第九章 静电场及其应用 单元练习题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 单元练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。（共16题）
1、（双选）用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是(　　)
A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失电子
B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷
C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等
D．同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
2、如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线的拉力分别为FA、FB，现使两球带同种电荷，此时上、下细线受拉力分别为FA′、FB′，则(　　)
A．FA＝FA′，FB>FB′ B．FA＝FA′，FBC．FAFB′ D．FA3、如图所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是(　　)
A．这个电场可能是一个带负电的点电荷的电场
B．点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大
C．点电荷q在A点的瞬时加速度比在B点的瞬时加速度小
D．负电荷在B点受到的静电力方向沿B点的电场强度方向
4、一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　　)
A．Ea最大　　B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec
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、（双选）如图所示，两个等量异种点电荷的连线和其中垂线上有a、b、c三点，下列说法正确的是(　　)
A．a点电势比b点电势高
B．a、b两点的电场方向相同，b点电场强度比a点电场强度大
C．b点电势比c点电势高，电场方向相同
D．一个电子仅在电场力作用下不可能沿如图所示的曲线轨迹从a点运动到c点
7、（双选）M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10 C，下列判断正确的有(　　)
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦的过程中电子从M转移到N
C．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 C
D．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子
8、（双选）如图所示的实验装置为库仑扭秤．细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡．当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，改变A和C之间的距离r，记录每次悬线扭转的角度，便可找到力F与距离r的关系．这一实验中用到了下列哪些物理方法(　　)
A．微小量放大法 B．极限法 C．比值定义法 D．控制变量法
9、如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布，下列说法正确的是(　　)
A．Q1的电性无法确定
B．B处没画电场线，故B处电场强度为零
C．电子在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力
D．电子在A点的加速度小于在B点的加速度
10、（双选）如图所示，电力工作人员在几十万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是(　　)
A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破
B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽
C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零
D．屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用
11、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
12、如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块运动的过程中，下列表述正确的是(　　)
A．两个物块的电势能逐渐减少
B．物块受的库仑力不做功
C．两个物块的机械能守恒
D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
13、a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，∠abc＝120°.现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有(　　)
A．d点电场强度的方向由d指向O
B．O点电场强度的方向由d指向O
C．d点的电场强度大于O点的电场强度
D．d点的电场强度小于O点的电场强度
14、如图所示，在一个半径为R的圆周上均匀分布N个可视为质点的带电小球，其中A点的小球所带的电荷量为＋3q，其余小球所带的电荷量为＋q，此时圆心O点的电场强度大小为E.现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度大小为(　　)
A．E B. C. D.
15、关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是( )
A. 点电荷所带电荷量一定是元电荷的电荷量
B. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
C. 点电荷所带电荷量一定很小
D. 点电荷是一种理想化的物理模型
16、（双选）关于点电荷，以下说法正确的是(　　)
A．足够小的电荷，就是点电荷
B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷
C．在实际中点电荷并不存在
D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
二、填空与实验题。
17、把带正电的球C移近金属导体AB的A端时，由于同种电荷相互________，异种电荷相互________，使导体上的自由电子向________端移动，因此导体A端和B端带上了________种电荷。
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、计算题。
19、如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小；
(2)C点的电场强度的大小和方向．
20、如图所示,两个点电荷A和B,电荷量分别为q1=-9.0×10-9 C、q2=2.7×10-8 C,彼此相距r=6 cm,在其连线中点处放一半径为1 cm的金属球壳,求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度。
21、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。
22、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，求：
(1)B释放时的加速度大小；
(2)P、O间的距离L。
第九章 静电场及其应用 单元练习题2024-2025学年物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题。（共16题）
1、（双选）用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说法正确的是(　　)
