（新教材）物理必修靜電場及其應用練習含答案

2020--2021（新教材）物理必修第三冊第9章靜電場及其應用練習含答案（新教材）必修第三冊第九章靜電場及其應用1、如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則()A．a、b的電荷同號，k＝eq\f(16,9)B．a、b的電荷異號，k＝eq\f(16,9)C．a、b的電荷同號，k＝eq\f(64,27)D．a、b的電荷異號，k＝eq\f(64,27)2、絕緣細線上端固定，下端懸掛一小球N，由絕緣支架支撐著一小球M，當M靠近N時，N偏離豎直方向，如圖所示。下列關于M、N帶電情況表述正確的是()A．M一定帶正電 B．M、N都帶正電C．M、N都帶負電 D．M、N帶異種電3、如圖所示，用絕緣細線懸掛的兩個帶電小球(可視為點電荷)處于靜止狀態(tài)，電荷量分別為qA、qB，相距為L。則A對B的庫侖力為()A．FAB＝keq\f(qAqB,L2)，方向由A指向BB．FAB＝keq\f(qAqB,L)，方向由A指向BC．FAB＝keq\f(qAqB,L2)，方向由B指向AD．FAB＝keq\f(qAqB,L)，方向由B指向A4、如圖所示真空中a、b、c、d四點共線且等距，a、b、c、d連線水平。先在a點固定一帶電荷量為＋Q的點電荷，測得b點電場強度大小為E。若再將另一帶電荷量為＋2Q的點電荷放在d點時，則()A．b點電場強度大小為eq\f(9,4)E，方向水平向右B．b點電場強度大小為eq\f(9,4)E，方向水平向左C．c點電場強度大小為eq\f(7,4)E，方向水平向右D．c點電場強度大小為eq\f(7,4)E，方向水平向左5、如圖所示，一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EA。在A球球心與P點連線上有一帶負電的點電荷B，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度大小為EB。當A、B同時存在時，根據場強疊加原理，P點的場強大小應為()A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上說法都不對*6、使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開，圖中表示驗電器上感應電荷的分布情況正確的是()*7、兩個大小相同、帶同種電荷的金屬小球，所帶電荷量的值分別為Q1、Q2，且Q1＝eq\f(1,3)Q2，把Q1、Q2放在相距較遠的兩點，它們之間作用力的大小為F，若使兩球相接觸后再分開放回原位置，它們之間作用力的大小等于()\f(4,3)F \f(2,3)F\f(1,3)F D．F*8、如圖，在光滑絕緣水平桌面上，三個帶電小球a、b和c分別固定于正三角形頂點上。已知a、b帶電荷量均為＋q，c帶電荷量為－q，則()A．ab連線中點電場強度為零B．三角形中心處電場強度為零C．a所受庫侖力方向垂直于ab連線D．a、b、c三處帶電小球所受庫侖力大小之比為1∶1∶eq\r(3)*9、如圖所示，在兩個帶等量異種電荷的絕緣導體球之間，對稱地放著兩個相同的導體ab、cd，當用導線將a、d連接起來時，下列判斷正確的是()A．有自由電子沿導線從a流向dB．有自由電子沿導線從d流向aC．導線中沒有電流通過D．達到靜電平衡后，a端和d端均不帶電*10、[多選]如圖所示，a、b、c、d為四個帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，則()A．僅有兩個小球帶同種電荷B．僅有三個小球帶同種電荷C．c、d小球帶同種電荷D．c、d小球帶異種電荷*11、如圖所示，有三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上，已知A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力如圖中FA所示，那么可以判定點電荷C所帶電荷的電性為()A．一定是正電B．一定是負電C．可能是正電，也可能是負電D．無法確定12、現代理論認為，反質子的質量與質子的質量相同，約為電子質量的1836倍，若me＝×10－30kg，e＝×10－19C，求反質子的比荷eq\f(q,m)。13、如圖所示，電荷量Q＝2×10－7C的正點電荷A固定在空間中O點，將質量m＝2×10－4kg，電荷量q＝1×10－7C的另一正點電荷B從O點正上方0.5m的某處由靜止釋放，B運動過程中速度最大位置在P點。若靜電力常量k＝9×109N·m2/C2，重力加速度g取10m/s(1)B釋放時的加速度大小；(2)P、O間的距離L。14、如圖所示，一厚度不計的金屬圓桶帶電荷總量為Q＝＋4×10－6C(1)此時，金屬桶內、外表面帶電荷量分別為多少？