第九章 静电场及其应用 训练题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 训练题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是(　　)
A．接触前，A、B一定带异种电荷
B．接触前，A、B可能带异种电荷
C．接触前，A球一定不带任何净电荷
D．接触后，A球一定带负电荷
2、在光滑绝缘桌面上，带电小球A固定，带电小球B在A、B间库仑力作用下以速率v0绕小球A做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕小球A做匀速圆周运动的半径变为2r，则小球B的速率大小应变为(　　)
A.v0 B.v0 C．2v0 D.
3、（双选）如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
4、如图，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是(　　)
A．闭合开关S1，有电子从枕形导体流向大地
B．闭合开关S2，有电子从枕形导体流向大地
C．闭合开关S1，有电子从大地流向枕形导体
D．闭合开关S2，没有电子通过开关S2
5、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是(　　)
A．a对b的静电力可能是斥力
B．a对c的静电力一定是引力
C．a的电荷量可能比b少
D．a的电荷量一定比b多
6、一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则(　　)
A．粒子一定带正电
B．粒子的运动是匀变速运动
C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大
D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大
7、（双选）如图所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在静电力和弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间，加速度与位移之间变化关系的图象正确的是(　　)
8、如图所示是伏打起电盘的示意图，其起电原理是(　　)
A．摩擦起电 B．感应起电
C．接触起电 D．以上三种方式都不是
9、关于库仑定律的公式F＝k，下列说法中正确的是(　　)
A．真空中两个电荷，大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力
B．当真空中两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞
C．当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D．当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
10、关于电场强度的两个公式E＝和E＝，下列说法中正确的是(　　)
A．q表示放入电场中的试探电荷的电荷量，Q表示场源电荷的电荷量
B．E随q的增大而减小、随Q的增大而增大
C．第一个公式仅适用于匀强电场，且E的方向与F的方向一致
D．第二个公式适用于包括点电荷在内的所有场源形成的电场
11、（双选）根据所学知识分析，人在进行高压带电作业操作前必须做的准备工作和操作过程可能发生的情况是(　　)
A．人不需要做什么准备，只要操作时注意就可以保证安全
B．人在操作前必须要戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服
C．手在接触电线的瞬间，也会放电发生危险
D．手在接触电线的瞬间，也会放电，但没有危险
12、如图所示，图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为(　　)
A.，方向由C指向O　 B.，方向由O指向C
C.，方向由O指向C D.，方向由C指向O
13、在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，如图所示，则下列判断错误的是(　　)
A．a、b两点的电势相同
B．a、b两点的电场强度相同
C．a、O两点间与b、O两点间的电势差相同
D．同一电荷放在a、b两点的电势能相同
14、（双选）如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则(　　)
A．小球A与B之间库仑力的大小为
B．当＝时，细线上的拉力为0
C．当＝时，细线上的拉力为0
D．当＝时，斜面对小球A的支持力为0
15、保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的(　　)
A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C
16、真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下面哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F(　　)
A．使Q的电荷量变为2Q，使q的电荷量变为3q，同时使它们的距离变为原来的2倍
B．使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍
C．使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离变为原来的1.5倍
D．保持电荷量不变，使距离变为原来的倍
二、填空与实验题。
17、某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。
根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：
(1)步骤二的实验现象，说明 ；
(2)步骤三的实验现象，说明 ；
(3)该研究性实验 (选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．
18、如图所示，半径为R的橡胶圆环，均匀带有电荷量为Q的正电荷，现从环上截去长Δs的一小段，若Δs R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小为 ，方向为 .
三、计算题。
19、电荷量q1＝＋1.0×10－8 C的点电荷，在A点时所受电场力大小是2.0×10－5 N。将它从电势零点O处移到电场中A点时，克服电场力做功为2.0×10－6 J。求：
(1)A点处的电场强度的大小；
(2)电势差UAO；
(3)若将点电荷换成q2＝－2.0×10－8 C的点电荷，求q2从O点移动到A点过程中q2所受电场力做的功。
20、如图所示，大球A原来的带电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触达到静电平衡时，小球获得q的电荷量；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？
21、如图所示，电荷量Q＝2×10－7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量为m＝2×10－4 kg、电荷量q＝1×10－7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2。
(1)B释放时的加速度大小；
(2)P、O间的距离L。
22、如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为＋Q，半径为R，圆心为O，OP为垂直于圆环平面的粗糙绝缘直杆(粗糙程度处处相同)，其上套有一质量为m、带电量为q的带电小球(不影响带电圆环的电场分布)，距圆心O为L，恰能保持静止．已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求杆的动摩擦因数μ.
