一、选择题(每小题4分,共40分)
1.关于电场强度的定义式,下面说法中正确的是( )
A. q越大则E越小
B. q为试探电荷的电荷量
C. q为场源电荷的电荷量
D. E的方向与试探电荷的受力方向相同
【答案】B
【解析】
【详解】A、公式为比值定义式,E与F和q没有正反比关系,不会因试探电荷而改变,故A错误;
BC、q为试探电荷,即用来检测电场中某个位置场强的电荷,不是场源电荷,故B正确,C错误;
D、规定E的方向与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反,故D错误;
故选B。
【点睛】关键知道公式为比值定义式,E与F和q没有正反比关系,q为试探电荷;规定E的方向与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反。
2.两个完全相同的金属球A和B带电荷量之比为1∶7,相距为r.两者接触一下放回原来的位置,若两电荷原来带异种电荷,则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是( )
A. 3∶7 B. 4∶7
C. 9∶7 D. 16∶7
【答案】C
【解析】
【详解】接触前,两球之间的库仑力大小为,接触后两者所带的电荷量为,它们之间的库仑力大小为,所以,故C正确,ABD错误。
3.如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的电路,开关S闭合.在下列四个过程中,灵敏电流计中有方向由a到b电流的是( )
A. 在平行板电容器中插入电介质
B. 减小平行板电容器两极板间的距离
C. 减小平行板电容器两极板的正对面积
D. 增大平行板电容器两极板的正对面积
【答案】C
【解析】
【详解】在平行板电容器中插入介质,根据电容器电容的决定式分析可得电容增大,而电容器的电压不变,则由电容的定义式分析可知电容器所带电量增加,将要充电,负电荷从a流向b,电路中形成逆时针方向的电流,有b到a方向的电流通过电流计,故A项错误。减小平行板电容器两极板间的距离,根据分析可得电容增大,而电压不变,则由分析可知电容器所带电量增加,同理通过电流计的电流方向为b到a,故B错误。减小平行板电容器两极板间的正对面积,根据分析可知电容减小,而电压不变,则由分析得知电容器所带电量减小,将要放电,电路中形成顺时针方向的电流,有从a到b方向的电流通过电流计,故C正确,D错误。
4.如图所示为研究影响平行板电容器电容决定因素的实验装置,使电容器两极板上带有等量异种电荷,并在电容器间用绝缘丝线悬挂一带电铝球,下列说法正确的是( )
A. 只将电容器b板向左平移,静电计指针的张角与丝线偏角均变小
B. 只将电容器b板向上平移,静电计指针的张角与丝线偏角均变大
C. 只在极板间插入有机玻璃板,静电计指针的张角与丝线偏角均变大
D. 只增加极板带电荷量,静电计指针的张角与丝线偏角均变大,表明电容增大
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,电容器的电荷量保持不变。静电计指针的张角取决于电容器两极板间的电势差的大小。对小球受力分析可知,小球受重力、绳子拉力和电场力作用处于平衡状态,结合力的合成可得,且。根据电容的决定式可知,只将电容器b板向左平移,板间距离d增大,则电容C减小,根据定义式可知,两板间电势差U增大,则静电计的指针张角增大,丝线偏角也增大,故A错误。同理,只将电容器b板向上平移,则相对面积S减小,电容C减小,电势差U增大,则静电计的指针张角和丝线偏角都增大,故B正确。只在极板间插入有机玻璃板,介电常数增大,则电容增大,电势差减小,则静电计的指针张角和丝线偏角都减小,故C错误。电容是电容器的一个基本属性,与极板所带电荷量以及两板间的电势差的无关,故只增大极板所带的电荷量,电容不会改变,故D错误。