【知识点详解】
1. **感应起电与摩擦起电的区别**:感应起电是指由于电荷间的相互作用,使得电荷从物体的一部分转移到另一部分,而摩擦起电则是通过两个物体间的摩擦,使得电荷从一个物体转移到另一个物体。选项A描述了感应起电的特点,而选项D描述了摩擦起电的特点。
2. **元电荷概念**:元电荷是最小的电荷单位,通常用e表示,其数值为1.60×10^-19库仑。选项B阐述了所有带电体的电荷量是元电荷的整数倍,这是正确的;选项A错误,因为元电荷并不是指电子或质子本身,而是它们电量的最小单位;选项C正确地给出了元电荷的数值,且电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根通过实验测定的。
3. **库仑定律**:库仑定律描述了两个点电荷之间力的作用关系,F=k*q1*q2/r^2,其中F是力,k是库仑常数,q1和q2是电荷量,r是距离。选项A错误,点电荷不一定是体积很小的球体,而是指电荷分布均匀且可以视为一个点的电荷;选项B错误,因为当距离趋近于零时,点电荷假设不再成立,库仑定律不再适用;选项C错误,因为根据牛顿第三定律,两点电荷间的力是相互作用力,大小相等,方向相反;选项D正确,只有当带电体大小和形状可以忽略时,才能视为点电荷。
4. **电荷量的转移**:题目中提到两带电小球的电荷量比为1:7,如果它们互相接触,会达到电荷平衡,使得最终两球的电荷量相等或相差一个整数倍的元电荷。所以,电荷力比可能是16:7,因为接触后电荷量可能变为1:1,即4倍的元电荷比。
5. **电场线的性质**:电场线的切线方向表示电场的方向,但并非电荷的受力方向,这取决于电荷的正负;沿电场线方向,电场强度的变化取决于电场的具体分布,不一定是减弱;电场线越密,电场强度越大,电荷受力也越大;电场力的大小还取决于电荷量,仅凭电场线无法确定力的大小变化。选项C正确。
6. **电场线与粒子轨迹**:从粒子的轨迹无法直接判断电场的性质,但可以推断出在M点的电场力大于N点,因为粒子从M到N动能可能减少,意味着电场力做负功。选项B和D无法确定,因为电势和电势能的变化还需考虑电荷的正负。
7. **同心圆电场与粒子运动**:点电荷产生的电场,电势随距离增大而减小。两个粒子以相同速度进入电场,到达M、N时速度相等,说明电场力对它们做功相等,但不能判断电荷种类,因为同种电荷会相互排斥,也可能有相同大小但方向相反的力。选项C正确,因为电场力做功导致动能变化,但无法确定电势能和电荷类型。
8. **电势能与电势的关系**:负电荷从A到B电势能增加,说明A点电势较低;正电荷从A到B电势能增加,说明A点电势较高。选项C正确,因为电势能的变化与电荷的正负有关。
9. **电荷在电场中的运动**:正电荷在电场力作用下,总是从高电势向低电势运动,但并不意味着沿着电场线运动,除非电场线是直线。选项D正确。
10. **静电场特性**:电场强度与电势的关系是非线性的,电场强度大的地方电势不一定高;电势差与起点和终点的电势差有关,不仅与场强有关;在静电场中,电场线总是指向电势降低最快的方向;选项C正确。
11. **静电平衡状态的导体**:静电平衡状态下,导体内部电场为零,这意味着电荷重新分布,使得内部电场抵消,但导体内部可能存在正负电荷;外部电场与导体内部感应电荷产生的电场共同作用导致这一平衡。选项D正确。
12. **电容器电容的改变**:电容器的电容C=ε₀*S/d,其中ε₀是真空介电常数,S是极板面积,d是极板间距。要使电容加倍,可以减小极板间距至d/2或在两板间填充介电常数为2的电介质。选项C和D正确。
【非选择题填空】
13. **库仑定律公式**:库仑定律表明,两个点电荷之间的力F与它们的电荷量的乘积q1*q2成正比,与它们之间距离的平方r^2成反比。所以,填空内容为“正比”、“平方”、“反比”。
14. **电容的计算**:电容C表示电容器储存电荷的能力,与电容器极板上的电荷Q成正比,与极板间的电压U成反比,即C=Q/U。因此,填空内容为“正比”、“电压”、“反比”。