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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重点归纳笔记1单选题1、如图所示，图中实线是一簇未标明方向的的电场线（由点电荷产生），虚线是某带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可做出正确判断的是（）A带电粒子所带电荷的正、负B点电荷所带电荷的正、负C带电粒子在a处的速度大于b处的速度D带电粒子在a处的加速度小于b处的加速度答案：CAB由图可知，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左。由于电场线方向不明，无法确定粒子的电性，也无法判断电场的方向，即点电荷所带电荷的正负，AB错误；C由于粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，故从a到b电场力方向与速度方向成钝角，做减速运动，则粒子在a点的速度较大，C正确；D根据电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，判断出a点的电场强度大，故a点的电场力的大，根据牛顿第二定律可知，带电粒子在a点的加速度比b点的加速度大，D错误。故选C。2、如图为静电植绒的装置及简图，将表面涂有黏合剂的被植体放在金属板上，打开电源开关后，在金属网与金属板间会产生3kV的高压，放在金属网上的绒毛将粘植在被植体上。金属网和金属板间的距离为2cm，忽略边缘效应，将网与板间的电场视为匀强电场，则下列说法正确的是（）A绒毛在飞往被植体的过程中电势能不断增大B若增大金属网和金属板的距离，则网和板的电势差也增大C若减小金属网与金属板间的电势差，会安全点，效果会更好D在干燥的环境中进行植绒效果会更好答案：DA绒毛在飞往被植体的过程中，电场力做正功，电势能减少，A错误；B由于金属网与金属板与电源连接，因此增大金属网和金属板的距离，网和板间的电势差仍保持不变，B错误；C若减小金属网与金属板间的电势差，会安全点，但效果会差，C错误；D在干燥的环境中，绝缘性能更好，板间介电常数增加，进行植绒的效果会更好，D正确。故选D。3、关于电场强度定义式E=Fq和点电荷电场强度公式E=kQr2，下列说法正确的是（）AE=Fq和E=kQr2都只对点电荷产生的电场才成立BE=Fq中的E是式中q所产生的电扬的场强大小CE=kQr2中的E是某电场的场强，式中Q是放入此电场中的点电荷D在某一电场中，根据E=Fq，当q变为两倍，q所受到的电场力F也变为两倍答案：DA公式E=Fq对所有电场都成立，故A错误；BE=Fq中，q是试探电荷，电场强度与试探电荷无关，并不是试探电荷产生的，故B错误；CE=kQr2中的E是点电荷在某点产生的场强，式中Q是产生此电场的场源电荷，故C错误；D在某一电场中，根据E=Fq，当q变为两倍，电场强度不变，则q所受到的电场力F也变为两倍，故D正确。故选D。4、关于避雷针能够避免建筑物被雷击的原因，下列分析不正确的是（）A云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D避雷针由尖锐的导体做成，利用的是尖端放电现象答案：C带电云层靠近建筑物时，避雷针会产生感应电荷，尖端放电，逐渐中和云层中的电荷，同时将云层中的电荷通过导线导入大地，使建筑物避免遭到雷击，故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。故选C。5、如图所示，xOy平面是无穷大导体的表面，该导体充满z0的空间，z0的空间为真空。将电荷为+q的点电荷置于z轴上zh处，则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在z轴上z=h3处的场强大小为（k为静电力常量）（）Ak4qh2Bk45q16h2Ck32q9h2Dk40q9h2答案：B在z轴上-h3处，合场强为零，该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和；q在-h3处产生的场强为E1kq（43h）2=9kq16h2由于导体远端离-h3处很远，影响可以忽略不计，故导体在-h3处产生场强近似等于近端在-h3处产生的场强；-h3处合场强为0，故导体在-h3处产生场强大小E2E1=9kq16h2方向向上。根据对称性，导体近端在h3处产生的场强也为E2=9kq16h2，方向向下。电荷q在h3处产生的场强为E3kq（23h）2=9kq4h2方向向下。故在h3处的合场强为EE2+E3=9kq16h2+9kq4h2=k45q16h2方向向下。B正确。故选B。6、下列物理量中属于矢量的是（）A功B重力势能C电场强度D温度答案：CABD功、重力势能、温度三个物理量都是只有大小无方向，是标量，A、B、D错误；C电场强度是矢量，其方向与放在该点的正电荷所受电场力方向相同，C正确；故选C。