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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集锦1单选题1、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。2、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。3、如图所示，面积足够大的、板间距离为d的两平行金属板竖直放置，与直流电压为U的电源连接，板间放一半径为R（2RE乙根据点电荷场强公式E=kQr2则Q甲Q乙故选A。14、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gT242D若已知液滴的质量，则可以求出圆周运动的半径答案：CA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mgtan=m42T2R根据几何关系可知tan=Rh联立以上两式可得h=gT242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。15、如图所示是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是（）A粉尘由于吸附作用而带上正电荷B粉尘由于吸附了电子而带上负电荷C带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁D筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场答案：AAB装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，粉尘向正极运动，可知粉尘吸附电子后带负电故A错误，B正确；C筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向正极运动，可知粉尘是在静电力作用下飞向筒壁故C正确；D装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，因此筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场故D正确此题选择不正确的选项，故选A。多选题16、如图所示，一电荷均匀分布的带正电的圆环，半径为R，在垂直于圆环且过圆心O的轴线上有a、b、c三个点，bOcO33R，aO3R，不计重力。则下列判断正确的是（）Aa、c两点的电场场强大小之比为1:3Bb、c两点的电场场强相同C一电子由a点静止释放，电子在O点的动能最大D一电子由c点静止释放，能够运动到a点答案：ACA设圆环带电荷量为Q，将圆环分成n等份，则每个等份带电荷量为q=Qn每个等份可看成点电荷，每个点电荷在a点处产生的场强大小为E1=kqR2+(3R)2=kq4R2该场强方向与aO的夹角为30，根据电场的叠加原理可知，a点处场强大小为Ea=nE1cos30o=3kQ8R2同理可得，c点处场强大小为Ec=3kQ8R2则Ea：Ec1：3A正确；B由对称性可知，b、c两点的电场场强大小相等，方向相反，故场强不同，B错误；C一电子由a点静止释放，从a运动到O时电场力做正功，动能增加，从O向下运动时，电场力做负功，动能减少，所以电子在O点的动能最大，C正确；D一电子从c点静止释放，从c运动到O时电场力做正功，从O运动到b点电场力做负功，结合对称性可知，做功的大小相等，即该电子恰好运动到b点，D错误。故选AC。17、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。18、如图所示，一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是闭合的。把带正电荷的物体C移近导体A。下列说法正确的是（）A可看到A端金属箔片张开，B端金属箔片闭合B可看到A端金属箔片张开，B端金属箔片张开C导体A带正电，导体B负电D导体A带负电，导体B正电答案：BD把带正电荷的物体C移近导体A，根据静电感应原理可知，导体A带负电，导体B带正电，可看到A端金属箔片张开，B端金属箔片张开。故选BD。19、如图所示，真空中有两个可视为点电荷的小球，其中A带正电，电量为Q1固定在绝缘的支架上，B质量为m，带电量为Q2，用绝缘细线悬挂，平衡时悬线与竖直方向成角，且两者处在同一水平线上，相距为R，静电力常量为k，重力加速度为g。则（）A小球B带负电荷B细线的拉力为mgcosC小球受到的库仑力是mgtanD小球受到的库仑力是kQ1Q2R2答案：ACDA由图可知，AB两球之间表现的是吸引力，AB两球所带的为异种电荷，A球带正电，故B球带负电，故A正确；B对球B进行受力分析，设绳子的张力为T根据B球的受力分析有Tcos=mg可知T=mgcos故B错误；C根据B球的受力分析有tan=F库mg可知F库=mgtan故C正确；D根据库仑定律有F库=kQ1Q2R2故D正确。故选ACD。20、用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的电场强弱。左图是等量异种点电荷产生电场的电场线，右图是场中的一些点：O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D也关于O对称，则下列说法正确的是（）AB、C两点电场强度大小相等，方向相反BA、D两点电场强度大小和方向都相同C从E到F过程中电场强度先增大后减小D从B到C过程中电场强度先增大后减小答案：BC根据题意，由图根据等量异种电荷形成电场的对称性，结合电场线的疏密程度表示电场强度的大小及电场线的切线方向表示电场强度的方向，可以看出AB、C两点电场强度大小相等，方向相同，故A错误；BA、D两点电场强度大小和方向都相同，故B正确；C从E到F过程中电场强度先增大后减小，故C正确；D从B到C过程中电场强度先减小后增大，故D错误。故选BC。21、如图所示，真空环境中，两个等量同种正电荷分别固定在A、C两点。已知ABCD为菱形，菱形的对角线相交于O点，不计电子的重力，则（）AUOB=UODBB、D两处场强相同C若在B点静止释放一电子，电子在B、D间往复运动，加速度一定先减小后增大D若在B点给电子一方向垂直纸面大小合适的速度，电子可能绕O点做匀速圆周运动答案：ADAB在等量同种电荷连线的中垂线上，根据对称性可知B、D两点的电场强度大小相同，方向相反，电势相同，故A正确，B错误；C因OB，OD距离未知，无法判断从O到B（O到D）电场强度是一直增大，还是先增大后减小，故无法判断电子的加速度的变化情况，C错误；D在垂直纸面且经过BD两点的圆上，所有点的电势相等，并且电子受到的电场力指向O点，与速度方向垂直，电子可能绕O点做匀速圆周运动，D正确。