通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版常考点.pdf

1 通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版常考点通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版常考点 单选题 1、有两个半径为r的金属球如图放置，两球表面间距离为 3r。今使两球带上等量的异种电荷Q，两球间库仑力的大小为F，那么（）AFk2(5)2BFk2(5)2CFk2(5)2D无法判定 答案：B 异种电荷相互吸引，则电荷间的距离小于 5r，由库仑定律可知 Fk2(5)2 故选 B。2、下列关于物理学史的说法中正确的是（）A库仑通过扭秤实验推出了库仑定律，并且测出了静电力常量=9 109N m2/C2 B元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得 C牛顿若能得到月球的具体运动数据，就能通过“地月检验”测算出地球的质量 D开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，总结出行星运动三大定律 2 答案：B A库仑通过扭秤实验推出了库仑定律，但当时并未测出静电力常量k的具体数值，故 A 错误；B元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故 B 正确；C牛顿通过“地月检验”证明了月球受到的引力，与地球上物体受到的引力是同一种力，即万有引力，但通过“地月检验”并不能得到地球的质量，故 C 错误；D开普勒通过研究第谷观测天体运动得到的大量数据，从而总结出行星运动三大定律，故 D 错误。故选 B。3、A、B、C 为三个塑料小球，A 和 B、B 和 C、C 和 A 之间都是相互吸引的，如果 A 带正电，则（）AB、C 都带负电 BB、C 两球中必有一个带负电，另一个不带电 CB 球带负电，C 球带正电 DB、C 两球均不带电 答案：B A、B 相互吸引、又 A 带正电，说明 B 可能带负电，也可能不带电，而 B、C 相互吸引，因此当 B 不带电时，则C 一定带电；若 B 带负电，则 C 可能带正电，也可能不带电，但 C 和 A 间是相互吸引，因此 C 不可能带正电，所以 B、C 球中必有一个带负电，而另一个不带电。故选 B。4、如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点，则下列说法正确的是（）3 A物体A受到地面的支持力先增大后减小 B物体A受到地面的支持力保持不变 C物体A受到地面的摩擦力先增大后减小 D库仑力对物体A先做正功后做负功 答案：A ABC当物体B由P点运动到最高点的过程中，对物体A受力分析，如图 受重力G、地面的支持力N、摩擦力f及静电力F，将静电力正交分解，由共点力平衡可得 sin =0 cos =0 解得 =+cos =sin 其中G与F不变，逐渐减小为零，可得支持力N逐渐增大，f逐渐变小；当物体B由最高点运动到Q点的过程中，对物体A受力分析，如图 4 受重力G、地面的支持力N、摩擦力f及静电力F，将静电力正交分解，由共点力平衡可得 sin =0 cos =0 解得 =+cos =sin 其中G与F不变，逐渐增大，可得支持力N逐渐减小，f逐渐增大，故 A 正确，BC 错误；D物体A保持静止，库仑力对物体A做功为零，故 D 错误。故选 A。5、如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的图是（）AB CD 答案：C 5 AA、B是同一圆上的两点，场强大小相等，但方向不同，则电场强度不同，故 A 错误；BA、B场强大小不等，但方向也不同，则电场强度不同，故 B 错误；CA、B是匀强电场中的两点，电场强度相同，故 C 正确；D电场线的疏密表示场强的大小，所以A、B场强不等，故 D 错误。故选 C。分析：电场强度是矢量，只有两点的场强大小和方向都相同时，电场强度才相同，根据这个条件进行判断。6、如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。在带电小球形成的电场中，有一带电量为q的液滴（可视为质点）在水平面内绕O点做周期为T的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A液滴与小球带同种电荷 B液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量相同 CO、A之间的距离为242 D若已知液滴的质量，则可以求出圆周运动的半径 答案：C A液滴与小球之间的库仑力一定为引力，所以液滴与小球带异种电荷，故 A 错误；B液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量大小相同但方向不同，故 B 错误；C设O、A间距离为h，液滴的运动半径为R，液滴与小球连线与竖直方向的夹角为，则根据力的分解与牛顿第二定律有 6 tan=422 根据几何关系可知 tan=联立以上两式可得 =242 故 C 正确；D若要求出圆周运动的半径，必须已知 或者通过所的其他给条件求得，否则在已知液滴的质量的情况下无法求出圆周运动的半径，故 D 错误。