7、如图所示，A、C为带异种电荷的带电小球，B、C为带同种电荷的带电小球。A、B被固定在绝缘竖直杆上，QAQB=338时C球静止于粗糙的绝缘水平天花板上。已知LACLAB=3，下列说法正确的是（）AC处的摩擦力不为零B杆对B的弹力为零C缓慢将C处点电荷向右移动，则其无法保持静止D缓慢将C处点电荷向左移动，则其一定会掉下来答案：C对C进行受力分析，A对有C吸引力，B对有C排斥力，及其重力，与水平天花板对C可能有竖直向下压力，如图所示由平衡条件，结合矢量的合成法则，弱不受摩擦力得FAC=FBCcos由几何知识可得cos=32依据库仑定律有kQAQCLAC2=32kQBQCLBC2QAQB=338QAQB=338时恰好处于平衡状态；AC球静止没有运动趋势，C处的摩擦力为零，故A错误；C缓慢将C处点电荷向右移动，平衡状态被打破，其无法保持静止，故C正确；D缓慢将C处点电荷向左移动，FBC变大，其竖直向上的分量变大，C球一定不会掉下来，故D错误；BB球如果不受杆的力，则C球给B球的排斥力有水平方向的分量无法平衡，因此杆一定有力，故B错误。故选C。8、如图所示，将两个摆长均为l的单摆悬于O点，摆球质量均为m，带电量均为q（q0）。将另一个带电量也为q（q0）的小球从O点正下方较远处缓慢移向O点，当三个带电小球分别处在等边三角形abc的三个顶点上时，摆线的夹角恰好为120，则此时摆线上的拉力大小等于（）A3mgB3mgC23kq2l2D33kq2l2答案：D球a与球b间距为3l，对小球a受力分析，受重力、c球对a球的斥力、b球对a球的斥力和细线的拉力，如图所示根据平衡条件，水平方向Fab+Faccos60=Tcos30竖直方向Facsin60+Tsin30=mg其中Fab=Fac=kq2（3l）2解得T=mg=33kq2l2故D正确，ABC错误。故选D。9、关于电荷与静电场，下列说法错误的是（）A点电荷与质点一样都是一种理想化模型B正负电荷是法国科学家库仑命名的C电场中某点的电场强度与检验电荷无关D利用金属网也可以实现静电屏蔽答案：BA点电荷与质点一样都是一种理想化模型，所以A正确，符合题意；B正负电荷是美国科学家富兰克林命名的，所以B错误，符合题意；C电场中某点的电场强度与检验电荷无关，由场源电荷及在电场中的位置决定，所以C正确，不符合题意；D利用金属网也可以实现静电屏蔽，所以D正确，不符合题意；故选B。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、ABC是匀强电场中一个边长为a的正三角形，O为该三角形的中心。若在ABC的三个顶点A、B、C分别固定点电荷+q、+q、q，如图所示，则O处的场强为零。据此可知，匀强电场电场强度的大小和方向为（）A6kqa2，方向由C指向OB3kqa2，方向由O指向CC3kqa2，方向由C指向OD6kqa2，方向由O指向C答案：A由几何关系可知OA=OB=OC=33a根据对称性以及电场强度的叠加可知三个点电荷在O点产生的合电场强度大小为E=2kq33a2cos60+kq33a2=6kqa2方向由O指向C，由题意可知匀强电场与E大小相等、方向相反，所以其大小为6kqa2，方向由C指向O，故A正确，BCD错误。故选A。12、如图所示，在边长为l的正方形的每个顶点都放置一个点电荷，其中a和b电荷量均为q，c和d电荷量均为q。静电力常量为k，则a电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小是（）A0B2kq2R2Ckq2RD3kq22l2答案：Da和b电荷量为q，c和d电荷量为q，则c、d电荷对a电荷的库仑力为引力，b电荷对a电荷的库仑力为斥力。根据库仑定律Fca=kq2(2l)2，Fba=Fda=kq2l2根据力的合成法则，a电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力大小为F=3kq22l2故ABC错误D正确。故选D。13、关于电荷守恒定律，下列叙述不正确的是（）A一个物体所带的电荷量总是守恒的B在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的C在一定的条件下，一个系统内的等量的正、负电荷即使同时消失，也并不违背电荷守恒定律D电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换答案：AA根据电荷守恒定律，单个物体所带的电荷量是可以改变的，A错误；B在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电荷量总是守恒的，B正确；C一个系统内的等量的正、负电荷同时消失，并不违背电荷守恒定律，C正确；D电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换，D正确。