2019新人教版高中物理必修三第九章-靜電場及其應(yīng)用練習(xí)題含答案及詳解

第=page22頁，共=sectionpages1212頁精品文檔-可編輯靜電場及其應(yīng)用一、單選題（本大題共12小題，共48.0分）如圖所示，兩個不帶電的導(dǎo)體A和B，用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸．把一帶正電荷的物體C置于A附近，貼在A、B下部的金屬箔都張開，則(????)A.此時A帶正電，B帶負(fù)電

B.此時A電勢低，B電勢高

C.移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合

D.先分開A、B，再移去C，貼在A、B下部的金屬箔都閉合相距為L的點電荷A，B帶電荷量分別為+4q和?q，如圖所示，今引入第三個點電荷C，使三個點電荷都處于平衡狀態(tài)，則C的電荷量和放置的位置是(????)A.-q，在A左側(cè)距A為L處B.-2q，在A左側(cè)距A為L/2處

C.+4q，在B右側(cè)距BD.+2q，在B右側(cè)距B為3L/兩個質(zhì)量分別是m1、m2的小球(可視為質(zhì)點)，各用絲線懸掛在同一點，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時，兩絲線張開一定的角度θ1、θA.m1>m2??????????????????????????????????????????????????????????C.m1<m關(guān)于電場強(qiáng)度，下列說法正確的是(

)A.電場中某點的場強(qiáng)方向即為試探電荷在該點的受力方向

B.沿電場線方向電場強(qiáng)度一定越來越小

C.在勻強(qiáng)電場中公式E=Ud中的d是沿電場方向兩點間的距離

D.公式E=F下列說法正確的是(????)A.庫侖定律適用于點電荷，也適用于一切帶電體

B.根據(jù)F=kq1q2r2，當(dāng)兩個電荷的距離趨近于零時，靜電力將趨向于無窮大

C.若點電荷q1的電荷量大于q2的電荷量，則q1對q2真空中兩個完全相同、帶等量異種電荷的金屬小球A和B(可視為點電荷)，分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F。用一個不帶電的同樣金屬球C先后與A，B球接觸，然后移開球C，此時A，B球間的靜電力為A.F8 B.F4 C.3F8有關(guān)電場強(qiáng)度的理解，下述說法正確的是(????)A.由E=Fq可知，電場強(qiáng)度E跟放入的電荷q所受的電場力F成正比

B.當(dāng)電場中存在試探電荷時，電荷周圍才出現(xiàn)電場這種特殊的物質(zhì)，才存在電場強(qiáng)度

C.由E=kQ如圖所示的各電場中，A、B兩點電場強(qiáng)度相同的是(????)A. B. C. D.如圖所示，真空中xOy平面直角坐標(biāo)系上的ABC三點構(gòu)成等邊三角形，邊長L，將電荷量均為q的兩個正點電荷分別固定在A、B點，已知靜電力常量為k，則EC大小為A.3kqL2B.23kqL2如圖，xOy平面直角坐標(biāo)系所在空間有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)，電場強(qiáng)度大小為E。坐標(biāo)系上的A、B、C三點構(gòu)成邊長為L的等邊三角形。若將兩電荷量相等的正點電荷分別固定在A、B兩點時，C點處的電場強(qiáng)度恰好為零。則A處的點電荷在C點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為(

)A.E B.E C.ED.E如圖，通過絕緣線將質(zhì)量均為m的三個小球A、B、C連接在一起并懸于O點，其中A、B球帶電，且?guī)щ姾闪烤鶠?q，C球不帶電。整個空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E=mgq。當(dāng)把OA段細(xì)線剪斷的瞬間(

)A.A球的加速度小于2g B.B球的加速度大于2g

C.A球和B球之間的繩子拉力為0 D.B球和C球之間的繩子拉力為0如圖所示，一均勻帶電荷量為+Q的細(xì)棒。在過中點c垂直于細(xì)棒的直線上有a、b、d三點，a和b，b和c，c和d之間的距離均為L，在a處有一電荷量為+Q2的固定點電荷，已知b點處的電場強(qiáng)度為零，則d點處的電場強(qiáng)度大小為(k為靜電力常量)(????)

