（新教材）物理必修静电场及其应用练习含答案

2020--2021（新教材）物理必修第三册第9章静电场及其应用练习含答案（新教材）必修第三册第九章静电场及其应用1、如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()A．a、b的电荷同号，k＝eq\f(16,9)B．a、b的电荷异号，k＝eq\f(16,9)C．a、b的电荷同号，k＝eq\f(64,27)D．a、b的电荷异号，k＝eq\f(64,27)2、绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。下列关于M、N带电情况表述正确的是()A．M一定带正电 B．M、N都带正电C．M、N都带负电 D．M、N带异种电3、如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为qA、qB，相距为L。则A对B的库仑力为()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、如图所示真空中a、b、c、d四点共线且等距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，则()A．b点电场强度大小为eq\f(9,4)E，方向水平向右B．b点电场强度大小为eq\f(9,4)E，方向水平向左C．c点电场强度大小为eq\f(7,4)E，方向水平向右D．c点电场强度大小为eq\f(7,4)E，方向水平向左5、如图所示，一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为EA。在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为EB。当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为()A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上说法都不对*6、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是()*7、两个大小相同、带同种电荷的金属小球，所带电荷量的值分别为Q1、Q2，且Q1＝eq\f(1,3)Q2，把Q1、Q2放在相距较远的两点，它们之间作用力的大小为F，若使两球相接触后再分开放回原位置，它们之间作用力的大小等于()\f(4,3)F \f(2,3)F\f(1,3)F D．F*8、如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电荷量均为＋q，c带电荷量为－q，则()A．ab连线中点电场强度为零B．三角形中心处电场强度为零C．a所受库仑力方向垂直于ab连线D．a、b、c三处带电小球所受库仑力大小之比为1∶1∶eq\r(3)*9、如图所示，在两个带等量异种电荷的绝缘导体球之间，对称地放着两个相同的导体ab、cd，当用导线将a、d连接起来时，下列判断正确的是()A．有自由电子沿导线从a流向dB．有自由电子沿导线从d流向aC．导线中没有电流通过D．达到静电平衡后，a端和d端均不带电*10、[多选]如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，则()A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c、d小球带同种电荷D．c、d小球带异种电荷*11、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为()A．一定是正电B．一定是负电C．可能是正电，也可能是负电D．无法确定12、现代理论认为，反质子的质量与质子的质量相同，约为电子质量的1836倍，若me＝×10－30kg，e＝×10－19C，求反质子的比荷eq\f(q,m)。13、如图所示，电荷量Q＝2×10－7C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10－4kg，电荷量q＝1×10－7C的另一正点电荷B从O点正上方0.5m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＝9×109N·m2/C2，重力加速度g取10m/s(1)B释放时的加速度大小；(2)P、O间的距离L。14、如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6C(1)此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？(2)如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q＝－2×10－6C(3)若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？(4)若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内、外表面带电荷量又为多少？2020--2021（新教材）物理必修第三册第9章静电场及其应用练习含答案（新教材）必修第三册第九章静电场及其应用1、如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab＝5cm，bc＝3cm，ca＝4cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则()A．a、b的电荷同号，k＝eq\f(16,9)B．a、b的电荷异号，k＝eq\f(16,9)C．a、b的电荷同号，k＝eq\f(64,27)D．a、b的电荷异号，k＝eq\f(64,27)解析：选D由于小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，根据受力分析知，a、b的电荷异号。根据库仑定律，a对c的库仑力为Fa＝k0eq\f(qaqc,ac2)①b对c的库仑力为Fb＝k0eq\f(qbqc,bc2)②设合力向左，如图所示，根据相似三角形，得eq\f(Fa,ac)＝eq\f(Fb,bc)③联立①②③式得k＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(qa,qb)))＝eq\f(ac3,bc3)＝eq\f(64,27)。2、绝缘细线上端固定，下端悬挂一小球N，由绝缘支架支撑着一小球M，当M靠近N时，N偏离竖直方向，如图所示。下列关于M、N带电情况表述正确的是()A．M一定带正电 B．M、N都带正电C．M、N都带负电 D．M、N带异种电解析：选D带电体会吸引不带电的轻小物体，也可以吸引与其带异种电荷的带电体，所以当M带电时，N可能不带电，也可能带异种电，当M不带电时，N一定带电，所以D正确。3、如图所示，用绝缘细线悬挂的两个带电小球(可视为点电荷)处于静止状态，电荷量分别为qA、qB，相距为L。则A对B的库仑力为()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：选C由于两小球相互吸引，所以A对B的库仑力方向由B指向A，根据库仑定律可得FAB＝keq\f(qAqB,L2)，故C正确。