A．两个物体摩擦时，表面粗糙的易失电子
B．两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷
C．两个物体摩擦起电时，带上电荷的种类不同但数量相等
D．同一物体与不同种类的物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同
【答案】CD
2、如图所示，两根细线挂着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线的拉力分别为FA、FB，现使两球带同种电荷，此时上、下细线受拉力分别为FA′、FB′，则(　　)
A．FA＝FA′，FB>FB′ B．FA＝FA′，FBC．FAFB′ D．FA【答案】B
3、如图所示是静电场的一部分电场线分布，下列说法中正确的是(　　)
A．这个电场可能是一个带负电的点电荷的电场
B．点电荷q在A点受到的电场力比在B点受到的电场力大
C．点电荷q在A点的瞬时加速度比在B点的瞬时加速度小
D．负电荷在B点受到的静电力方向沿B点的电场强度方向
【答案】B　
4、一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　　)
A．Ea最大　　B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec
【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、（双选）如图所示，两个等量异种点电荷的连线和其中垂线上有a、b、c三点，下列说法正确的是(　　)
A．a点电势比b点电势高
B．a、b两点的电场方向相同，b点电场强度比a点电场强度大
C．b点电势比c点电势高，电场方向相同
D．一个电子仅在电场力作用下不可能沿如图所示的曲线轨迹从a点运动到c点
【答案】BD　
7、（双选）M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10－10 C，下列判断正确的有(　　)
A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷
B．摩擦的过程中电子从M转移到N
C．N在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10 C
D．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子
【答案】BC
8、（双选）如图所示的实验装置为库仑扭秤．细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡．当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，改变A和C之间的距离r，记录每次悬线扭转的角度，便可找到力F与距离r的关系．这一实验中用到了下列哪些物理方法(　　)
A．微小量放大法 B．极限法 C．比值定义法 D．控制变量法
【答案】AD
9、如图所示为一对不等量异种点电荷的电场线分布，下列说法正确的是(　　)
A．Q1的电性无法确定
B．B处没画电场线，故B处电场强度为零
C．电子在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力
D．电子在A点的加速度小于在B点的加速度
【答案】C　
10、（双选）如图所示，电力工作人员在几十万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是(　　)
A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破
B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽
C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零
D．屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用
【答案】BC　
11、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　
12、如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块运动的过程中，下列表述正确的是(　　)
A．两个物块的电势能逐渐减少
B．物块受的库仑力不做功
C．两个物块的机械能守恒
D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
【答案】A　
13、a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点，∠abc＝120°.现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上，下列说法正确的有(　　)
A．d点电场强度的方向由d指向O
B．O点电场强度的方向由d指向O
C．d点的电场强度大于O点的电场强度
D．d点的电场强度小于O点的电场强度
【答案】D
14、如图所示，在一个半径为R的圆周上均匀分布N个可视为质点的带电小球，其中A点的小球所带的电荷量为＋3q，其余小球所带的电荷量为＋q，此时圆心O点的电场强度大小为E.现仅撤去A点的小球，则O点的电场强度大小为(　　)
A．E B. C. D.
【答案】B
15、关于点电荷、元电荷、检验电荷，下列说法正确的是( )
A. 点电荷所带电荷量一定是元电荷的电荷量
B. 点电荷、元电荷、检验电荷是同一种物理模型
C. 点电荷所带电荷量一定很小
D. 点电荷是一种理想化的物理模型
【答案】D
16、（双选）关于点电荷，以下说法正确的是(　　)
A．足够小的电荷，就是点电荷
B．一个电子，不论在何种情况下均可视为点电荷
C．在实际中点电荷并不存在
D．一个带电体能否看成点电荷，不是看它尺寸的绝对值，而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
【答案】CD
二、填空与实验题。
17、把带正电的球C移近金属导体AB的A端时，由于同种电荷相互________，异种电荷相互________，使导体上的自由电子向________端移动，因此导体A端和B端带上了________种电荷。
【答案】排斥；吸引；A；异
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、计算题。
19、如图所示，真空中xOy平面直角坐标系上的A、B、C三点构成等边三角形，边长L＝2.0 m．若将电荷量均为q＝＋2.0×10－6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小；
(2)C点的电场强度的大小和方向．
【答案】(1)9.0×10－3 N　(2)7.8×103 N/C　沿y轴正方向
【解析】(1)根据库仑定律，A、B两点电荷间的库仑力大小为F＝k，代入数据得F＝9.0×10－3 N.
(2)A、B两点电荷在C点产生的场强大小相等，均为E1＝k
A、B两点电荷形成的电场在C点的合场强大小为
E＝2E1cos30°
代入数据得E≈7.8×103 N/C
场强E的方向沿y轴正方向。
20、如图所示,两个点电荷A和B,电荷量分别为q1=-9.0×10-9 C、q2=2.7×10-8 C,彼此相距r=6 cm,在其连线中点处放一半径为1 cm的金属球壳,求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度。
【答案】3.6×105 N/C　方向由O指向B
【解析】由于球壳达到静电平衡后各点的场强为零,故感应电荷在球心O处产生的场强与-q1和+q2在O处场强的矢量和等大反向,设由O指向B方向为场强正方向,即:
|E感|=|E1|+|E2|=+=3.6×105 N/C,方向由O指向B。
21、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。
22、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，求：
(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。