A.k9Q2L2 B.k3QL二、多選題（本大題共6小題，共24.0分）如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中，導(dǎo)體處于靜電平衡時，下列說法正確的是(

)A.A，B兩點電場強(qiáng)度相等，且都為零

B.A，B兩點的電場強(qiáng)度不相等

C.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場強(qiáng)度大小是|EA|<|EB圖中a、b是兩個點電荷，它們的電量分別為Q1、Q2，MN是ab連線的中垂線，P是中垂線上的一點，下列哪種情況能使P點場強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)(????)A.Q1、Q2都是正電荷，且Q1>Q2

B.Q1是正電荷，Q2是負(fù)電荷，且Q1>∣Q2∣

真空中兩個相距為r的相同金屬小球(可視為點電荷)，帶電荷量之比為1:7，兩球相互接觸后再放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的(????)A.4/7 B.3/7 C.9/7 D.16/7如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個帶電質(zhì)點a、b和c分別位于邊長為L的正三角形的三個頂點上，質(zhì)點a、b均帶正電荷且?guī)щ姾闪烤鶠閝，整個系統(tǒng)置于水平方向的勻強(qiáng)電場中。已知靜電力常量為k，若三個質(zhì)點均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是(

)

A.質(zhì)點c一定帶正電荷

B.勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為3kqL2

C.質(zhì)點c帶電荷量的絕對值為2q

D.勻強(qiáng)電場的方向與如圖所示：在光滑絕緣水平面上，ABCD分布在邊長為L的正方形四個頂點。在A和D處分別固定電荷量為Q的正點電荷，B處固定電荷量為Q的負(fù)點電荷，O點為兩對角線的交點，靜電力常量為k。關(guān)于三個點電荷形成的靜電場，下列說法中正確的是(????)

A.O處電場強(qiáng)度大小為2kQL2

B.C處電場強(qiáng)度大小為kQL2

C.從O到C的過程中電場強(qiáng)度大小逐漸增大

D.從已知均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場。如圖所示，一個均勻帶正電的金屬球殼的球心位于x軸上的O點，球殼與x軸相交于A、B兩點，球殼半徑為r，帶電量為Q。現(xiàn)將球殼A處開有半徑遠(yuǎn)小于球半徑的小孔，減少的電荷量為q，不影響球殼上電荷的分布。已知球殼外側(cè)兩點C、D到A、B兩點的距離均為r，則此時A.O點的電場強(qiáng)度大小為零

B.C點的電場強(qiáng)度大小為k(Q?4q)4r2

C.C點的電場強(qiáng)度大小為k(Q?q)4r2三、計算題（本大題共3小題，共40.0分）在真空中O點放一個點電荷Q=+1.0×10?9C，直線MN通過O點，OM的距離r=30cm，M點放一個點電荷q=?1.0×10?10(1)q在M點受到的作用力;(2)M點的電場強(qiáng)度；(3)拿走q后M點的電場強(qiáng)度；(4)M、N兩點的電場強(qiáng)度哪點大⊕

如圖所示，一帶電量為q的小球用絕緣繩懸掛，勻強(qiáng)電場方向水平向右。小球的重力為G，平衡時小球偏離豎直方向的夾角為θ=30°。求：

(1)帶點小球的電性是(正或負(fù))。(2)求出小球受到的電場力F的大小。(3)求電場強(qiáng)度E。

如圖所示，一根絕緣細(xì)線懸掛著一個帶電小球，小球的質(zhì)量為m，電荷量大小為q，現(xiàn)讓小球處于方向為水平向右的勻強(qiáng)電場中，平衡時絕緣細(xì)線與豎直方向成θ角。

求：(1)該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小是多少？

(2)如果將該電場方向沿順時針方向旋轉(zhuǎn)θ角、場強(qiáng)大小變?yōu)镋'后，小球再次達(dá)到平衡時，絕緣細(xì)線仍與豎直方向成θ角，則此時的場強(qiáng)E'的大小又是多少？