(2)如果用絲線在桶內懸掛一帶電荷量q＝－2×10－6C(3)若桶內金屬小球與內表面接觸一下，桶內、外表面帶電荷量分別為多少？(4)若小球懸掛時，用手接觸一下桶外表面，然后再將小球從桶中取出，則金屬桶內、外表面帶電荷量又為多少？2020--2021（新教材）物理必修第三冊第9章靜電場及其應用練習含答案（新教材）必修第三冊第九章靜電場及其應用1、如圖，三個固定的帶電小球a、b和c，相互間的距離分別為ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線。設小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k，則()A．a、b的電荷同號，k＝eq\f(16,9)B．a、b的電荷異號，k＝eq\f(16,9)C．a、b的電荷同號，k＝eq\f(64,27)D．a、b的電荷異號，k＝eq\f(64,27)解析：選D由于小球c所受庫侖力的合力的方向平行于a、b的連線，根據受力分析知，a、b的電荷異號。根據庫侖定律，a對c的庫侖力為Fa＝k0eq\f(qaqc,ac2)①b對c的庫侖力為Fb＝k0eq\f(qbqc,bc2)②設合力向左，如圖所示，根據相似三角形，得eq\f(Fa,ac)＝eq\f(Fb,bc)③聯立①②③式得k＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(qa,qb)))＝eq\f(ac3,bc3)＝eq\f(64,27)。2、絕緣細線上端固定，下端懸掛一小球N，由絕緣支架支撐著一小球M，當M靠近N時，N偏離豎直方向，如圖所示。下列關于M、N帶電情況表述正確的是()A．M一定帶正電 B．M、N都帶正電C．M、N都帶負電 D．M、N帶異種電解析：選D帶電體會吸引不帶電的輕小物體，也可以吸引與其帶異種電荷的帶電體，所以當M帶電時，N可能不帶電，也可能帶異種電，當M不帶電時，N一定帶電，所以D正確。3、如圖所示，用絕緣細線懸掛的兩個帶電小球(可視為點電荷)處于靜止狀態(tài)，電荷量分別為qA、qB，相距為L。則A對B的庫侖力為()A．FAB＝keq\f(qAqB,L2)，方向由A指向BB．FAB＝keq\f(qAqB,L)，方向由A指向BC．FAB＝keq\f(qAqB,L2)，方向由B指向AD．FAB＝keq\f(qAqB,L)，方向由B指向A解析：選C由于兩小球相互吸引，所以A對B的庫侖力方向由B指向A，根據庫侖定律可得FAB＝keq\f(qAqB,L2)，故C正確。4、如圖所示真空中a、b、c、d四點共線且等距，a、b、c、d連線水平。先在a點固定一帶電荷量為＋Q的點電荷，測得b點電場強度大小為E。若再將另一帶電荷量為＋2Q的點電荷放在d點時，則()A．b點電場強度大小為eq\f(9,4)E，方向水平向右B．b點電場強度大小為eq\f(9,4)E，方向水平向左C．c點電場強度大小為eq\f(7,4)E，方向水平向右D．c點電場強度大小為eq\f(7,4)E，方向水平向左解析：選D設ab＝bc＝cd＝L，在a點固定一帶電荷量為＋Q的點電荷，測得b點電場強度大小為E，則E＝keq\f(Q,L2)，將另一帶電荷量為＋2Q的點電荷放在d點時，帶電荷量為＋2Q的點電荷在b點產生的電場強度E1＝keq\f(2Q,2L2)＝eq\f(1,2)E，方向水平向左；則b點電場強度大小Eb＝E－eq\f(1,2)E＝eq\f(1,2)E，方向水平向右，故A、B兩項均錯誤。帶電荷量為＋2Q的點電荷在c點產生的電場強度E2＝keq\f(2Q,L2)＝2E，方向水平向左；帶電荷量為＋Q的點電荷在c點產生的電場強度E3＝keq\f(Q,2L2)＝eq\f(1,4)E，方向水平向右；則c點電場強度大小Ec＝2E－eq\f(1,4)E＝eq\f(7,4)E，方向水平向左，故C項錯誤，D項正確。5、如圖所示，一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EA。在A球球心與P點連線上有一帶負電的點電荷B，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度大小為EB。當A、B同時存在時，根據場強疊加原理，P點的場強大小應為()A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上說法都不對解析：選D當帶電導體球周圍無其他導體或帶電體存在時，導體球上的電荷將均勻分布在導體球表面。根據題意，均勻分布在導體球上的電荷在P點產生的場強為EA。當把點電荷B放在A球球心與P點的連線上后，雖然導體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感應，導體球上的電荷將重新分布，直到再次達到靜電平衡。這時，導體球上的電荷在P點產生的場強EA′不等于EA。