本题选不正确项，故选A。14、下列关于电场的说法中正确的是（）A电荷周围有的地方存在电场，有的地方没有电场B电场只能存在于真空中，不可能存在于物体中C电场看不见、摸不着，因此电场不是物质D电荷间的作用是通过电场传递的答案：D电荷的周围空间的任何地方都存在电场，电场是一种看不见，摸不着的特殊物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西，在真空中、物体中都能存在。电场的基本性质是对处于其中的电荷有力的作用，电荷间的作用是通过电场传递的。故选D。15、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。多选题16、如图所示，光滑绝缘半球形的碗固定在水平地面上，可视为质点的小球1，2，3完全相同。现让小球1、2带电，小球3不带电。小球1、2的电荷量分别为+Q、+2Q，其中小球1固定在碗底A点，小球2可以自由运动，平衡时小球2位于碗内的B位置处，如图所示。现用小球3分别与小球1，2接触无数次后，移走小球3，再把小球2放置在图中C位置时也恰好能平衡，则（）A小球2在C位置时的电量为+QBAB弦是AC弦的两倍C小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小D小球2在B点对碗的压力大小大于小球2在C点时对碗的压力大小答案：ACA小球1，2，3完全相同，它们接触后会电荷均分，小球3分别与小球1，2接触无数次后，三球的电荷量相等，故A正确；CD对小球2受力分析，如图所示小球2受重力、支持力、库仑力，其中F1为库仑力F和重力mg的合力，根据三力平衡原理可知F1=FN由图可知OABBFF1设半球形碗的半径为R，AB之间的距离为L，根据三角形相似可知mgOA=F1OB=FAB即mgR=F1R=FL由此可知F1=FN=mgF=LRmg由上面的式可知小球2在B点对碗的压力大小等于小球2在C点时对碗的压力大小，故C正确，D错误；B库仑力F=kq1q2l2化简式可得mgR=kq1q2l3由于在C点时，电荷已经均分q2=+Q在B点时，电荷q2=+2Q联立可得kQ2QlAB3=kQQlAC3解得lAB=32lAC所以AB弦长是AC弦长的32倍，故B错误。故选AC。17、如图所示，在一条直线上有两个相距0.6m的点电荷A、B，A带电荷量为+Q，B带电荷量为-9Q，现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷均仅在电场力的作用下处于平衡状态。下列说法正确的是（）A点电荷C带正电B点电荷C位于B的右边0.3m处C点电荷C带负电D点电荷C位于A的左边0.3m处答案：CD根据题意，要使三个电荷均处于平衡状态，必须满足：“两同夹异”、“两大夹小”、“近小远大”的原则，所以点电荷C应在A左侧，且带负电，设C带电荷量为q，A、C间的距离为x，对C，根据平衡条件可得kQqx2=k9Qq(0.6+x)2解得x=0.3m故选CD。18、如图，在O点固定一正点电荷，另将橡皮条一端固定在O点，另一端系着中心有孔的带负电小球，小球穿在固定的水平绝缘杆上，杆上O点在O点正下方，橡皮条的自由长度等于OO。将小球拉至A点后无初速度释放，小球开始运动，由于球与杆之间有摩擦，球向右运动的最远处为杆上的B点。则以下说法正确的是（）A小球在O点的加速度一定为零B小球在A的电势能大于在B点的电势能C在O、B之间的某点，小球的动量最大D小球和橡皮条组成的系统机械能逐渐减小答案：BDA小球在O点，水平方向受水平向左的摩擦力，即加速度向左，故A错误；B因为李正点电荷越近的点电势越高，所以电势BA又因为小球带负电，负电荷在电势高的地方电势能小，即小球在A的电势能大于在B点的电势能，故B准确；C小球从A开始做加速度减小的加速运动，当橡皮条的弹力的水平分力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大，此时小球应该位于AO之间，故在A、O之间的某点，小球的动量最大，故C错误；D小球和橡皮条组成的系统，由于需要克服摩擦力做功，故系统的机械能逐渐减小，故D正确。故选BD。19、如图所示，将一个带正电的小球Q放在本身不带电的导体AB靠近A端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷。则以下说法正确的是（）AA端接一下地，导体将带正电荷BA端接一下地，导体将带负电荷C导体内部电场强度为0D导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0答案：BCAB达到静电平衡状态以后，A处带负电荷，B处带正电荷，当A端接一下地，会使大地的电子流入导体，导体B处电荷被中和，则导体将带负电，故A错误，B正确；CD导体在带正电的小球附近时，导体上的自由电子会向金属棒的左边运动，金属棒的右端因少了多余的电子而带正电，左端因多余电子而带负电，到达静电平衡状态以后，导体上感应电荷在导体中产生的电场强度跟靠近的带正电小球在导体中产生的电场强度的合场强为零，故导体内部的电场强度处处为0，导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度不为0，故C正确，D错误。