答案和解析1.【答案】C【解析】A.物體C靠近A附近時，由于靜電感應(yīng)，A端帶上負(fù)電，B端帶上正電，故A錯誤；

B.此時AB為等勢體，兩端電勢相等，故B錯誤；

C.移去C后，由于電荷間相互作用，重新中和，達(dá)電中性狀態(tài)，兩金屬箔均閉合，故C正確；

D.先把AB分開，則A帶負(fù)電，B帶正電，移去C后，電荷不能再進(jìn)行中和，此時A所帶電荷量仍然等于B的帶電量，故兩金屬箔仍然張開，故D錯誤。

故選C。

2.【答案】C【解析】設(shè)C所在位置與B的距離為r，則C所在位置與A的距離為L+r，要能處于平衡狀態(tài)，所以A對C的電場力大小等于B對C的電場力大小，設(shè)C的電量為Q.則有：4kQq(L+r)2=kQqr2解得：r=L，對點電荷A，其受力也平衡，則：4kQq(L+r)2=k4qqL2解得：Q=4q，即C帶正電，電荷量為4q，在【解析】小球在同一水平面上，則有如下解：

m1、m2受力如圖所示，由平衡條件可知，

m1g=Ftanθ1，m2g=F'tanθ2

因F=F'，則m1m2=tanθ2【解析】A.電場中某點的場強(qiáng)方向即為正試探電荷在該點的受力方向，故A錯誤；

B.沿電場線方向電場強(qiáng)度無法確定大小，故B錯誤；

C.在勻強(qiáng)電場中公式E=Ud中的d是沿電場方向兩點間的距離，故C正確。

D.公式E=Fq對于任意靜電場都是適用的，E=kQr2僅僅適用于點電荷的電場，故D錯誤。

【解析】

A、庫侖定律的公式適用于求解點電荷之間的靜電力，不能直接求解任何兩個帶電體之間的靜電力，故A錯誤。

B、當(dāng)兩個點電荷距離趨于0時，兩帶電體已不能看出點電荷了，該公式F=kq1q2r2，不適用了，故靜電力并不是趨于無窮大，故B錯誤。

C、兩點電荷之間的作用力是相互的，根據(jù)牛頓第三定律，無論點電荷q1的電荷量與q2的電荷量大小如何，q1對

q2的靜電力大小上總等于q2對

q1靜電力。故C錯誤。

【解析】設(shè)A、B的電荷量都為Q，原來它們之間的庫侖力為：F=kQ2r2

C先和A接觸，分開后A和C的電量都為12Q，C再與B接觸后，B、C分電量均為：14Q，

這時，A、B兩球之間的相互作用力的大小為：F'=k12Q?14Qr【解析】A.電場強(qiáng)度E可以根據(jù)定義式E=Fq來測量，電場強(qiáng)度就等于每單位正電荷所受的力，但場強(qiáng)與試探電荷無關(guān)，是由電場本身決定的，故A錯誤；

BD.電場強(qiáng)度是由電場本身決定的，是電場的一種性質(zhì)，與試探電荷是否存在無關(guān)，故B錯誤，D正確；

C.庫侖力屬于強(qiáng)相互作用，是一種遠(yuǎn)程力，點電荷電場的決定式E=kQr2，也不適用于r接近0的情況，故C錯誤。

故選D【解析】A.A、B是同一圓上的兩點，場強(qiáng)大小相等，但方向不同，則電場強(qiáng)度不同，故A錯誤；

B.A、B場強(qiáng)大小不等，但方向相同，則電場強(qiáng)度不同，故B錯誤；

C.A、B是勻強(qiáng)電場中的兩點，電場強(qiáng)度相同，故C正確；

D.電場線的疏密表示場強(qiáng)的大小，所以A、B場強(qiáng)不等，故D錯誤。

故選C。

9.【答案】A【解析】AB點電荷在C點產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，均為：E1AB兩點電荷形成的電場在C點的合場強(qiáng)大小為：E=2E1cos30°=3E1=故選A。

10.【答案】B【解析】解：C點三個電場方向如圖所示：

根據(jù)題意可知：E1cos30°+E2cos30°=E，又知道：E1=E2，故解得：E2=33E【解析】AB.剪斷繩子OA的瞬間，假設(shè)AB和BC段的繩子均無作用力，對A受力分析有：mg+qE?kq2LAB=maA，對B：mg+qE+kq2LAB=maB，對C：mg=maC，則有aA<2g，aB>2g，aC=g；結(jié)合輕繩的受力特點可知，AB段繩子繃緊，AB成為一個整體，BC段繩子松弛，故對AB整體有：mg+mg+2qE=2maAB，則aAB=2g，故AB錯誤；

