部编版高中物理必修三第九章静电场及其应用知识总结例题

(名师选题)部编版高中物理必修三第九章静电场及其应用知识总结例题
单选题
1、2019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1m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
A．由带电体看作点电荷的条件，研究火箭外部与其相距1m处的一个带电微粒之间的静电力时，火箭的大小不能忽略，不能视为点电荷，故A错误；
B．当火箭离地球较远时，火箭的大小对火箭与地球之间的距离可忽略不计，电荷在火箭上的分布情况对研究火箭与地球间静电力的作用可忽略不计，此时火箭可看成点电荷，故B正确；
CD．结合AB项分析可知，这个带电体是否可看作点电荷，是由研究问题的性质决定，当带单体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，在其大小不能忽略时，不能视为点电荷，故CD 错误。

故选B。

2、如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。

下列实验方法中不能使验电器箔片张开的是（）
A．用取电棒C（带绝缘柄的导体棒）先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
答案：A
A．取电棒C先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，接触后取电棒C不带电，所以再接触A时
验电器箔片不张开，故A符合题意；
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下，接触后取电棒C带电，再跟A接触时验电器箔片张开，故B不符合
题意；
C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，实际上是将验电器A和C连成了一个导体，A因接触而带电，验电器箔片张开，故C不符合题意；
D．使验电器A靠近B，由于感应起电使验电器箔片张开，故D不符合题意。

故选A。

3、如图所示，在三角形ABC的A点和C点分别固定两个点电荷，已知B点的电场强度方向垂直于BC边向上，那么（）
A．两点电荷都带正电
B．两点电荷都带负电
C．A点的点电荷带正电，C点的点电荷带负电
D．A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电
答案：D
B点的电场强度方向垂直于BC边向上，则A点的点电荷在B处的电场强度方向是沿AB指向A，C点的点电荷
在B处的电场强度方向是沿BC指向B，这样二者矢量和才能垂直于BC边向上，如图所示，则分析可知A点的点电荷带负电，C点的点电荷带正电，故D正确，ABC错误。

故选D。

4、如图所示，正电荷Q置于一匀强电场中(图中水平直线为匀强电场的电场线)，在以正电荷Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点，其中a点的电场强度Ea=0，则下列判断正确的是（）
A．匀强电场电场强度E=kQ
2r2
，方向水平向右
B．匀强电场电场强度E=kQ
r2
，方向水平向左
C．c点电场强度Ec=0
D．b点的电场强度Eb=√2kQ
r2
，与匀强电场方向成45°角
答案：D
AB．因a点的电场强度Ea=0，所以正电荷在a点的电场强度与匀强电场的电场强度等大反向，即匀强电场的电场强度为
E=kQ r2
方向水平向右，故AB错误；C．由电场叠加原理知c点电场强度
E c=2kQ r2
方向水平向右，故C错误；D．同理可得b点的电场强度
E b=√2kQ r2
与匀强电场方向成45°角斜向上，故D正确。

故选D。

5、下列说法正确的是（）
A．库仑定律适用于任何电场的计算
B．置于均匀带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零
C．当两个半径均为r、带电荷量均为Q的金属球中心相距为3r时，它们之间的静电力大小为kQ2
9r2
D．若点电荷Q1的电荷量小于Q2的电荷量，则Q1对Q2的静电力小于Q2对Q1的静电力
答案：B
A．库仑定律的适用范围是真空中两个点电荷间的相互作用，故A错误；
B．带电空心金属球的电荷均匀分布在金属球的外表面，球内各点的电场强度均为零，所以置于带电空心球球心处的点电荷所受静电力为零，故B正确；
C．当两个半径均为r、带电荷量均为Q的金属球中心相距为3r时，两者不能看作点电荷，库仑定律不再适用，故C错误；
D．两点电荷间的静电力是相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。

故选B。

6、带正电的物体（）
A．有多余的电子B．有多余的中子
C．有多余的原子D．缺少电子
答案：D
物体由于有多余的电子而带上负电；由于缺少电子而带上正电。

故选D。

7、在下列四种电场中，分别有a、b两点。

其中a、b两点的电势不相等但电场强度相同的是（）
A．甲图：与点电荷等距的a、b两点
B．乙图：两等量同种电荷连线上关于中点对称的a、b两点
C．丙图：匀强电场中离上板距离不同的a、b两点
D．丁图：点电荷与带电平板形成的电场中与平板等距离的a、b两点
答案：C
A．甲图中与点电荷等距的a、b两点电场强度大小相等，方向不同，电势相等，A错误；
B．乙图中两等量同种电荷连线上关于中点对称的a、b两点电场强度等大反向，B错误；
C．丙图中匀强电场中离上板距离不同的a、b两点电场强度相同，电势不相等，C正确；
D．丁图中点电荷与带电平板形成的电场中与平板等距离的a、b两点，电场强度不同，D错误。