由于點電荷不涉及電荷如何分布的問題，它在P點產生的場強與周圍是否存在其他電荷無關，所以仍為EB。當點電荷與導體球A同時存在時，P點的場強應由EA′與EB疊加而成，而不是由EA與EB疊加，這樣就能立即斷定A、B、C三個選項都是不對的。*6、使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片張開，圖中表示驗電器上感應電荷的分布情況正確的是()解析：選B使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器發(fā)生靜電感應，若金屬球帶正電，驗電器上的小球帶負電，下端金屬箔帶等量的正電，金屬箔張開，A、C錯誤；若金屬球帶負電，驗電器上的小球帶正電，下端金屬箔帶等量的負電，金屬箔張開，B正確，D錯誤。*7、兩個大小相同、帶同種電荷的金屬小球，所帶電荷量的值分別為Q1、Q2，且Q1＝eq\f(1,3)Q2，把Q1、Q2放在相距較遠的兩點，它們之間作用力的大小為F，若使兩球相接觸后再分開放回原位置，它們之間作用力的大小等于()\f(4,3)F \f(2,3)F\f(1,3)F D．F解析：選A大小相同帶同種電荷的金屬小球間的庫侖力為F＝keq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Q2,3)))Q2,r2)＝eq\f(1,3)keq\f(Q22,r2)，兩小球接觸后平分總電荷量，接觸后二者帶有等量的電荷量為eq\f(2Q2,3)，再放回原處后二者間的庫侖力為F′＝keq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2Q2,3)))2,r2)＝eq\f(4,9)keq\f(Q22,r2)，因此F′＝eq\f(4,3)F，選項A正確。*8、如圖，在光滑絕緣水平桌面上，三個帶電小球a、b和c分別固定于正三角形頂點上。已知a、b帶電荷量均為＋q，c帶電荷量為－q，則()A．ab連線中點電場強度為零B．三角形中心處電場強度為零C．a所受庫侖力方向垂直于ab連線D．a、b、c三處帶電小球所受庫侖力大小之比為1∶1∶eq\r(3)解析：選D在ab連線的中點處，a、b兩點處的帶電小球在該點的合電場強度為零，則該點的電場強度等于c處帶電小球在該點形成的電場強度，大小不為零，選項A錯誤；在三角形的中心處，a、b兩點處的帶電小球在該點的電場強度大小相等，方向夾120°角，則合電場強度豎直向下，c處的帶電小球在該點的電場強度也是豎直向下，則三角形中心處電場強度不為零，選項B錯誤；a處小球受到b處小球的排斥力沿ba方向，受到c處小球的吸引力沿ac方向，則其合力方向斜向左下方與ab連線成60°角，選項C錯誤；a、b兩點處的小球受庫侖力大小相等，均為Fa＝Fb＝2eq\f(kq,l2)cos60°＝eq\f(kq,l2)；c處小球受庫侖力：Fc＝2eq\f(kq,l2)cos30°＝eq\f(\r(3)kq,l2)，則a、b、c三處帶電小球所受庫侖力大小之比為1∶1∶eq\r(3)，選項D正確。*9、如圖所示，在兩個帶等量異種電荷的絕緣導體球之間，對稱地放著兩個相同的導體ab、cd，當用導線將a、d連接起來時，下列判斷正確的是()A．有自由電子沿導線從a流向dB．有自由電子沿導線從d流向aC．導線中沒有電流通過D．達到靜電平衡后，a端和d端均不帶電解析：選B用導線將a、d連接起來，兩個導體ab、cd組成一個新的導體，根據“近異遠同”的特點，自由電子沿導線從d向a移動，導線中形成電流，B正確，A、C錯誤；達到靜電平衡后，a端帶負電，d端帶正電，D錯誤。*10、[多選]如圖所示，a、b、c、d為四個帶電小球，兩球之間的作用分別為a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，則()A．僅有兩個小球帶同種電荷B．僅有三個小球帶同種電荷C．c、d小球帶同種電荷D．c、d小球帶異種電荷解析：選BD四個小球均帶電，由d吸引a、d吸引b知a與b帶同種電荷，且與d帶異種電荷；由c排斥a、c排斥b可知c與a、b帶同種電荷，c與d帶異種電荷，故選項A、C錯誤，B、D正確。*11、如圖所示，有三個點電荷A、B、C位于一個等邊三角形的三個頂點上，已知A、B都帶正電荷，A所受B、C兩個電荷的靜電力的合力如圖中FA所示，那么可以判定點電荷C所帶電荷的電性為()A．一定是正電B．一定是負電C．可能是正電，也可能是負電D．無法確定解析：選B因A、B都帶正電，所以表現為斥力，即B對A的作用力沿BA的延長線方向，而不論C帶正電還是帶負電，A和C的作用力方向都必須在AC連線上，由平行四邊形定則知，合力必定為兩個分力的對角線，所以A和C之間必為引力，所以C帶負電，故B項正確。12、現代理論認為，反質子的質量與質子的質量相同，約為電子質量的1836倍，若me＝×10－30k