故选 C。7、如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的关系是（）A B=C=D 答案：A 系统静电平衡后，空腔导体上感应电荷与导体内外的电场线的分布图如图所示 7 从图中可以看出 （C点在导体内部合电场强度为零）。故选 A。8、如图所示，点电荷固定在O点，P、Q为该点电荷电场中的两点，设Q点的电势为零，一个质量为m、电荷量为q的带负电的检验电荷在Q点由静止释放，仅在电场力作用下向P点运动，运动到P点时加速度大小为a，速度大小为v，已知OP=PQ，则下列说法错误的是（）A固定在O点的电荷带正电 BP点的电势为22 C检验电荷在Q点释放一瞬间的加速度大小为14 D检验电荷运动到F、Q中点时，速度小于22 答案：B A.由于检验电荷带负电，检验电荷由静止释放后向P点运动，则O点电荷带正电，故 A 正确；B.由于Q点电势为零，因此Q点电势为正，由题意知(0 p)=122 则 8 p=22 故 B 错误；C.检验电荷的加速度 =2 由此可知，粒子在Q点的加速度为=14 故 C 正确；D由于从Q到P电场力越来越大，因此从Q运动到QP中点电场力做功小于122，设到P、Q中点时速度为，即 12212122 得 0，又根据 =可知，点电荷q在A点所受到的静电力比在B点所受静电力大，故 C 正确；D负电荷在B点受到的静电力的方向与该点的电场强度的方向相反，故 D 错误。故选 C。11、真空中两个静止的点电荷相距r，电荷量分别为q1和q2，则它们之间的库仑力大小为（）A=12B=12C=122D=122 答案：D 根据库仑定律可知 =122 故选 D。12、如图所示，带电金属球靠近验电器。下列关于验电器的箔片的说法正确的是（）A若不放金属网罩，则箔片张开 B若放金属网罩，则箔片张开 11 C无论放不放金属网罩，箔片都不张开 D只要带电金属球电荷量足够大，无论放不放金属网罩，箔片都会张开 答案：A 加金属网罩可避免电器设备受到外界电场的影响，所以验电器的箔片不张开；若没有金属网罩，则验电器小球和连杆及金属箔片产生静电感应现象，箔片端感应出电荷而张开，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。13、真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电荷量Q1Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡状态，则（）Aq一定是正电荷 Bq一定是负电荷 Cq离Q2比离Q1远 Dq离Q2比离Q1近 答案：D 由题意，点电荷q受力平衡,说明此处合场强为零,即 112=222 又因为Q1Q2，所以可知点电荷q离Q2较近，且与点电荷q的电性无关。故选 D。14、关于库仑定律，下列说法正确的是（）A库仑定律适用于点电荷，体积很大的带电体都不能看做点电荷 B根据库仑定律，当两个带电体间的距离r0 时，库仑力将趋向无穷大 C库仑定律和万有引力定律的表达式很相似，它们都是与距离平方成反比例的定律 D若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 答案：C 12 A库仑定律适用于点电荷，当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，与带电体的体积没有必然的联系，故 A 错误；B当两个带电体间的距离r0 时，带电体不能看成点电荷，库伦定律不再适用，故 B 错误；C库仑定律和万有引力定律的表达式分别为 库=122 万=122 可知它们都是与距离平方成反比例的定律，故 C 正确；D q1对q2的静电力与q2对q1的静电力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故 D 错误。故选 C。15、两个可看成点电荷的物体，所带的电荷量分别为2和，两者在空间的电场线分布如图所示，以为圆心做圆，、两点为圆和两电荷连线的交点，过的中心做两电荷连线的垂线，、两点为垂线和圆的交点，以无穷远为电势零点，点电荷在空间某点与电荷距离为处产生的电势为=，以下说法正确的是（）A点的场强小于点的场强 B点的场强小于点的场强 C电子沿圆弧从点经点到点，电势能一直增大 D电子沿圆弧从点经点到点，电势能先减小后增大 答案：C 13 A两点荷在点产生的场强方向相同，在点产生的方向相反，在圆上产生的场强大小相同，2在点产生的场强大于在点产生的场强，根据矢量叠加，的场强大于点的场强，A 错误；B同时2在点产生的场强大于在点产生的场强，且两电荷在点产生的夹角大于零，的场强大于点的场强，B 错误；CD 电势是标量，根据公式 =在圆上产生的电势相等，且为负值，从经到，2产生的电势越来越小，且为正值。