第九章 静电场及其应用 训练题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。
1、有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是(　　)
A．接触前，A、B一定带异种电荷
B．接触前，A、B可能带异种电荷
C．接触前，A球一定不带任何净电荷
D．接触后，A球一定带负电荷
【答案】B
2、在光滑绝缘桌面上，带电小球A固定，带电小球B在A、B间库仑力作用下以速率v0绕小球A做半径为r的匀速圆周运动，若使其绕小球A做匀速圆周运动的半径变为2r，则小球B的速率大小应变为(　　)
A.v0 B.v0 C．2v0 D.
【答案】A　
3、（双选）如图是电场中某点的电场强度E及所受电场力F与放在该点处的试探电荷所带电荷量q之间的函数关系图像，其中正确的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
【答案】AD　
4、如图，把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是(　　)
A．闭合开关S1，有电子从枕形导体流向大地
B．闭合开关S2，有电子从枕形导体流向大地
C．闭合开关S1，有电子从大地流向枕形导体
D．闭合开关S2，没有电子通过开关S2
【答案】C
5、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(可视为点电荷)，三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下静止，则以下判断正确的是(　　)
A．a对b的静电力可能是斥力
B．a对c的静电力一定是引力
C．a的电荷量可能比b少
D．a的电荷量一定比b多
【答案】D　
6、一带电粒子沿图中曲线穿过一匀强电场中的等势面，且四个等势面的电势关系满足φa>φb>φc>φd，若不计粒子所受重力，则(　　)
A．粒子一定带正电
B．粒子的运动是匀变速运动
C．粒子从A点到B点运动的过程中动能先减小后增大
D．粒子从A点到B点运动的过程中电势能增大
【答案】B　
7、（双选）如图所示，水平面绝缘且光滑，一绝缘的轻弹簧左端固定，右端有一带正电荷的小球，小球与弹簧不相连，空间存在着水平向左的匀强电场，带电小球在静电力和弹簧弹力的作用下静止，现保持电场强度的大小不变，突然将电场反向，若将此时作为计时起点，则下列描述速度与时间，加速度与位移之间变化关系的图象正确的是(　　)
【答案】AC
8、如图所示是伏打起电盘的示意图，其起电原理是(　　)
A．摩擦起电 B．感应起电
C．接触起电 D．以上三种方式都不是
【答案】B
9、关于库仑定律的公式F＝k，下列说法中正确的是(　　)
A．真空中两个电荷，大电荷对小电荷的作用力大于小电荷对大电荷的作用力
B．当真空中两个电荷间的距离r→0时，它们之间的静电力F→∞
C．当两个电荷间的距离r→∞时，库仑定律的公式就不适用了
D．当两个电荷间的距离r→0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了
【答案】D
10、关于电场强度的两个公式E＝和E＝，下列说法中正确的是(　　)
A．q表示放入电场中的试探电荷的电荷量，Q表示场源电荷的电荷量
B．E随q的增大而减小、随Q的增大而增大
C．第一个公式仅适用于匀强电场，且E的方向与F的方向一致
D．第二个公式适用于包括点电荷在内的所有场源形成的电场
【答案】A　
11、（双选）根据所学知识分析，人在进行高压带电作业操作前必须做的准备工作和操作过程可能发生的情况是(　　)
A．人不需要做什么准备，只要操作时注意就可以保证安全
B．人在操作前必须要戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服
C．手在接触电线的瞬间，也会放电发生危险
D．手在接触电线的瞬间，也会放电，但没有危险
【答案】BD
12、如图所示，图中边长为a的正三角形ABC的三个顶点分别固定有三个点电荷＋q、＋q、－q，则该三角形中心O点处的场强为(　　)
A.，方向由C指向O　 B.，方向由O指向C
C.，方向由O指向C D.，方向由C指向O
【答案】C　
13、在两个等量同种点电荷的连线上，有与连线中点O等距的两点a、b，如图所示，则下列判断错误的是(　　)
A．a、b两点的电势相同
B．a、b两点的电场强度相同
C．a、O两点间与b、O两点间的电势差相同
D．同一电荷放在a、b两点的电势能相同
【答案】B　
14、（双选）如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行．小球A的质量为m、电量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷．小球A静止在斜面上，则(　　)
