2022—2023学年人教版（2019）物理必修第三册第九章：静电场及其应用练习题（word版含答案）

2022—2023学年人教版（2019）物理必修第三册第九章：静电场及其应用练习题附参考答案
人教2019必修第三册第九章：静电场及其应用
一、选择题。
1、如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为0，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在A时的动能为10 J，在静电力作用下从A运动到B，在B时速度为0，当这个粒子的动能为7.5 J时，其电势能为(　　)
A．12.5 J B．2.5 J C．0 D．－2.5 J
2、如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是(　　)
A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA
B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QB＝QA
C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QA
D．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关
3、一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在选项图中，小球M能处于静止状态的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　　D
4、如图所示真空中a、b、c、d四点共线且等距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，则(　　)
A．b点电场强度大小为E，方向水平向右
B．b点电场强度大小为E，方向水平向左
C．c点电场强度大小为E，方向水平向右
D．c点电场强度大小为E，方向水平向左
5、小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是(　　)
A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C．化纤手套与接触物摩擦容易起电，存在安全隐患
D．在加油站可以用绝缘的塑料梳子梳头
6、两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷)，它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1∶F2可能为(　　)
A．5∶2　　 B．5∶4 C．5∶6 D．5∶8
7、物体带电的方式有摩擦，接触，感应等起电方式，那么物体带电的原因是（ ）
A. 摩擦起电 B. 感应起电 C. 接触起电 D. 电荷的转移
8、如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是(　　)
A．速度变大，加速度变大 B．速度变小，加速度变小
C．速度变大，加速度变小 D．速度变小，加速度变大
9、如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电荷量均为＋q，c带电荷量为－q，则(　　)
A．ab连线中点电场强度为零
B．三角形中心处电场强度为零
C．a所受库仑力方向垂直于ab连线
D．a、b、c三处带电小球所受库仑力大小之比为1∶1∶
10、如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。先产生放电现象的是(　　)
避雷针模拟实验
A．A金属柱 B．B金属柱
C．A、B金属柱同时 D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱
11、a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度Ea与a、b连线夹角为60°，b点电场强度Eb与a、b连线夹角为30°，关于此电场，下列分析正确的是(　　)
A．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝1∶
B．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1
C．这是一个负点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝∶1
D．这是一个负点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1
12、A和B是两个都不带电的物体，它们互相摩擦后，A带正电荷4.8×10－9 C，下列判断正确的是( )
A. 在摩擦前A和B的内部没有任何电荷
B. 摩擦过程中电子从B转移到A
C. B在摩擦后一定带负电荷4.8×10－8 C
D. A在摩擦过程中失去3×1010个电子
二、简答类题、填空类题。
13、有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？
14、在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．
实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 而增大，随其所带电荷量的 而增大．此同学在探究中应用的科学方法是 (选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)．
三、计算类题。
15、（计算题）多少个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C？干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷．此人身上有多少个剩余电子？他的质量增加了多少？（电子质量me=9.1×10﹣31kg，电子电荷量e=1.6×10﹣19C）
此人身上有3×1014个剩余电子，他的质量增加2.73×10﹣16kg．
16、（计算类综合题）如图所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a、b、c，三球在一条直线上，若释放a球，a球初始加速度为－1 m/s2(向右为正)，若释放c球，c球初始加速度为3 m/s2，当释放b球时，b球的初始加速度应是多大？方向如何？
17、（计算题）如图所示，长为L＝0.12 m的绝缘轻杆上端固定在O点，质量为m＝0.6 kg、电荷量为q＝＋0.5 C的金属小球套在绝缘轻杆上，空间存在水平向右的匀强电场，球与杆间的动摩擦因数为μ＝0.75。当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，g取10 m/s2。
(1)求匀强电场的电场强度大小；
(2)改变轻杆与竖直方向的夹角，使小球下滑过程中与杆之间的摩擦力为0，并将小球从O点由静止释放，求小球离开杆时的速度大小。
2022—2023学年人教版（2019）物理必修第三册第九章：静电场及其应用练习题附参考答案
人教2019必修第三册第九章：静电场及其应用
一、选择题。
1、如图所示，a、b、c三条虚线为电场中的等势面，等势面b的电势为0，且相邻两个等势面间的电势差相等，一个带正电的粒子在A时的动能为10 J，在静电力作用下从A运动到B，在B时速度为0，当这个粒子的动能为7.5 J时，其电势能为(　　)
A．12.5 J B．2.5 J C．0 D．－2.5 J
【答案】D
2、如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB，则下列结论正确的是(　　)
A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且QB>QA
B．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且QB＝QA
C．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且QB>QA