故选BC。20、如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B，取电棒C为带绝缘柄的导体棒，下列操作能使验电器箔片张开的是（）A将取电棒C先跟B的内壁接触一下再跟验电器A接触B将取电棒C先跟B的外壁接触一下再跟验电器A接触C用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再将取电棒C与B的内壁接触D使验电器A的金属球靠近B答案：BCDA净电荷只分布在外表面上，B的内壁无电荷，将取电棒C先跟B的内壁接触一下，C不带电，再跟验电器A接触，箔片不张开，A错误；BB的外壁带正电，将取电棒C先跟B的外壁接触一下，C带正电，再跟验电器A接触，箔片张开，B正确；C用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再将取电棒C与B的内壁接触，A、B、C成为一个大导体，A带正电，箔片张开，C正确；D使验电器A的金属球靠近B，由于静电感应，电子从箔片移动到金属球，箔片带正电张开，D正确。故选BCD。21、关于电场强度和静电力，以下说法正确的是（）A电荷所受的静电力越大，该点的电场强度一定越大B以点电荷为圆心、r为半径的球面上各点的电场强度相同C若空间某点的电场强度为零，则试探电荷在该点受到的静电力也为零D在电场中某点放入试探电荷q，该点的电场强度为E=Fq；取走q后，该点的电场强度仍然为E=Fq答案：CDA电场强度是矢量，其性质由场源电荷决定，与试探电荷无关，而静电力则与电场强度和试探电荷都有关，由F=qE知，F由q和E共同决定，所以F很大，可能是因为q很大造成的，A错误；B由E=kQr2知，在以点电荷Q为圆心、r为半径的球面上，各点的电场强度大小相等，但方向不同，因电场强度是矢量，故各点的电场强度不相同，B错误；C由F=qE知，当E=0时，F=0，即q不受静电力作用，C正确；D只要电场确定了，电场中某点的电场强度就是确定的，试探电荷q只是用来体现电场强弱的手段，它的有无不会改变电场的客观性质，D正确。故选CD。22、如图所示，两质量分别为m1和m2、带电荷量分别为q1和q2的小球，用长度不等的绝缘轻丝线悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是和()，若两小球恰在同一水平线上，那么（）A两球一定带异种电荷Bq1一定不等于q2Cm1一定小于m2D两球所受静电力一定不相等答案：AC分析：根据题中两带电小球处于静止状态可知，本题考查物体平衡，根据平衡条件，运用正交分解、牛顿第三定律等，进行分析推断。A两球均带电且相互吸引，则必定带异种电荷，故A正确；B两球间的静电力为一对相互作用力，根据牛顿第三定律，无论两球的电荷量是否相等，两球间的静电力大小都相等，故无法判断两球所带电荷量的大小关系，B错误；C设两球间静电力大小为F，对左球受力分析如图，得到F=m1gtan同理F=m2gtan则m1tan=m2tan因，得到m1”、“”或“=”）。静电力恒量k的单位可表示为_（用“SI单位制”中的基本单位表示）。00答案：kgm3s4A21把带电圆环平均分成N小段，都可以看成点电荷，电荷量为q=QNq与q之间的库仑力大小为F=kqq(dcos)2点电荷受到的电场力为F=NFcos=kQq(dcos)2cos=kQqd2cos3kQqd2cos3kQqd2即FkQqd22由库伦定律可知F=kQqr2k=Fr2Qq用“SI单位制”中的基本单位表示力F的单位是kgm/s2，距离r的单位是m，电荷量Q的单位是As，故静电力恒量k的单位可表示为kgm3s4A2。29、元电荷e的数值最早是由物理学家密立根测得的。实验装置如图所示，两块金属板水平放置，间距为d，电压为U，质量为m的油滴悬浮在两板间保持静止。已知重力加速度为g，两板间电场可视为匀强电场。则悬浮油滴带_（选填“正”或“负”）电，所带电荷量为_。答案：负mgdU12由于油滴静止，故它受平衡力的作用，电场力的方向向上，而上极板带正电，故悬浮油滴带负电；因为F电=mg即qUd=mg故悬浮油滴的电荷量为q=mgdU30、真空中两个完全相同的金属小球所带电量分别5Q和-3Q，相距为R，则它们间的_（斥力或吸引力）大小为_，两小球接触后放回原处，则它们间的_（斥力或吸引力）大小为_。答案：吸引力15kQ2R2斥力kQ2R21异种电荷相互吸引，则它们之间是吸引力。2根据库仑定律公式得这两个金属小球的吸引力大小为F=k5Q3QR2=15kQ2R23若将两小球接触后放回原处，它们带等量的同种电荷，故它们之间的作用力是斥力。4两小球的带电量均为Q=5Q-3Q2=Q斥力大小为F=kQ2R227