A．小球A与B之间库仑力的大小为
B．当＝时，细线上的拉力为0
C．当＝时，细线上的拉力为0
D．当＝时，斜面对小球A的支持力为0
【答案】AC
15、保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务．盗版书籍影响我们学习效率甚至给我们的学习带来隐患．小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的(　　)
A．6.2×10－19 C B．6.4×10－19 C
C．6.6×10－19 C D．6.8×10－19 C
【答案】B
16、真空中有两个点电荷Q和q，它们之间的库仑力为F，下面哪些做法可以使它们之间的库仑力变为1.5F(　　)
A．使Q的电荷量变为2Q，使q的电荷量变为3q，同时使它们的距离变为原来的2倍
B．使每个电荷的电荷量都变为原来的1.5倍，距离也变为原来的1.5倍
C．使其中一个电荷的电荷量变为原来的1.5倍，距离变为原来的1.5倍
D．保持电荷量不变，使距离变为原来的倍
【答案】A
二、填空与实验题。
17、某研究性学习小组的同学设计了以下实验方案来验证电荷守恒定律。
根据以上实验过程和观察到的现象，回答下列问题：
(1)步骤二的实验现象，说明 ；
(2)步骤三的实验现象，说明 ；
(3)该研究性实验 (选填“能”或“不能”)验证电荷守恒定律．
【答案】（1）板带电 （2）两板所带总电荷量为零 （3）能
18、如图所示，半径为R的橡胶圆环，均匀带有电荷量为Q的正电荷，现从环上截去长Δs的一小段，若Δs R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小为 ，方向为 .
【答案】kQΔs/2πR3 由O指向Δs
三、计算题。
19、电荷量q1＝＋1.0×10－8 C的点电荷，在A点时所受电场力大小是2.0×10－5 N。将它从电势零点O处移到电场中A点时，克服电场力做功为2.0×10－6 J。求：
(1)A点处的电场强度的大小；
(2)电势差UAO；
(3)若将点电荷换成q2＝－2.0×10－8 C的点电荷，求q2从O点移动到A点过程中q2所受电场力做的功。
【答案】2 000 N/C　(2)200 V　4.0×10－6 J
【解析】(1)由题意知，A点处的电场强度大小
E＝＝ N/C＝2 000 N/C。
(2)O、A间的电势差UOA＝＝ V＝－200 V。
则UAO＝－UOA＝200 V。
(3)由于O、A间电势差不变，则q2从O点移动到A点过程中q2所受电场力做的功W′＝q2UOA＝－2.0×10－8×(－200)J＝4.0×10－6 J。
20、如图所示，大球A原来的带电荷量为Q，小球B原来不带电，现在让小球与大球接触达到静电平衡时，小球获得q的电荷量；现给A球补充电荷，使其电荷量为Q，再次让小球接触大球，每次都给大球补充到电荷量为Q，问经过反复多次接触后，小球的带电荷量为多少？
【答案】q
【解析】本题考查接触带电问题，由于两个球形状和大小不同，所以在接触过程中，两球的电荷量分布比例不是1∶1，但应该是一个确定的值。
根据第一次接触达到静电平衡时两者的电荷量关系可知，此比例为.经过多次接触后，从大球上迁移到小球上的电荷量越来越少，最终将为零，设最终B球带电荷量为q′，则＝，q′＝q。
21、如图所示，电荷量Q＝2×10－7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量为m＝2×10－4 kg、电荷量q＝1×10－7 C的另一正点电荷B从O点正上方0.5 m的某处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2。
(1)B释放时的加速度大小；
(2)P、O间的距离L。
【答案】(1)6.4 m/s2　(2)0.3 m
【解析】(1)根据牛顿第二定律有
mg－k＝ma
解得a＝6.4 m/s2。
(2)当B受到合力为零时，速度最大，则P、O间的距离L满足mg＝k
解得L＝0.3 m。
22、如图所示，均匀带电圆环所带电荷量为＋Q，半径为R，圆心为O，OP为垂直于圆环平面的粗糙绝缘直杆(粗糙程度处处相同)，其上套有一质量为m、带电量为q的带电小球(不影响带电圆环的电场分布)，距圆心O为L，恰能保持静止．已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求杆的动摩擦因数μ.
【答案】·
【解析】设环上Δl(Δl→0)的长度在小球处的场强为ΔE，
则ΔE＝kQ·，
由对称性可得，在轴线上距圆心L处的场强为E，
则：E＝ΔEcosθ，
其中cosθ＝，可解得小球处场强为E＝，
由平衡条件得：qE＝μmg.联立解得：μ＝·.