高中物理必修三 第九章 静电场及其应用 （含解析）

高中物理必修三静电场及其应用
一、选择题（1-7单选题，8-10多选题）
1．关于电场，下列说法中正确的是（　　）
A．电场是电荷周围空间假想的特殊物质
B．电场是为了便于研究电荷的运动而引入的理想模型
C．电荷周围分布的电场线就是电场
D．电荷间的相互作用是通过电场产生的
2．如图所示，把系在丝线上的带电小球A挂在铁架台的P点，带电球C置于铁架台旁。小球A静止时与带电球C处于同水平线上，丝线与竖直方向的夹角为。已知小球A的质量为m，重力加速度为g，不计丝线质量，则可知小球A受到的静电力的大小为（　　）
A． B． C． D．
3．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的（　　）
A．－6.4×10－19C B．2.4×10－19C
C．－1.6×10－18C D．4.0×10－17C
4．如图所示，取一对用绝缘柱支持的不带电导体A和B，使它们彼此接触，小明用绝缘棒把带正电荷的物体C移近导体A，发现贴在A、B下部的金属箔都张开，下列说法正确的是（　　）
A．此时A和B都带正电荷
B．此时A带正电荷，B带负电荷
C．若导体A与大地通过导线相连接，最终A带负电
D．若导体B与大地通过导线相连接，最终A带正电
5．如图所示，一带电荷量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为 。当把一电荷量也是q的点电荷放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电荷量为aq的点电荷放在P点时，测得作用于这点电荷的静电力为F，则（　　）
A．f的数值等于
B．F的数值等于af
C．a比1小得越多，F的数值越接近af
D．a比1小得越多，F的数值越接近
6．如图所示，水平金属板A、B分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态．现将B板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴（　　）
A．仍然保持静止 B．竖直向下运动
C．向左下方运动 D．向右下方运动
7．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动（　　）
A．半径越大，加速度越大 B．半径越小，周期越大
C．半径越大，角速度越小 D．半径越小，线速度越小
8．一个检验电荷q在电场中某点的受到的电场力F，该点的电场强度为E，下图中能正确表示q、F、E三者关系的是（　　）
A． B．
C． D．
9． 如图，由绝缘材料制成、内壁光滑、半径为的圆形细管水平固定，过圆心的直线上有、、三点，半径，。处固定一电荷量为的正点电荷，处固定一个电荷量未知的负点电荷，使得管内电势处处相等。一个质量为、电荷量绝对值为的带电小球在管内运动，经处时合力刚好等于该处电场力，静电力常量为，则（　　）
A．小球带正电
B．处电荷的电荷量绝对值为
C．小球经处时的速率为
D．小球在运动过程中电场力的功率始终为零
10．如图所示，两个可看做点电荷的带电绝缘小球紧靠着塑料圆盘，小球A固定不动（图中未画出）。小球B绕圆盘边缘在平面内从沿逆时针缓慢移动，测量圆盘中心O处的电场强度，获得沿x方向的电场强度随变化的图像（如图乙）和沿y方向的电场强度随变化的图像（如图丙）。下列说法正确的是（　　）
A．小球A带负电荷，小球B带正电荷
B．小球A、B所带电荷量之比为
C．小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度先增大后减小
D．小球B绕圆盘旋转一周过程中，盘中心O处的电场强度最小值为
二、非选择题
11．如图所示，真空中存在电场强度大小为E，方向水平向右的匀强电场，A、B两点分别固定着等量异种点电荷和。O是线段AB的中点，C是线段AB垂直平分线上的一点，且。若O点的电场强度大小为，则C点的电场强度为多少？
12．如图所示，带负电的小球静止在水平位置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm，两板间的电势差为300V．如果两板间电势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需多长时间？
13．如图所示，A、B两个带电小球可以看成点电荷，用两等长绝缘细线悬挂起来，在水平方向的匀强电场中，A、B静止，且悬线都保持竖直。已知A、B相距4cm，A的带电量为，静电力常量。求：
（1）匀强电场的场强大小和方向；
（2）小球B的电量和电性。
14．两个带电小球A、B（可视为质点）通过绝缘的不可伸长的轻绳相连，若将轻绳的某点O固定在天花板上，平衡时两个小球的连线恰好水平，且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°，如图甲所示。若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮（滑轮大小可不计）两端，调节两球的位置能够重新平衡，如图乙所示，求：
(1)两个小球的质量之比；
(2)图乙状态，滑轮两端的绳长O'A、O'B之比。
15．如图所示，一电荷量为的带正电小球A固定在绝缘柱上，另一质量为的带电小球B用轻质绝缘细线悬挂于点，（A、B均可视为点电荷，且A的电荷量大于B的电荷量）。当小球B与A相距为且处于同一水平线上时，细线与竖直方向的夹角为，已知静电力常量为，重力加速度为，求：
（1）小球B受到的库仑力的大小；
（2）小球B的电荷量；
（3）小球A、B连线中点处的电场强度的大小和方向。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】B
3．【答案】B
4．【答案】C
5．【答案】D
6．【答案】D
7．【答案】C
8．【答案】C,D
9．【答案】B,D
10．【答案】B,D
11．【答案】解：设AO距离为L，由于点电场强度为，根据点电荷场强公式及电场叠加原理可知
对于C点画出电场强度的图示如图所示
根据电场叠加原理由平行四边形定则可知
由几何关系可知
联立解得
方向水平向右。
12．【答案】解：以带电小球为研究对象，设它带电量为q，则带电小球受重力mg和电场力qE的作用．
当U1=300 V时，小球平衡，则有：mg=q ①
当U2=60V时，带电小球所受的电场力减小，则小球将向下板做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有：
mg﹣q =ma ②
联立①②代入数据，得 mg﹣ mg=ma，
即 a= g= =8m/s2．
由运动学公式，有 at2=h
得，t= = s≈0.045s
答：带电小球运动到极板上需时间为0.045s．
13．【答案】（1），水平向左；（2）小球B带负电，电量大小为
14．【答案】(1)3∶1；(2)1∶3
15．【答案】（1）；（2）；（3），方向水平向右
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