则 电子沿圆弧从经到，电势能一直增大，C 正确，D 错误。故选 C。多选题 16、如图所示，在一带负电的绝缘体M附近有一点N，若在N点放置一个1=2.0 108C的检验电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0 106N，方向水平向右，则下列说法正确的是（）AN点电场强度大小为 200N/C BN点电场强度方向水平向左 C若将2=+4.0 107C的电荷放在N点，其受力大小为4.0 105N D若将N点电荷拿走，N点场强大小为 200N/C 答案：ABD A由场强公式可得 14 =1|1|=4.0 1062.0 108N/C=200N/C 选项 A 正确；B因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反，方向水平向左，选项 B 正确；Cq2在N点所受静电力 2=2=4.0 107 200N=8.0 105N 方向与场强方向相同，也就是与F1方向相反，选项 C 错误；D某点场强大小与有无试探电荷无关，故将N点电荷拿走，N点场强大小仍为 200N/C，选项 D 正确。故选 ABD。17、有关电场强度的理解，下述说法正确的是（）A=是电场强度的定义式，适用于任何电场 B由=2可知，当r趋于零时，E趋于无穷 C由=，在匀强电场中只要两点间距离相等，则它们之间电势差就相等 D电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在检验电荷无关 答案：AD A定义式=适用于任何电荷产生的电场，故 A 正确；B=2是由库仑定律导出的点电荷电场强度的表达式，当r趋于零时，点电荷模型不再适用，故 B 错误；C公式=适用于匀强电场，只有在沿电场线的方向的两点间距离相等，它们之间的电势差才相等，故 C错误；D电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在检验电荷无关，故 D 正确。故选 AD。15 18、如图所示，在等量负点电荷连线的中垂线上取A、B、C、D四点，B、D关于O点对称，A、B、C、D四点的电场强度EA、EB、EC、ED大小关系正确的是（）A一定有EAEB，EB=ED B一定有EAEB，EBED C可能有EAEBEC D可能有EA=EC Eb=0，A 错误，B 正确；C由于两等量同种点电荷电场的电场线关于中垂线对称，a、c两点场强大小相等，但方向不同，故正试探电荷在a、c两点所受静电力大小相等、方向不同，C 错误；D在两等量同种点电荷连线的中垂线上，中间点电场强度为零（最小），无穷远处也为零（最小），则从两等量同种点电荷连线的中垂线上，中间点到无穷远处电场强度应先增大后减小，但不知道e、f在电场中的具体位置关系数据，则f点场强可能大于e点场强，D 正确。故选 BD。23、真空中相距为 3a的两个点电荷M、N，分别固定于x轴上1=0和2=3的两点上，在它们连线上各点场强随x变化关系如图所示，沿x轴正方向电场强度E为正，以下判断中正确的是（）19 A点电荷M、N一定为同种电荷 B点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为 41 C把一个检验电荷由1位置静止释放，其加速度一直减小 D把一个正检验电荷由3=的位置静止释放，其电势能一直减小 答案：AB AB=2处场强为零且左侧场强向右（正值）、右侧场强向左（负值），结合点电荷的场强特征可知，点电荷M、N一定为同种电荷，两点电荷在=2处的场强大小满足 1(2)2=22 解得 12=41 AB 正确；C由题图可知，O点右侧场强先减小再增大，故把一个检验电荷（假设带正电）由1位置静止释放，据牛顿第二定律可得 =其加速度先减小再增大，C 错误；D把一个正检验电荷由3=的位置静止释放，向右运动过程静电力先做正功再做负功，其电势能先减小后增大，D 错误。故选 AB。24、如图所示，匀强电场中，在P、Q两点放置等量异种点电荷，O为两点电荷连线的中点，A、B、C、D、F、G、H、I是以O为圆心的圆周上均匀分布的 8 个点，其中D、I两点在P、Q连线上。则下列说法正确的是（）20 AA点和F点电场强度大小相等，方向相反 BI点和D点电场强度大小相等，方向相同 CB点和G点电场强度大小相等，方向相同 DF点和H点电场强度大小相等，方向相反 答案：BC 由等量异种电荷电场分布情况可知，关于二者连线中点对称的两点场强大小相等，方向相同。题目中各点的电场是由点电荷形成的电场与匀强电场叠加而成的。叠加时遵循平行四边形定则。A因为A、F两点关于O点对称，所以两点电荷在A、F的场强大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加后A点和F点电场强度大小相等，方向相同，A 错误；B因为I、D两点关于O点对称，所以两点电荷在I与D两点电场强度大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加后I点和D点电场强度大小相等，方向相同，B 正确；C因为B、G两点关于O点对称，所以两点电荷在B与G两点电场强度大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加后B点和G点电场强度大小相等，方向相同，C 正确；D点电荷在H与F两点电场强度大小相等，方向不相同，则与匀强电场叠加后电场强度不相同。