第九章 静电场及其应用 练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册（含解析）

第九章 静电场及其应用 练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、富兰克林提出存在正、负两种电荷，但物体通常呈电中性，这是因为(　　)
A．物体没有电荷　　　　 B．物体的正负电荷一样多
C．物体很容易失去电荷 D．以上说法都不正确
2、下列关于点电荷的说法正确的是(　　)
A．任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷
B．球状带电体一定可以看成点电荷
C．点电荷就是元电荷
D．一个带电体能否看成点电荷应以具体情况而定
3、在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104 N/C.已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为103 kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为(　　)
A．2×10－9 C B．4×10－9 C C．6×10－9 C D．8×10－9 C
4、如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷。在静电平衡后,下列物理量中不为零的是(　　)
A.导体腔内任意点的电场强度 B.导体腔内任意点的电势
C.导体外表面的电荷量 D.导体空腔内表面的电荷量
5、绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的绝缘水平面上固定另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是(　　)
6、如图所示，地面上有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的A点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成30°角的虚线由A向B做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A．小球带正电荷
B．小球受到的电场力与重力大小之比为2∶1
C．小球从A运动到B的过程中电势能增加
D．小球从A运动到B的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量
7、如图所示，水平直线表示电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点．一负点电荷仅在电场力作用下，从静止开始由A向B做匀加速运动．则电场强度(　　)
A．逐渐增大，方向向左 B．逐渐增大，方向向右
C．保持不变，方向向左 D．保持不变，方向向右
8、如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A(未接触)时，导体A带的(　　)
A．正电荷增加　　　　　 B．负电荷增加
C．正、负电荷均增加 D．电荷量不变
9、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．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
C．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
D．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电
10、如图所示，绝缘水平面上有A、B、C、D四点，依次相距L，若把带电金属小球甲(半径远小于L)放在B点，测得D点处的电场强度大小为E；现将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分别放置于A、C两点，此时D点处的电场强度大小为(　　)
A.E B.E C．E D.E
11、如图所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体。当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做(　　)
A.向上偏转的类平抛运动 B.向下偏转的类平抛运动
C.匀速直线运动 D、变速直线运动
12、如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强EB＝48 N/C，则(　　)
A．EC＝24 N/C
B．EC＝12 N/C
C．若要使EB＝0，可在C处放一个－Q的点电荷
D．把q＝10－9 C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为6×10－9 N
13、x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图中曲线所示(AP>PB)，取无限远处电势为0，从图中可以看出(　　)
A．Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量
B．Q1和Q2一定是同种电荷
C．P点电场强度是0
D．Q1和Q2连线上各点电场方向都指向Q1
14、带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线．关于粒子，下列说法正确的是(　　)
A．粒子一定带正电
B．在a点的加速度大于在b点的加速度
C．在a点的速度小于在b点的速度
D．电场中a点的电势一定比b点的电势高
15、古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为(　　)
A．琥珀是一种树脂化石，树脂具有粘性，容易吸附灰尘
B．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快
C．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘
D．琥珀本身带电，能吸引灰尘
16、21世纪初某年11月5日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第49颗北斗导航卫星，在火箭升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果这些静电没有被及时导走，下列情况中升空后的“长征三号乙运载”火箭能被视为点电荷的是(　　)