C.對A分析有：【解析】電荷量為Q2的點電荷在b處產(chǎn)生電場強(qiáng)度為E=kQ2L2，方向向右。

在b點處的場強(qiáng)為零，根據(jù)電場的疊加原理可知細(xì)棍與q在b處產(chǎn)生電場強(qiáng)度大小相等，方向相反，則知細(xì)棍在b處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為kQ2L2，方向向左。

根據(jù)對稱性可知細(xì)棍在d處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為kQ2L2，方向向右。

而電荷量為Q2的點電荷在d處產(chǎn)生電場強(qiáng)度為E'=kQ2(3L)2【解析】AB.枕形導(dǎo)體在點電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致電荷重新分布，因此在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場，正好與點電荷的電場疊加，內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，A.

B兩點場強(qiáng)相等，且都為零，故A正確，B錯誤；

C.點電荷的產(chǎn)生電場在A點的場強(qiáng)大于在B點的場強(qiáng)，在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場，正好與點電荷的電場疊加，疊加后電場為零，所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場強(qiáng)度大小是|EA|>|EB|，故C錯誤；

D.當(dāng)電鍵S閉合時，電子從大地沿導(dǎo)線移向?qū)w中和枕形導(dǎo)體右端的正電荷，相當(dāng)于右端正電荷流向遠(yuǎn)端，故D正確。

故選【解析】A、當(dāng)兩點電荷均為正電荷時，若電荷量相等，則它們在P點的電場強(qiáng)度方向沿MN背離N方向。當(dāng)Q1>Q2時，則b點電荷在p點的電場強(qiáng)度比a點弱，所以電場強(qiáng)度合成后，方向偏右。故A錯誤；

B、當(dāng)Q1是正電荷，Q2是負(fù)電荷時，b點電荷在p點的電場強(qiáng)度方向沿bP連線指向b點，而a點電荷在p點的電場強(qiáng)度方向沿aP連線指向P點，則合電場強(qiáng)度方向偏右。不論電量大小關(guān)系，仍偏右。故B錯誤；

C、當(dāng)Q1是負(fù)電荷，Q2是正電荷時，b點電荷在p點的電場強(qiáng)度方向沿bP連線指向P點，而a點電荷在p點的電場強(qiáng)度方向沿aP連線指向a點，則合電場強(qiáng)度方向偏左。不論它們的電量大小關(guān)系，仍偏左。故C正確；

D、當(dāng)Q1、Q2是負(fù)電荷時，b點電荷在p點的電場強(qiáng)度方向沿bP連線指向b點，而a點電荷在p點的電場強(qiáng)度方向沿aP連線指向a點，由于|Q【解析】由庫侖定律可得：F=kQqr2得，

當(dāng)兩相同金屬小球帶同種電荷時，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，它們的電荷量變?yōu)?：4，所以庫侖力是原來的16：7；

當(dāng)兩相同金屬小球帶異種電荷時，兩者相互接觸后再放回原來的位置上，它們的電荷量是先中和后平分，電量變?yōu)?：3，所以庫侖力是原來的9：7，故CD正確，AB錯誤；

故選CD。

【解析】A.三個質(zhì)點均處于靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零。質(zhì)點a、b均帶正電荷，要使質(zhì)點a、b都靜止，則質(zhì)點c一定帶負(fù)電荷，A項錯誤；

BD.以質(zhì)點c為研究對象，如圖所示，

設(shè)質(zhì)點c帶電荷量為Q，則有，得E=3kqL2，電場方向與ab邊垂直且背離c，B項正確、D項錯誤；

C.由，得Q=2q，故C項正確。

故選BC。

17.【答案】【解析】A.根據(jù)對稱關(guān)系，AD點電荷在O點產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零，所以O(shè)處電場強(qiáng)度為B點電荷產(chǎn)生的場強(qiáng)，E=kQ22L2=2kQL2，故A正確；

B.A電荷在C處的場強(qiáng)大小為E1=kQL2，方