故选C。

8、有两个半径为r的金属球如图放置，两球表面间距离为3r。

今使两球带上等量的异种电荷Q，两球间库仑力的大小为F，那么（）
A．F＝k Q2
(5r)2B．F＞k Q2
(5r)2
C．F＜k Q2
(5r)2
D．无法判定
答案：B
异种电荷相互吸引，则电荷间的距离小于5r，由库仑定律可知
F＞k Q2
(5r)2
故选B。

多选题
9、如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘细线悬挂于同一点，两球静止时，它们距水平面的高度相等，线与竖直方向的夹角分别为α、β，且β>α，若同时剪断两根细线，空气阻力不计，两球带电荷量不变，则（）
A．a、b两球飞行的水平距离相等B．a、b两球同时落地
C．a球的电荷量比b球的大D．a球的质量比b球的大
答案：BD
D．对a、b球受力分析，如图所示
根据共点力平衡条件有
mag tanα=F1，mbg tanβ=F2
根据牛顿第三定律有
F1 =F2
根据题意有
β>α
则有
ma>mb
D正确；
C．不管两个小球电量大小关系如何，它们间的静电力是相互作用力，总是等大、反向、共线，故无法知道带
电量大小的关系，C错误；
AB．剪断绳子后，a、b两球竖直方向做自由落体运动，故同时落地，水平方向受库仑斥力作用做加速运动，
由于
ma>mb
故水平方向a的加速度小于b的加速度，故b的水平位移大于a的水平位移，A错误，B正确。

故选BD。

10、对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（）
A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理
答案：ACD
A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；
B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；
C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；
D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。

故选ACD。

11、如图所示，光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c（均可视为点电荷），三球沿一条直线摆放，仅在它们之间的静电力作用下处于静止状态，图中ab间距小于bc间距，则以下判断正确的是（）
A．a的电荷量可能比b的少B．a对b的静电力可能是斥力
C．a对b的静电力一定是引力D．a的电荷量一定比c的少
答案：CD
A．三个点电荷在静电力作用下处于平衡状态，则根据“两大夹一小”，可知a的电量比b大，c的电量比b大，故A错误；
BC．三个点电荷在静电力作用下处于平衡状态，则根据“两同夹一异”，可知a对b的静电力一定是引力，故B 错误，C正确；
D．对b受力分析知
k
q a q b
r ab2
=k
q c q b
r cb2
由图可得
r ab<r cb
所以
q a<q c
故D正确。

故选CD。

填空题
12、如图所示，E、F、G、H为矩形ABCD各边的中点，O为EG、HF的交点，AB边的长度为d、E、G两点各固定一等量正点电荷，另一电荷量为Q的负点电荷置于H点时，F点处的电场强度恰好为零。

若将H点的负点电荷移到O点，静电力常量为k，则F点处场强的大小为___________，方向___________（选填“向左”或“向右”）。

答案：3kQ
d2
向左
[1][2]当负点电荷在H点时，F点处电场强度恰好为零，根据公式E=k Q
r2
，可得负点电荷在F点产生的电场强
度大小为
E=k Q d2
方向水平向左，故两个正点电荷在F点的合场强大小为
E=k Q d2
方向水平向右；负点电荷移到O点时，在F点产生的电场强度大小为
E1=k 4Q d2
方向水平向左，所以F点的合场强大小为
E 合=k
4Q
d2
−k
Q
d2
=
3kQ
d2
方向水平向左。

13、如图所示，观察静电感应现象的操作如下：
（1）带正电的C移近导体A，金属箔片___________，移走C之后金属箔片___________。

（均填“闭合”或“张开”）
（2）带正电的C移近导体A，先把A、B分开，再移走C，金属箔片___________（填“闭合”或“张开”），A带___________电，B带___________电，再让A、B接触，金属箔片___________。

（填“闭合”或“张开”）
（3）带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，移走C，再分开A、B，金属箔片___________（填“闭合”或“张开”），A、B带___________电。

（4）把C碰一下A或者B，移走C，分开A、B，A、B带___________电。

答案：张开闭合张开负电正电闭合张开负电正
（1）[1][2]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电，B的右端感应出正电，则金属箔片张开，移走C之后感应电荷消失，则金属箔片闭合。

（2）[3][4][5][6]带正电的C移近导体A，则在A的左端感应出负电，B的右端感应出正电，先把A、B分开，
再移走C，则A带负电，B带正电，金属箔片张开，再让A、B接触，则正负电荷中和，金属箔片闭合。

（3）[7][8]带正电的C移近导体A，用手摸一下A或者B，则大地中的负电将移向导体AB，则移走C，再分开A、B，AB均带负电，金属箔片张开。

（4）[9]把C碰一下A或者B，则C上的正电荷将转移到AB上，移走C，分开A、B，A、B带正电。