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2023人教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知识汇总大全1单选题1、电场中某点的电场强度为E，电量为q的检验电荷放在该点受到的电场力为F。下列图中能正确反映E、F、q三者关系的是（）ABCD答案：D根据电场强度的定义公式E=Fq可知，该点受到的电场力为F与放在该点的试探电荷的比值保持不变，但是电场中某点的电场强度为E，与F和q无关，电场强度是由场源电荷及该点在电场中的位置来决定，由电场本身性质决定。故选D。2、如图所示，两原长均为L、劲度系数相等的绝缘轻弹簧悬挂于O点，其另外一端各连接一个带电小球，平衡时A球靠在光滑绝缘竖直墙上，OA长为2L且竖直；B球悬于空中，OB长为32L。两小球的质量均为m，重力加速度为g，则两球间的库仑力大小为（）A12mgB34mgCmgD2mg答案：B设OA、OB夹角为，B球的受力如图甲所示，构成的力的矢量三角形与OAB相似，则有mgOA=FBOB即mg2L=FB32L可得FB=34mg对AB两带电小球整体受力分析如图乙，根据平衡条件可得FA+FBcos=2mg两弹簧完全相同FB=kL2=34mg则FA=kL=2FB=32mg解得cos=23在力的矢量三角形中，应用余弦定理有FAB=(mg)2+FB2-2mgFBcos=34mg故B正确。3、如图所示，真空中一椭圆的两焦点M、N处固定两个等量异种电荷+Q、-Q，O为椭圆中心，ab、cd分别是椭圆长轴和短轴，ef是椭圆上关于O点对称的两个点，下列说法中正确的是（）A电势差Uec=UfdBa、b两点场强相同，e、f两点场强也相同C将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做功为零D将一电子由c点移到d点，电势能增加答案：BA根据题中所给条件，可以判断出Uec0，Ufd0二者电势差不等，但二者电势差的绝对值相等，A错误；Ba、b两点的场强大小和方向均相同，e、f两点场强大小相同，与ab的角度关于O点对称，方向均指向斜上方，B正确；C将一正电荷由e点沿椭圆移到f点，电场力做正功，C错误；Dc、d两点的电势相等，则电子在c、d两点的电势能相等，将一电子由c点移到d点，电势能不变，D错误。故选B。4、了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（）A开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星的运动规律B牛顿通过演绎推理得出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量C卡文迪什的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式D法拉第提出了场的观点，并用电场线形象地描述电场答案：BA开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星的运动规律，A正确，故A不符合题意；B牛顿通过演绎推理得出了万有引力定律，由卡文迪许测得引力常量数值，B错误，故B符合题意；C卡文迪什的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式，C正确，故C不符合题意；D法拉第提出了场的观点，并用电场线形象地描述电场，D正确，故D不符合题意。故选B。5、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（）AF=q1q2rBF=kq1q2rCF=q1q2r2DF=kq1q2r2答案：D根据库仑定律可知F=kq1q2r2故选D。6、关于库仑定律的理解，下面说法正确的是（）A对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式B两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的C只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式D摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电答案：BAC库仑定律适用于真空中静止点电荷间静电力的计算，故AC错误；B两个点电荷之间的静电力，是作用力和反作用力关系，故无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的，故B正确；D摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，纸屑带正电或不带电都可以，故D错误。