D 错误。故选 BC。21 25、如图所示，在某静电除尘器产生的电场中，两带负电荷的微粒只受电场力作用，分别从p点沿虚线、运动，被吸附到金属圆筒上的m点和n点下列说法正确的是（）Am点电场强度小于p点电场强度 B两微粒在p点的速度均可为零 Cp、n两点电势差大于p、m两点电势差 D微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量 答案：AD A根据电场线疏密程度表示电场的大小，由图可知，m点电场强度小于p点电场强度，故 A 正确；B由图可知，粒子从p点沿曲线运动到点，由于只受电场力，则粒子在p点的速度不可能为零，粒子从p点沿曲线运动到点，由于只受电场力，粒子在p点的速度可能为零，故 B 错误；CD根据电场线与等势面的关系可知，、在同一等势面上，则p、n两点电势差等于p、m两点电势差，由电场力做功公式=可知，微粒从p到n的电场力做功等于从p到m的电场力做功，则微粒从p到n的电势能变化量等于从p到m的电势能变化量，故 D 正确。故选 AD。填空题 26、取一对用绝缘柱支撑的导体 A 和 B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体 A、B 下部的金属箔均是闭合。现将用丝绸摩擦过的玻璃棒 C 移近导体 A，回答下列问题：22 （1）若先把 A 和 B 分开，然后移去 C，此时 A 导体上的金属箔_，B 导体上的金属箔_（填“带正电”、“带负电”、“不带电”）。若再用手接触 B，此时观察到的现象是_；（2）若先移去 C，然后把 A 和 B 分开，此时 A 导体金属箔_，B 导体金属箱_（填“带正电”、“带负电”、“不带电”）。答案：带负电 带正电 B 导体的金属箔闭合 不带电 不带电（1）12当带正电的玻璃棒 C 移近导体 A 时，近端 A 感应出负电荷，远端 B 感应出正电荷，若把 AB 分开，再移去 C，导体 A 仍带负电，导体 B 仍带正电；3若用手接触 B，B 导体上的正电荷将会被大地的电子中和，B 将不再带电，所以观察到的现象是 B 导体的金属箔片闭合；（2）45若先移走 C，则 AB 上的正负电荷重新中和，二者均不带电。27、如图所示，相距为 2d的A和B两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为+、，在AB连线的中垂线上取一点P，垂足为O，=45，则在P点的场强的大小_，方向_。P点的场强的大小_、方向_。答案：22 沿PB连线指向B点 222 平行于AB向右#垂直于PO向右 12 23 在P点的场强的大小为 2=2 由几何关系得 =cos=2 解得 2=22 方向沿PB连线指向B点；34 两点电荷在P点产生电场强度大小相等，场强方向如图所示，由平行四边形定则可得，P点的合场强为 =22cos 解得 =222 方向平行于AB向右。28、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷，则丝绸带_电。科学实验发现，所有带电体的电荷量或者等于e，24 或者是e的整数倍，人们把这个最小的电荷量e=_C 叫做元电荷，某带电体电量为3.2 109C，此带电体所带的电荷量是元电荷的_倍。答案：负 1.6 1019 2.0 1010 1丝绸与玻璃棒摩擦，玻璃棒带正电，失去电子；丝绸得到电子，带负电；2元电荷的电荷量是1.6 1019C 3根据题意有 =3.2 1091.6 1019=2.0 1010 29、如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，在其右侧与球心等高处放置一个电荷量为+的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为 2r。由于静电感应，使金属球上出现了感应电荷，则球的左侧带_电（填正或者负）。空心金属球达到静电平衡状态时，球心处的电场强度大小为_，感应电荷在球心处产生的电场强度大小为_。答案：正 零 92 1+Q位于导体右侧，由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负电；2由于静电平衡，球心处的合场强为零；3由于静电平衡，球心处的合场强为零；点电荷Q在球心处产生的场强 =(3)2=92 方向水平向左，则球面上感应电荷在球心O处的场强大小为 25 =92 方向向右。30、当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作_。答案：点电荷 当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作点电荷。