A．研究火箭外部与其相距1 m处的一个带电微粒之间的静电力
B．研究火箭与地球(带负电)之间的静电力
C．任何情况下都可视为点电荷
D．任何情况下都不可视为点电荷
二、填空与实验题。
17、带电体的电荷量都等于最小电荷量e的整数倍。最小电荷量e就叫做元电荷。一个带电体的电量Q＝－1.6×10－5C，则物体________（选填“得到”或“失去”）________个电子。
18、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、实验题。
19、如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷(带电荷量为Q)为圆心的某一圆周交于B、C两点。质量为m、电荷量为－q的带孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知q Q，AB＝h。小球滑到B点时速度大小为。求：
(1)小球由A到B的过程中电场力做的功；
(2)A、C两点间的电势差。
20、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？
21、如图1所示，在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标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2.0 m和5.0 m．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图2中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电．
(1)求B点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性，并说明理由。
22、如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋q的点电荷。求：
(1)金属杆中点处电场强度的大小；
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度。
23、如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电量为q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为θ。
(1)试求这个匀强电场的场强E的大小；
(2)如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹角为θ，则E′的大小又是多少？
第九章 静电场及其应用 练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、富兰克林提出存在正、负两种电荷，但物体通常呈电中性，这是因为(　　)
A．物体没有电荷　　　　 B．物体的正负电荷一样多
C．物体很容易失去电荷 D．以上说法都不正确
【答案】B　
2、下列关于点电荷的说法正确的是(　　)
A．任何带电球体都可以看成电荷全部集中于球心的点电荷
B．球状带电体一定可以看成点电荷
C．点电荷就是元电荷
D．一个带电体能否看成点电荷应以具体情况而定
【答案】D　
3、在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为104 N/C.已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落，取重力加速度大小为10 m/s2，水的密度为103 kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为(　　)
A．2×10－9 C B．4×10－9 C C．6×10－9 C D．8×10－9 C
【答案】B
4、如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷。在静电平衡后,下列物理量中不为零的是(　　)
A.导体腔内任意点的电场强度 B.导体腔内任意点的电势
C.导体外表面的电荷量 D.导体空腔内表面的电荷量
【答案】C
5、绝缘细线的一端与一带正电的小球M相连接，另一端固定在天花板上，在小球M下面的绝缘水平面上固定另一个带电小球N，在下列情况下，小球M能处于静止状态的是(　　)
【答案】B　
6、如图所示，地面上有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的A点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成30°角的虚线由A向B做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A．小球带正电荷
B．小球受到的电场力与重力大小之比为2∶1
C．小球从A运动到B的过程中电势能增加
D．小球从A运动到B的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量
【答案】C　
7、如图所示，水平直线表示电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点．一负点电荷仅在电场力作用下，从静止开始由A向B做匀加速运动．则电场强度(　　)
A．逐渐增大，方向向左 B．逐渐增大，方向向右
C．保持不变，方向向左 D．保持不变，方向向右
【答案】C
8、如图所示，导体A带正电，当带负电的导体B靠近A(未接触)时，导体A带的(　　)
A．正电荷增加　　　　　 B．负电荷增加
C．正、负电荷均增加 D．电荷量不变
【答案】D　
9、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．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
C．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
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】C　
10、如图所示，绝缘水平面上有A、B、C、D四点，依次相距L，若把带电金属小球甲(半径远小于L)放在B点，测得D点处的电场强度大小为E；现将不带电的相同金属小球乙与甲充分接触后，再把两球分别放置于A、C两点，此时D点处的电场强度大小为(　　)
A.E B.E C．E D.E
【答案】D
