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知识点汇总.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知识点汇总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知识点汇总 单选题 1、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 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。2、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2 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 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。3 3、静电除尘装置如图所示，它由金属管 A 和管中金属丝 B 组成，A 接高压电源的负极，B 接高压电源的正极，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是（）A煤粉等烟尘在靠近 B 时被电离成正、负离子 B因为金属外壳接地，所以 B 的电势比 A 的电势高 C煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 B 上 D煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 A 上，最后由于重力的作用掉落在装置底部 答案：B A由题意可知靠近 B 的空气被电离，煤粉等烟尘吸附正离子后带正电，A 错误；BA 接高压电源的负极，B 接高压电源的正极，所以 B 的电势比 A 的电势高，B 正确；C因为 A 接高压电源的负极，煤粉等烟尘吸附正离子后被吸在 A 上，C 错误；D煤粉等烟尘吸附正离子后被吸在 A 上，最后由于重力的作用掉落在装置底部，D 错误。故选 B。4、如图甲所示，在无限大的空间内，边长为2的正方形四个顶点分别固定着电荷量相等的正电荷，O点为正方形的几何中心，以O为原点，沿中垂线指向无穷远建立x轴，设无穷远处电势为零，通过电势传感器测出中垂线上各点电势随距离x的变化图像如图乙所示。、四个点为两条中垂线上距中心O点等距离的点，有电子、氕核、氘核、氚核四个带电粒子，分别从、四个点由静止释放，不计粒子的重力，以下说法正确的是（）4 A每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有两处 B每条中垂线上电场强度相同的点有两处 C若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处，其速度大小关系为氕 氘 氚 D电子、氕、氘、氚可能围绕中心O做往复运动 答案：C A根据电场强度矢量合成法则和对称性原理，原点O的电场强度为零，在 图像中电势最高点处电场强度为零，故每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有三处，故 A 错误；B每条中垂线上电场强度为零的点有三处，则电场强度从原点O向两侧先逐渐增大再减小到零，反向后再增大后再减小到零，由于场强相等时，大小相等方向一致，则每条中垂线上电场强度相同的点可能有两处、三处或四处，故 B 错误；C若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处，电场力做功相同，由动能定理有 =122 由于三个粒子质量不同，有 氕 氘 氘 氚 5 故 C 正确；D由于释放位置关系，氕、氘、氚可以围绕原点O做往复运动，但电子将在a点左侧做往复运动，不可能围绕O点做往复运动，故 D 错误。故选 C。5、有一接地的导体球壳，如图所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则（）A点电荷q的电荷量变化时，球壳外电场随之改变 B点电荷q在球壳外产生的电场强度为零 C球壳内空腔中各点的电场强度都为零 D点电荷q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零 答案：D A由于球壳接地，在静电平衡后，球壳与大地是等势体，所以球壳外的电场为 0，不随q的变化发生变化，A错误；B平衡状态后，q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零，q单独在球壳外产生的电场强度不为零，B 错误；CD金属球壳外表面接地，所以球壳外表面不带电，内表面带与q相反电性的电荷，当到达静电平衡状态后，q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零，故 C 错误，D 正确。故选 D。6、在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为 0.3m 和0.6m（如图甲）。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（）6 AA点的电场强度大小为 2.5N/C BB点的电场强度大小为 40N/C C点电荷Q是负电荷 D点电荷Q是正电荷 答案：D A根据 =结合图像中图线的斜率，可得=40.1N C=40N C 故 A 错误；B同理=10.4N C=2.5N C 故 B 错误；CD根据正电荷的受力方向与场强方向一致，可知点电荷电场中A、B点的场强方向沿x轴正方向，即点电荷Q是正电荷。故 C 错误；D 正确。故选 D。7、如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是（）7 A铜丝编织的衣服不易拉破 B铜丝电阻小，对人体起到保护作用 C电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零 D电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零 答案：C 屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，等电位说明电势相等而不是等于 0，等电势时电势差为 0，电场强度为 0。故选 C。8、判断下列哪一项关于电场的说法是正确的（）A电场只是一个理想模型，实际上并不存在 B电场中的电场线是实际存在的 C电场的基本性质，是对放入其中的电荷有力的作用 D电场线上每一点的切线方向与电荷在该点所受的电场力方向相同 答案：C A电场是真是存在的物质，故 A 错误；B电场中的电场线为了形象描述电场而人为引入的，实际并不存在，故 B 错误；C电场的基本性质，是对放入其中的电荷有力的作用，故 C 正确；D电场线上每一点的切线方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同，故 D 错误。8 故选 C。