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专项训练题.docx

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专项训练题1单选题1、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。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、如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，其连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB，以O为几何中心、边长为2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面，两平面边线交点分别为e、f，g为圆面边缘上一点。下列说法中错误的是（）Ae、f、g三点电势均相同Be、f、g三点电场强度均相同C将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力一定先增大后减小D若给某一正电荷一个合适的初速度，此电荷可以绕图示圆周做圆周运动答案：DA整个圆面为等势面，因此e、f、g三点电势均相同，A正确；B等势面与电场线垂直，可知e、f、g三点场强的方向相同；由于三点到A、B的距离完全相同，根据对称性，可知场强的大小也相同，B正确；C在AB连线中垂线上，O点的场强最大，从O点向外逐渐减小，因此正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力先增大后减小，C正确；D若正电荷在该圆周上，所受电场力与该平面垂直，不会指向圆心，不可能提供向心力，因此只在电场力的作用下，不可能绕图示圆周做圆周运动，D错误。故错误的选D。4、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。5、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EAkQ1Q2（3R）2CFf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)sin)，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m1m2，故C正确。D两球间的静电力为一对相互作用力，根据牛顿第三定律，两球间的静电力大小都相等,D错误。故选AC。24、以下四个选项所描述的内容中，为了防止静电产生的危害的有（）A在地毯中夹杂较细的不锈钢丝导电纤维B静电复印C超高压带电作业的工人穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成D野外高压输电线上方架设两条与大地连接的导线答案：ACDA在地毯中一般夹杂0.05mm0.07mm的不锈钢丝导电纤维，是为了及时把产生的静电导入大地，防止静电产生的危害，故A正确；B静电复印是利用静电吸附的原理，是静电的利用，故B错误；C超高压带电作业的工人穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成，这样做是利用了静电屏蔽的原理，防止静电产生的危害，故C正确；D高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，从而形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，这是为了防止静电产生的危害，故D正确。故选ACD。25、下列措施中是为了防止静电产生危害的是（）A飞机的轮胎使用导电橡胶制成的B罐车尾部常拖一条铁链C电视机上装一根户外天线D在高大的建筑物顶端装上避雷针答案：ABDA飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以着地时利用导电橡胶制成的轮胎将静电导走，属于防止静电危害，故A符合题意；B油罐车在运输过程中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链及时导走静电，这是防止静电危害，故B符合题意；C电视机上装户外天线和静电无关，是为了接收电磁信号，故C不符合题意；D当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于防止静电危害，故D符合题意。故选ABD。填空题26、使物体带电方法有：_起电、_起电、感应起电。答案：摩擦接触12使物体带电方法有：摩擦起电、接触起电、感应起电。27、如图，光滑绝缘水平商上相距为L的点电荷A、B带电荷量分别为+4q和-q，今引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态。则点电荷C放置的位置是_，C的电荷量为_。答案：在B右侧，距B为L处4q12A、B、C三个电荷要平衡，必须三个电荷的一条直线，外侧二个电荷相互排斥，中间电荷吸引外侧两个电荷，所以外侧两个电荷距离大，要平衡中间电荷的拉力，必须外侧电荷电量大，中间电荷电量小，所以C必须为正电，在B的右侧。设C所在位置与B的距离为r，则C所在位置与A的距离为L+r，要能处于平衡状态，所以A对C的电场力大小等于B对C的电场力大小，设C的电量为Q，根据库仑定律对点电荷B有k4QqL+r2=kQqr2解得r=L对点电荷A，其受力也平衡，则k4QqL+r2=k4q2L2解得Q=4q小提示：对ABC分别受力分析，根据平衡条件分析各力的方向，确定C的位置，再结合公式进行求解。28、美国物理学家密立根通过研究带电油滴在平行金属板间的运动，比较准确地测定了元电荷，因此获得了1923年的诺贝尔物理学奖其实验原理可简化为如图所示的模型，置于真空中的油滴室内有两块水平放置的平行金属板A、B，与电压为U的恒定电源两极相连，平行金属板A、B间距为d，两板间存在竖直方向的匀强电场，喷雾器喷出带同种电荷的油滴，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，油滴进入金属板间后，发现有的油滴刚好悬浮不动。（1）已知金属板A带正电，金属板B带负电，通过分析可知油滴带_（填“正电”或“负电”）。（2）若已知悬浮油滴的质量为m，重力加速度大小为g，忽略空气对油滴浮力的影响，则悬浮油滴带的电荷量为_。（用题中涉及的物理量符号表示）（3）现在公认的元电荷的值为e=_C。答案：负电mgdU1.6010-19（1）1根据题意，由平衡条件可知，油滴受向上的电场力，可知，油滴带负电。（2）2根据题意，由公式可得，两板间的电场强度为E=Ud由平衡条件可得Eq=mg联立可得q=mgdU（3）3现在公认的元电荷的值为e=1.610-19C29、如图所示，在一水平向右匀强电场中，有两质量均为m、带等量异号电荷的小球M和N，通过两根长度均为L的绝缘轻绳悬挂在电场中O点，平衡后两轻绳与竖直方向的夹角均为=45。若仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两小球仍能平衡在原位置。已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，则球M带_电荷（填“正”或“负”），其原来带电量大小为_。答案：负Lmgk1对小球M受力分析如图小球M受电场力水平向左，与电场线方向相反，故小球M带负电。2由几何关系，小球M和N之间距离为2L，当两球带电量都为q时，由平衡条件：mgtan45o=qE-kq2(2L)2(1)当两球带电量都为2q时，由平衡条件：mgtan45o=2qE-k(2q)2(2L)2(2)(1)(2)联立可得：q=Lmgk30、电量为210-6C的正点电荷放入电场中A点，受到作用力为410-4N，方向水平向右，则A点的场强为_N/C，方向_（填水平向左或水平向右）。若把另一电荷放在该点受到力为210-4N，方向向左，则这个电荷的电量为_C。答案：2102水平向右-110-61A点的场强E=Fq1=410-4210-6N/C=2102N/C2电场强度的方向与正点电荷受到的电场力的方向相同，因此A点的场强方向也向右；3另一电荷的电荷量大小为q2=210-42102C=110-6C由于所受电场力方向向左，与电场强度方向相反，表明该电荷带负电，因此，这个电荷的电量为-110-6C。26