11、如图所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体。当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做(　　)
A.向上偏转的类平抛运动 B.向下偏转的类平抛运动
C.匀速直线运动 D、变速直线运动
【答案】C
12、如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强EB＝48 N/C，则(　　)
A．EC＝24 N/C
B．EC＝12 N/C
C．若要使EB＝0，可在C处放一个－Q的点电荷
D．把q＝10－9 C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为6×10－9 N
【答案】B　
13、x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间连线上各点电势高低如图中曲线所示(AP>PB)，取无限远处电势为0，从图中可以看出(　　)
A．Q1的电荷量一定大于Q2的电荷量
B．Q1和Q2一定是同种电荷
C．P点电场强度是0
D．Q1和Q2连线上各点电场方向都指向Q1
【答案】A　
14、带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线．关于粒子，下列说法正确的是(　　)
A．粒子一定带正电
B．在a点的加速度大于在b点的加速度
C．在a点的速度小于在b点的速度
D．电场中a点的电势一定比b点的电势高
【答案】C
15、古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为(　　)
A．琥珀是一种树脂化石，树脂具有粘性，容易吸附灰尘
B．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快
C．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘
D．琥珀本身带电，能吸引灰尘
【答案】C　
16、21世纪初某年11月5日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第49颗北斗导航卫星，在火箭升空过程中由于与大气摩擦产生了大量的静电，如果这些静电没有被及时导走，下列情况中升空后的“长征三号乙运载”火箭能被视为点电荷的是(　　)
A．研究火箭外部与其相距1 m处的一个带电微粒之间的静电力
B．研究火箭与地球(带负电)之间的静电力
C．任何情况下都可视为点电荷
D．任何情况下都不可视为点电荷
【答案】B　
二、填空与实验题。
17、带电体的电荷量都等于最小电荷量e的整数倍。最小电荷量e就叫做元电荷。一个带电体的电量Q＝－1.6×10－5C，则物体________（选填“得到”或“失去”）________个电子。
【答案】得；1014
18、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、实验题。
19、如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷(带电荷量为Q)为圆心的某一圆周交于B、C两点。质量为m、电荷量为－q的带孔小球从杆上的A点无初速度下滑，已知q Q，AB＝h。小球滑到B点时速度大小为。求：
(1)小球由A到B的过程中电场力做的功；
(2)A、C两点间的电势差。
【答案】(1)mgh　 (2)－
【解析】(1)根据动能定理，有WG＋WE＝mvB2，
电场力做的功为
WE＝mvB2－WG＝m()2－mgh＝mgh。
(2)由题意可知φB＝φC，则A、C两点电势差为
UAC＝UAB＝＝＝－。
20、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。
21、如图1所示，在一个点电荷Q的电场中，Ox坐标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2.0 m和5.0 m．放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同，电场力的大小跟试探电荷所带电量的关系图象如图2中直线a、b所示，放在A点的电荷带正电，放在B点的电荷带负电．
(1)求B点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性，并说明理由。
【答案】(1)2.5 N/C　沿x轴负方向　(2)见解析
【解析】(1)由图可知，B点的电场强度
EB＝F/q＝ N/C＝2.5 N/C.
因B带负电，受力向右，所以EB的方向指向x轴的负方向．同理A点的电场强度EA＝40 N/C，方向指向x轴的正方向．
(2)因为A点电荷带正电，B点电荷带负电，二者受力方向又相同，所以点电荷Q必须放于A、B两点之间，且Q只有带负电时，才会使得A、B两点电荷受力均沿x轴正方向
22、如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋q的点电荷。求：
(1)金属杆中点处电场强度的大小；
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度。
【答案】(1)0　 (2)，方向水平向右
【解析】(1)金属杆处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零。因此，金属杆中点处的电场强度为0。
(2)点电荷q在金属杆中点处产生的电场强度E点＝k＝，方向水平向左。由于金属杆中点处的电场强度为0，所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度与点电荷在该处产生的电场强度大小相等、方向相反，所以，感应电荷在金属杆中点处产生的电场强度大小
E感＝E点＝，方向水平向右。
23、如图所示，用一根绝缘细线悬挂一个带电小球，小球的质量为m，电量为q，现加一水平的匀强电场，平衡时绝缘细线与竖直方向夹角为θ。
(1)试求这个匀强电场的场强E的大小；
(2)如果将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，小球平衡时，绝缘细线仍与竖直方向夹角为θ，则E′的大小又是多少？
【答案】(1)　 (2)
【解析】(1)对小球受力分析，受到重力、电场力和细线的拉力，如图甲所示．由平衡条件得：mgtanθ＝qE
解得：E＝.
(2)将电场方向顺时针旋转θ角、大小变为E′后，电场力方向也顺时针转过θ角，大小为F′＝qE′，此时电场力与细线垂直，如图乙所示．
根据平衡条件得：mgsinθ＝qE′
则得：E′＝。