9、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 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。10、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。9 故选 B。11、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（）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 10 =+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 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。12、如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的图是（）AB 11 CD 答案：C 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。13、19 世纪 30 年代，法拉第首先提出了电场概念，并用电场线简洁、形象的描述电场。对于静电场，以下认识正确的是（）A质子在电场中由静止释放，它的运动轨迹和电场线一定重合 B电子只在电场力的作用下，一定逆着电场线的方向运动 C在电场中可能存在闭合的电场线 D在电场中不可能存在平行直线且相邻间距不相等的电场线 答案：D A当电场线为直线时，质子由静止释放，它的运动轨迹和电场线重合；若电场线为曲线时，质子由静止释放，它的运动轨迹和电场线不重合，故 A 错误；B当电场线为直线，电子具有与电场方向相同的初速度时，电子先顺着电场线做减速运动，减速至零后再逆着电场线做加速运动，故 B 错误；C电场线不闭合，始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷，故 C 错误；12 D电场线平行且间距相等的电场是匀强电场，不存在平行且相邻间距不相等的电场线，故 D 正确。故选 D。14、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 从图中可以看出 （C点在导体内部合电场强度为零）。故选 A。15、如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为-的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是（）13 AB CD 答案：D 金属内部由于处于静电平衡状态，因此内部每点的合电场强度都为零，即盒内的每一点感应电荷产生的电场强度斗鱼点电荷-Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反。即感应电荷的电场线与点电荷-Q的电场线重合，但方向相反。故 ABC 错误，D 正确。故选 D。小提示：感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡，要理解并掌握静电平衡的特点。多选题 16、在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。则下列说法正确的是（）A锯条和金属片之间为匀强电场 B锯条附近的电场强度最大 C若锯条接电源负极，金属片接正极，当摇动起电机时，烟雾会向金属片移动 14 D当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，当起电机停止摇动一段时间后，又会是烟雾缭绕 答案：BCD A由于锯条和金属片形状不同，面积不等，且锯条上电荷分布不均匀，则锯条和金属片之间的电场不为匀强电场，故 A 错误；B由于锯条上尖端部分比较多，聚集的电荷最多，则电场强度最大，故 B 正确；C起电机产生高电压使锯条和金属片之间的电场将空气中的分子电离，电离出来的电子被烟尘颗粒吸附，俘获电子的烟尘颗粒带负电，容易被带正电的金属片吸引，故烟雾会向金属片移动，故 C 正确；D当把起电机一摇，锯条和金属片之间形成电场，电离空气分子，使烟尘颗粒吸附电子后被带正电的金属片（或锯条）吸引，从而使塑料瓶清澈透明。当起电机停止摇动一段时间后，锯条和金属片上的电荷被中和，电场消失，则瓶中又会烟雾缭绕，故 D 正确。故选 BCD。17、在光滑绝缘水平面上，两个带正电小球 A、B 用绝缘轻弹簧连接。初始时弹簧处于原长小球 A 固定，小球 B从O点由静止释放，经过E点所受合力为零，向右最远到达F点，则在此运动过程中的说法中正确的是（）AB 球到达F点时，库仑力 弹簧弹力 BB 球到达E点时，B 球的动能最大 C小球 B 运动过程中，弹簧与两小球组成的系统机械能守恒 D从E到F的过程中，库仑力对小球 B 做功的功率逐渐减小 答案：BD 由于 F弹簧弹力=kx 15 库仑力=122 F弹与位移成正比关系，F库与位移的平方成反比关系。A经过E点所受合力为零，有 F库仑力=F弹簧弹力 过E点以后，F库不断减小，F弹不断增大，B 球到达F点时 库仑力”、“=”、“”或“无法判断”），判断的依据是_。答案：无法判断 两个负点电荷电量大小关系未知 12由电场线分布的疏密程度，可以看出P点电场强度大于Q点电场强度，负点电荷在电场中所受电场力大小=，不仅与所在位置场强大小有关，还与负点电荷的电量大小有关，由于两个负点电荷电量大小关系未知，所以无法判断P和Q的大小。28、如图所示，在边长为a的正三角形的三个顶点上固定有电量大小都为Q的点电荷，其中两个带正电、一个带负电，则Q点电荷受到的电场力大小为_，若Q单独在正三角形中心处的电场强度大小为E，则该中心处电场强度大小为_。答案：322 2 1根据库仑力公式得Q点电荷受到Q点电荷的库仑力为 =22 根据力的合成可得受到的两个点电荷的电场力合力为 24 合=2cos30=322 2由图可知三个点电荷在中心点的场强大小相等，其中Q在中心处的电场强度方向竖直向上，两个Q点电荷在中心处的场强夹角为120，则两个Q点电荷在中心处的合场强为=2cos60=方向竖直向上，则总场强为 总=+=2 29、一物体的电荷量为8 109C。已知元电荷=1.6 1019C，则该物体_（选填“失去”或“得到”）_个电子（科学记数法表示，譬如：2 1019）。答案：得到 51010 1物体带负电，所以是得到了电子。2物体得到的电子数目为 =|=5 1010 30、如图所示为圆桶形状的静电除尘装置的示意图，A 为连接电源正极的圆桶内壁，B 为连接电源负极的金属导线。在强电场_（填写“A 附近”或“B 附近”）空气分子被电离为正离子和电子，_（填写“正离子”或“电子”）奔向正极 A 的运动过程中遇到尘粒，使尘粒带负电被吸附到正极，最后尘粒在该装置的_（填写“底部”或“顶部”）收集到。请至少再举 2 个静电利用的例子_、_。25 答案：B 附近 电子 底部 静电复印 静电喷漆 12B 附近的空气分子被电离成正离子和电子，正离子被吸附到 B 上，电子向 A 极运动的过程中，遇到尘粒，使尘粒带负电；3尘粒被吸附到正极 A 上，最后在重力的作用下落入底部的漏斗中；45静电喷漆、静电复印都是利用静电。