D．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而QA、QB的值与所切的位置有关
【答案】D　
3、一端固定在天花板上的绝缘细线的另一端与一带正电的小球M相连接，在小球M下面的一绝缘水平面上固定了另一个带电小球N，在选项图中，小球M能处于静止状态的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　　D
【答案】B　
4、如图所示真空中a、b、c、d四点共线且等距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，则(　　)
A．b点电场强度大小为E，方向水平向右
B．b点电场强度大小为E，方向水平向左
C．c点电场强度大小为E，方向水平向右
D．c点电场强度大小为E，方向水平向左
【答案】D　
5、小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是(　　)
A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C．化纤手套与接触物摩擦容易起电，存在安全隐患
D．在加油站可以用绝缘的塑料梳子梳头
【答案】C　
6、两个完全相同的小金属球，它们的带电荷量之比为5∶1(皆可视为点电荷)，它们在相距一定距离时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回各自原来的位置上，此时相互作用力变为F2，则F1∶F2可能为(　　)
A．5∶2　　 B．5∶4 C．5∶6 D．5∶8
【答案】B　
7、物体带电的方式有摩擦，接触，感应等起电方式，那么物体带电的原因是（ ）
A. 摩擦起电 B. 感应起电 C. 接触起电 D. 电荷的转移
【答案】D
8、如图所示，在绝缘光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，同时从静止释放，则两个小球的加速度大小和速度大小随时间变化的情况是(　　)
A．速度变大，加速度变大 B．速度变小，加速度变小
C．速度变大，加速度变小 D．速度变小，加速度变大
【答案】C　
9、如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电荷量均为＋q，c带电荷量为－q，则(　　)
A．ab连线中点电场强度为零
B．三角形中心处电场强度为零
C．a所受库仑力方向垂直于ab连线
D．a、b、c三处带电小球所受库仑力大小之比为1∶1∶
【答案】D　
10、如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。先产生放电现象的是(　　)
避雷针模拟实验
A．A金属柱 B．B金属柱
C．A、B金属柱同时 D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱
【答案】A　
11、a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度Ea与a、b连线夹角为60°，b点电场强度Eb与a、b连线夹角为30°，关于此电场，下列分析正确的是(　　)
A．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝1∶
B．这是一个正点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1
C．这是一个负点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝∶1
D．这是一个负点电荷产生的电场，Ea∶Eb＝3∶1
【答案】D　
12、A和B是两个都不带电的物体，它们互相摩擦后，A带正电荷4.8×10－9 C，下列判断正确的是( )
A. 在摩擦前A和B的内部没有任何电荷
B. 摩擦过程中电子从B转移到A
C. B在摩擦后一定带负电荷4.8×10－8 C
D. A在摩擦过程中失去3×1010个电子
【答案】D
二、简答类题、填空类题。
13、有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电．现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少？
【答案】带电物体接触，电荷遵守先中和再平分的原则，因为BC不带电，所以C与A接触后，A、C电量变为原来A电量的一半，然后B和A接触，A的电量在减少一半所以qa=2.0×10-5C /4=5×10-6C；小球B与小球C接触后分开，二者电量平分qb=qc=（5×10-6C+1.0×10-5C）/2=.5×10-6C
14、在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．
实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大，再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．
实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 而增大，随其所带电荷量的 而增大．此同学在探究中应用的科学方法是 (选填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)．
【答案】减小 增大 控制变量法
三、计算类题。
15、（计算题）多少个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C？干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷．此人身上有多少个剩余电子？他的质量增加了多少？（电子质量me=9.1×10﹣31kg，电子电荷量e=1.6×10﹣19C）
【答案】解：每个电子电荷量为q=1.6×10﹣19C； 则﹣3.2×10﹣5C的电量需要的电子为n= =2×1014个；
干燥的天气一个人脱了鞋在地毯上走，身上聚集了﹣4.8×10﹣5C的电荷．
此人身上有电子为n′= =3×1014个；
电子质量me=9.1×10﹣31kg，所以他的质量增加m=3×1014×9.1×10﹣31kg=2.73×10﹣16kg．
答：2×1014个电子的电荷量等于﹣3.2×10﹣5C；
此人身上有3×1014个剩余电子，他的质量增加2.73×10﹣16kg．
16、（计算类综合题）如图所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a、b、c，三球在一条直线上，若释放a球，a球初始加速度为－1 m/s2(向右为正)，若释放c球，c球初始加速度为3 m/s2，当释放b球时，b球的初始加速度应是多大？方向如何？
【答案】2 m/s2　方向向左
【解析】由牛顿第二定律，对a球有
Fba＋Fca＝－ma0①
对c球有Fac＋Fbc＝3ma0②
由①②得Fab＋Fcb＝－2ma0
即ab＝－2 m/s2，方向向左．
17、（计算题）如图所示，长为L＝0.12 m的绝缘轻杆上端固定在O点，质量为m＝0.6 kg、电荷量为q＝＋0.5 C的金属小球套在绝缘轻杆上，空间存在水平向右的匀强电场，球与杆间的动摩擦因数为μ＝0.75。当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑，g取10 m/s2。
(1)求匀强电场的电场强度大小；
(2)改变轻杆与竖直方向的夹角，使小球下滑过程中与杆之间的摩擦力为0，并将小球从O点由静止释放，求小球离开杆时的速度大小。
【答案】　(1)16 N/C　 (2)2 m/s
【解析】(1)当杆竖直固定放置时，有N＝Eq，mg＝f，f＝μN，
联立解得E＝，
代入数据得E＝16 N/C。
(2)小球与杆之间的摩擦力为0，说明小球与杆之间的弹力为0，则有Eqcos θ＝mgsin θ，
联立解得tan θ＝，
代入数据得tan θ＝，
则可得θ＝53°。
设小球的加速度为a，则有mgcos 53°＋Eqsin 53°＝ma，
代入数据解得a＝ m/s2。
由运动学规律有v2＝2aL，
代入数据解得小球离开杆时的速度v＝2 m/s。