故选B。7、如图所示为等量同种电荷的电场线分布规律，则A、B两点的场强关系为（）AEAEBCEA=EBD无法判断答案：A电场线的疏密反映电场强度的大小，由于A处电场线比B处的电场线稀疏，所以EAE丙E乙E甲D乙、丙两图中O处电场强度的大小关系为E乙=2E丙答案：DBC设14带电圆环在O点产生的场强大小为E。甲图中坐标原点O处的电场强度是14圆环产生的，原点O处电场强度大小为E；乙图中坐标原点O处的电场强度是第一象限14带正电圆环和第二象限14带负电圆环叠加产生，坐标原点O处电场强度大小等于2E；丙图中第一象限14带正电圆环和第三象限14带正电圆环在O点产生的电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度是第二象限14带电圆环产生的，原点O处电场强度大小为E；丁图中第一象限14带正电圆环和第三象限14带正电圆环在O点产生的电场相互抵消，第二象限14带负电圆环和第四象限14带负电圆环在O点产生的电场相互抵消，所以坐标原点O处电场强度为0。综合以上分析，比较大小可知E乙E丙=E甲E丁故BC错误；A甲、丙两图中O处的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；D乙图坐标原点O处电场强度大小等于2E，丙图坐标原点O处电场强度大小为E，大小关系为E乙=2E丙故D正确。故选D。10、关于导线中的电场，下列说法正确的是（）A导线内的电场线可以与导线相交B电路元件所积累的电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态C导线内的电场E是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的D导线中的电场是静电场的一种答案：CA导线内的电场线与导线是平行的，A错误；BD导线内电场不为零，不是静电平衡状态，导线中的电场是恒定电场，并非静电场的一种，BD错误；C导线中的电场是电源，导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，C正确。故选C。11、有两个完全相同的小球A、B，质量均为m，带等量异种电荷，其中A带电荷量为q，B带电荷量为q.现用两长度均为L、不可伸长的细线悬挂在天花板的O点上，两球之间夹着一根绝缘轻质弹簧在小球所挂的空间加上一个方向水平向右、大小为E的匀强电场如图所示，系统处于静止状态时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为60，则弹簧的弹力为(静电力常量为k，重力加速度为g)()Akq2L2B33mg+kq2L2Ckq2L2+qED33mg+kq2L2+qE答案：D对A球受力分析，由共点力平衡可得F-qE-kqqL2-Tcos60=0Tsin60-mg=0联立解得F=33mg+kq2L2+qE故选D。12、如图所示，在水平匀强电场中，用一根绝缘的柔软细线悬挂一带电小球，小球静止时悬线与竖直方向夹角为，下列判断正确的是（）A小球带负电B小球带正电C增大匀强电场的电场强度，则角减小D减小匀强电场的电场强度，则角不变答案：BAB对小球受力分析，如下图所示小球受到竖直向下的重力，绳子的拉力，要使得小球保持静止，则电场力方向只能水平向右。由于电场强度方向与正电荷受力方向相同，可知小球带正电，故A错误，B正确；CD根据平衡条件有Eq=mgtan则增大匀强电场的电场强度，tan增大，角也增大。减小匀强电场的电场强度，tan减小，角也减小，故CD错误。故选B。13、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（）AFkQ2(5r)2BFkQ2(5r)2CFkQ2(5r)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FkQ2(5r)2故选B。14、避雷针能起到避雷作用，其原理是（）A同种电荷相互排斥B尖端放电C静电屏蔽D摩擦起电答案：B避雷针能起到避雷作用，其原理是尖端放电，故ACD错误，B正确。故选B。15、如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是（）AEO0EM0BEO0EM0CEO0EM0DEO0EM0答案：C由题意，可知空心金属球壳处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态中的导体，内部电场强度处处为零，可知EO0，EM0。故选C。