4、如图所示真空中a、b、c、d四点共线且等距，a、b、c、d连线水平。先在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E。若再将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，则()A．b点电场强度大小为eq\f(9,4)E，方向水平向右B．b点电场强度大小为eq\f(9,4)E，方向水平向左C．c点电场强度大小为eq\f(7,4)E，方向水平向右D．c点电场强度大小为eq\f(7,4)E，方向水平向左解析：选D设ab＝bc＝cd＝L，在a点固定一带电荷量为＋Q的点电荷，测得b点电场强度大小为E，则E＝keq\f(Q,L2)，将另一带电荷量为＋2Q的点电荷放在d点时，带电荷量为＋2Q的点电荷在b点产生的电场强度E1＝keq\f(2Q,2L2)＝eq\f(1,2)E，方向水平向左；则b点电场强度大小Eb＝E－eq\f(1,2)E＝eq\f(1,2)E，方向水平向右，故A、B两项均错误。带电荷量为＋2Q的点电荷在c点产生的电场强度E2＝keq\f(2Q,L2)＝2E，方向水平向左；带电荷量为＋Q的点电荷在c点产生的电场强度E3＝keq\f(Q,2L2)＝eq\f(1,4)E，方向水平向右；则c点电场强度大小Ec＝2E－eq\f(1,4)E＝eq\f(7,4)E，方向水平向左，故C项错误，D项正确。5、如图所示，一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为EA。在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度大小为EB。当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为()A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上说法都不对解析：选D当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面。根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为EA。当把点电荷B放在A球球心与P点的连线上后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到再次达到静电平衡。这时，导体球上的电荷在P点产生的场强EA′不等于EA。由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，它在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为EB。当点电荷与导体球A同时存在时，P点的场强应由EA′与EB叠加而成，而不是由EA与EB叠加，这样就能立即断定A、B、C三个选项都是不对的。*6、使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况正确的是()解析：选B使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器发生静电感应，若金属球带正电，验电器上的小球带负电，下端金属箔带等量的正电，金属箔张开，A、C错误；若金属球带负电，验电器上的小球带正电，下端金属箔带等量的负电，金属箔张开，B正确，D错误。*7、两个大小相同、带同种电荷的金属小球，所带电荷量的值分别为Q1、Q2，且Q1＝eq\f(1,3)Q2，把Q1、Q2放在相距较远的两点，它们之间作用力的大小为F，若使两球相接触后再分开放回原位置，它们之间作用力的大小等于()\f(4,3)F \f(2,3)F\f(1,3)F D．F解析：选A大小相同带同种电荷的金属小球间的库仑力为F＝keq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Q2,3)))Q2,r2)＝eq\f(1,3)keq\f(Q22,r2)，两小球接触后平分总电荷量，接触后二者带有等量的电荷量为eq\f(2Q2,3)，再放回原处后二者间的库仑力为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，选项A正确。*8、如图，在光滑绝缘水平桌面上，三个带电小球a、b和c分别固定于正三角形顶点上。已知a、b带电荷量均为＋q，c带电荷量为－q，则()A．ab连线中点电场强度为零B．三角形中心处电场强度为零C．a所受库仑力方向垂直于ab连线D．a、b、c三处带电小球所受库仑力大小之比为1∶1∶eq\r(3)解析：选D在ab连线的中点处，a、b两点处的带电小球在该点的合电场强度为零，则该点的电场强度等于c处带电小球在该点形成的电场强度，大小不为零，选项A错误；在三角形的中心处，a、b两点处的带电小球在该点的电场强度大小相等，方向夹120°角，则合电场强度竖直向下，c处的带电小球在该点的电场强度也是竖直向下，则三角形中心处电场强度不为零，选项B错误；a处小球受到b处小球的排斥力沿ba方向，受到c处小球的吸引力沿ac方向，则其合力方向斜向左下方与ab连线成60°角，选项C错误；a、b两点处的小球受库仑力大小相等，均为Fa＝Fb＝2eq\f(kq,l2)cos60°＝eq\f(kq,l2)；c处小球受库仑力：Fc＝2eq\f(kq,l2)cos30°＝eq\f(\r(3)kq,l2)，则a、b、c三处带电小球所受库仑力大小之比为1∶1∶eq\r(3)，选项D正确。*9、如图所示，在两个带等量异种电荷的绝缘导体球之间，对称地放着两个相同的导体ab、cd，当用导线将a、d连接起来时，下列判断正确的是()A．有自由电子沿导线从a流向dB．有自由电子沿导线从d流向aC．导线中没有电流通过D．达到静电平衡后，a端和d端均不带电解析：选B用导线将a、d连接起来，两个导体ab、cd组成一个新的导体，根据“近异远同”的特点，自由电子沿导线从d向a移动，导线中形成电流，B正确，A、C错误；达到静电平衡后，a端带负电，d端带正电，D错误。*10、[多选]如图所示，a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，则()A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c、d小球带同种电荷D．c、d小球带异种电荷解析：选BD四个小球均带电，由d吸引a、d吸引b知a与b带同种电荷，且与d带异种电荷；由c排斥a、c排斥b可知c与a、b带同种电荷，c与d带异种电荷，故选项A、C错误，B、D正确。*11、如图所示，有三个点电荷A、B、C位于一个等边三角形的三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所受B、C两个电荷的静电力的合力如图中FA所示，那么可以判定点电荷C所带电荷的电性为()A．一定是正电B．一定是负电C．可能是正电，也可能是负电D．无法确定解析：选B因A、B都带正电，所以表现为斥力，即B对A的作用力沿BA的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定为两个分力的对角线，所以A和C之间必为引力，所以C带负电，故B项正确。12、现代理论认为，反质子的质量与质子的质量相同，约为电子质量的1836倍，若me＝×10－30k