故选AD。22、两个相同的金属小球，分别带有同种电荷，相距r时，两球间的静电力大小为F。若将两球接触一下后再分开，仍放回原处，两球间的静电力大小为F，则（）AF=FBFFD都有可能答案：AC开始两球的静电力为F=kq1q2r2后来两球的静电力为F=k(q1+q22)2r2由于q1+q22q1q2化简得(q1+q22)2q1q2所以FF故AC正确，BD错误。故选AC。23、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q1=-2.010-8C的检验电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.010-6N，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/CBN点电场强度方向水平向左C若将q2=+4.010-7C的电荷放在N点，其受力大小为4.010-5ND若将N点电荷拿走，N点场强大小为200N/C答案：ABDA由场强公式可得EN=F1q1=4.010-62.010-8N/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F2=q2EN=4.010-7200N=8.010-5N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。24、如图，真空中有两个点电荷Q1=+9.010-8C和Q2=-1.010-8C，分别固定在x坐标轴上，其中Q1位于x=0处，Q2位于x6cm处。则x坐标轴上（）A电场强度为零的点只有一个B电场强度为零的点有两个Cx6cm区域电场强度方向是沿x轴负方向DxQ2则x6cm的范围才会有场强为零的点，则电场强度为零的点只有一个，选项AD正确，B错误；C设场强为零的点距离Q2为xcm，则kQ1(6+x)2=kQ2x2解得x=3cm则在x=6cm到x=9cm之间的场强沿x轴负向，在x9cm范围内场强沿x轴正向，选项C错误；故选AD。25、物理学中用到大量科学方法，以下说法中错误的是（）A“库仑定律”是通过与“万有引力”类比得到的B“电场线”采用假想的方法C“电场强度”采用理想化模型的方法D“点电荷”采用理想化模型的方法答案：ACA库仑定律是库仑通过实验总结出的规律，不是通过对比万有引力类比得到的，A错误；B电场线是为了形象描述看不见、摸不着的电场而人为假想的，B正确；C电场强度采用了比值定义方法，C错误；D点电荷忽略了带电体的形状与大小，采用了理想化模型，D正确。故选AC。填空题26、如图，在A点有一正电荷Q=2.010-4C，把检验电荷q=-2.010-5的负电荷置于B点，他们相距为r=2m（k=9.0109Nm2/c2）。则B处场强大小为_N/C，若将B处的检验电荷q移走，则此时B点的电场强度的大小为_N/C。答案：4.51054.51051检验电荷在B点所受电场力为F=kQqr2根据电场强度的定义E=Fq=kQr2=9.01092.010-422N/C=4.5105N/C2电场强度由电场本身决定，故仍为E=4.5105N/C27、如图所示，观察静电感应现象的操作如下：（1）带正电的C移近导体A，金属箔片_，移走C之后金属箔片_。（均填“闭合”或“张开”）（2）带正电的C移近导体A，先把A、B分开，再移走C，金属箔片_（填“闭合”或“张开”），A带_电，B带_电，再让A、B接触，金属箔片_。（填“闭合”或“张开”）（3）带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，移走C，再分开A、B，金属箔片_（填“闭合”或“张开”），A、B带_电。（4）把C碰一下A或者B，移走C，分开A、B，A、B带_电。答案：张开闭合张开负电正电闭合张开负电正（1）12带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电，B的右端感应出正电，则金属箔片张开，移走C之后感应电荷消失，则金属箔片闭合。（2）3456带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电，B的右端感应出正电，先把A、B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合。（3）78带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电将移向导体AB，则移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开。（4）9把C碰一下A或者B，则C上的正电荷将转移到AB上，移走C，分开A、B，A、B带正电。28、如图所示，质量为m的带电小球用绝缘丝线悬挂于O点，并处在水平向左的匀强电场E中，小球静止时丝线与竖直方向夹角为，若剪断丝线，则小球的加速度大小为_，方向_。答案：gcos方向与拉力方向相反，即与竖直方向夹角为斜向下12丝线剪断前：小球受到绳子的拉力，重力和电场力作用，三力合力为零，所以T=mgcos剪断后小球只受竖直向下的重力和电场力，合力大小等于剪断前绳子的拉力，方向与拉力方向相反，即与竖直方向夹角为向下，根据牛顿第二定律可得a=mgcosm=gcos小提示：做此类型的题目，关键是利用平衡条件分析出合力的大小和方向，再用牛顿第二定律解题。29、如图所示，彼此接触的导体A和B被绝缘柱支撑住，起初它们不带电。将带正电的物体C移近导体A，则导体A_（两空均选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；若先移走C，再把A、B分开，则导体A_。答案：带负电不带电1将带正电的物体C移近导体A，根据静电感应原理可知，导体A带负电，导体B带正电；2若先移走C，A、B正负电荷先中和，再把A、B分开，则导体A、B均不带电。30、科学思想方法在物理问题的研究中十分重要，库仑受到牛顿的万有引力定律的启发，运用_方法（选填“建立模型”、“类比”、“控制变量”、“理想实验”）得出库仑定律，其表述为真空中两点电荷间距一定时相互作用力与_成正比。答案：类比它们电荷量的乘积12万有引力定律研究是任意两个物体之间的作用，而库仑定律研究的是真空中两个静止的点电荷之间的作用，两个定律都研究相互作用，可以进行类比。1785年库仑经过实验提出库仑定律，表述为真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷连线上。25