多选题16、关于电荷量和元电荷，下列说法正确的是（）A电子的电荷量的精确数值最早是由密立根用油滴实验测得的B物体所带的电荷量可以是任意值C物体所带的电荷量最小值为元电荷，可取为1.610-19CD物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍答案：ACDA密立根的油滴实验测出了电子的电荷量约为1.610-19C，故A正确；BCD物体的电荷量都是元电荷e的整数倍，元电荷可取为1.610-19C，故B错误，CD正确。故选ACD。17、如图所示，在方向水平向右的匀强电场中有一直角三角形MNP（M90），在M点固定一电荷量大小为23Q的点电荷，在P点固定一电荷量大小为4Q的点电荷。已知NPL，N点处的电场强度方向从N点指向M点，两个点电荷在N点处产生的合电场强度方向垂直NP向上，静电力常量为k，下列说法正确的是（）AM点处的点电荷带负电，P点处的点电荷带正电BM点处的点电荷在N点产生的电场强度大小为83kQL2CP点处的点电荷在N点产生的电场强度大小为kQL2D匀强电场的电场强度大小为4kQL2答案：ADA如图所示将两个点电荷在N点处产生的合电场强度Ey分解为E1和E2，由E1和E2的方向可知，M点处的点电荷带负电，P点处的点电荷带正电，故A正确；BC由点电荷形成电场的电场强度公式可得E1=k23Q(Lcos)2E2=k4QL2由几何关系可得E2=E1cos联立各式得cos=32E1=83kQ3L2E2=4kQL2故B、C错误；D由于N点的电场强度由N点指向M点，故P点处的点电荷在N点产生的电场强度与匀强电场的电场强度等大反向，即匀强电场的电场强度大小为E=4kQL2故D项正确。故选AD。18、在等量异种点电荷+Q、-Q的电场中，O为两点电荷连线的中点，P为两电荷连线中垂线上的一点。现将一试探电荷从P点沿PO方向射出，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，交两电荷的连线于N点。下列关于该试探电荷的说法，正确的是（）A可能带正电B过N点时的加速度比在P点时大C从P点到N点的过程中，电势能增大D过N点时的速度比在P点时大答案：BDA根据合场强方向与试探电荷运动轨迹可知，该试探电荷带负电，故A错误；BN点的电场线比P点的密集，则N点的电场强度比P点的大，试探电荷在N点受到的电场力比P点的大，所以试探电荷过N点时的加速度比在P点时大，故B正确；CD从P点到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，过N点时的速度比在P点时大，故C错误，D正确。故选BD。19、如图所示，A、B之间用一根轻质弹簧连接在一起，斜面B的倾角30，C带正电，带电量为q，静止在B上，其中mA=2m、mB=3m、mC=m，在空间中增加一个场强大小为E=mgq、方向竖直向下的静电场，下列说法正确的是（）A加电场的瞬间，地面对A的支持力大小变为7mgB加电场的瞬间，B对C的摩擦力变大C加电场的瞬间，C可能相对于B滑动D加电场的瞬间，C对B的弹力大小为783mg答案：BDA加电场之前，对ABC整体分析，可知地面对A的支持力大小为FNA=(mA+mB+mC)g=6mg加电场的瞬间，弹簧的弹力不能突变，对A分析可知地面对它的支持力大小仍然为6mg，故A错误；B加电场之前对C受力分析，如图所示，则B对C的摩擦力大小为f=mgsin=12mg加电场之前对BC整体分析可知弹簧的弹力大小为F弹=(mB+mC)g=4mg加电场的瞬间，弹簧弹力不会突变，设BC整体的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有qE+4mg-F弹=4ma解得a=14g加电场的瞬间，对C在沿斜面方向根据牛顿第二定律有(qE+mg)sin-f=masin解得f=78mgf所以加电场的瞬间，B对C的摩擦力变大，故B正确；C加电场之前，对C分析可知mgsinmgcos加电场的瞬间，同理可知一定满足(mg+qE)sin1B1C1D1（4）电子绕原子核做半径为a0的匀速圆周运动，其周期T与a0关系正确的表示为()ATa0-32BTa0-12CTa012DTa032（5）根据上表数据以及提供的信息，求出在此模型下电子运动的周期T？_答案：距离平方A两者间距离远远大于其线度DD1.5210-16s（1）1根据库仑力与万有引力公式得之间作用力都与物体间的距离的平方成反比。（2）23质子和电子间的距离远远大于质子和电子的线度，此时质子和电子的体积和大小可以忽略，因此可以看成质点和点电荷。（3）4根据表中数据可得FG=6.6710-111.6710-279.110-31(5.310-11)2N=3.610-47NFe=91091.610-191.610-19(5.310-11)2N=8.210-17N则FGFe=4.410-311故选D。（4）5根据（3）中分析可得电子绕原子核做匀速圆周运动时，万有引力可忽略，此时库仑力提供向心力，有ke2a02=me2T2a0解得T=2emeka032故选D。（4）6根据上式代入数值得T=1.5210-16s27