1．稳定平衡： 当物体稍稍偏离平衡位置时，有一个力或力矩使之回到平衡位置，这样的平衡叫稳定平衡。2．不稳定平衡： 当物体稍稍偏离平衡位置时，有一个力或力矩使它的偏离继续增大，这样的平衡叫不稳定平衡。 3．随遇平衡： 当物体稍稍偏离平衡位置时，它所受的力或力矩不发生变化，它能在新的位置上再次平衡，这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1．如图所示，两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点，此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态，求图中α（悬线与竖直线的夹角）与β（球心连线与竖直线的夹角）的关系。 面圆柱体不致分开，则圆弧曲面的半径R最大是多少？（所有摩擦均不计） R(完整)高中物理选修31期末测试题及答案(2),推荐文档
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