2020-2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用单元素养评价课件新人教版必修3-2020_

9.如图所示,电量为+q和-q的点电荷分别位于正方体的顶点,正方体范围内电场
强度为零的点有( ) A.体中心、各面中心和各边中点 B.体中心和各边中点 C.各面中心和各边中点 D.体中心和各面中心
【解析】选D。将位于顶点的同种正电荷连线,根据对称性,连线的正中央一点 场强为零;同理,将位于顶点的同种负电荷连线,连线的正中央一点场强也为零。 进一步可以判断:体中心和各面中心场强为零。
mL
(4分) (2分)
14.(9分)如图所示,以O为圆心,r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d, 空间有与x轴正方向相同的匀强电场,同时在O点固定一个电荷量为+Q的点电荷。 如果把一个电荷量为-q的试探电荷放在c点,则恰好平衡,静电力常量为k,求: (1)匀强电场的场强大小为多少; (2)a、d两点的实际场强大小为多少。
【解析】选D。若P和Q都带正电荷,Q在水平方向所受电场力的合力水平向右, 细绳不可能恰好与天花板垂直,故选项A错误;若P和Q都带负电荷,P在水平方向 受电场力的合力水平向左,细绳不可能恰好与天花板垂直,故选项B错误;若P带 正电荷,Q带负电荷,P在水平方向受电场力的合力水平向右,Q在水平方向所受 电场力的合力向左,两细绳不可能都恰好与天花板垂直,故选项C错误;若P带负 电荷,Q带正电荷,P在水平方向受电场力的合力可能为0,Q在水平方向所受电场 力的合力也可能为0,故选项D正确。
B.B点的电场强度大小为E-k Q
r2
C.D点的电场强度大小不可能为0
D.A、C两点的电场强度相同
【解析】选A。正点电荷Q在A点的电场强度大小E′=k Q ,而匀强电场在A点的
r2
电场强度大小为E,因方向相互垂直,根据矢量的合成法则,则有A点的场强大小
为
E2
k2
Q2 r4
,故A正确;同理,点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向
d2
7.如图所示,实线表示电场线,虚线表示一带正电粒子以一定的初速度从M点射
入电场中的运动轨迹,粒子只受电场力作用,下列判断不正确的是 ( )
A.该带正电粒子所受电场力的方向沿虚线的内侧 B.粒子在M点的加速度大于在N点的加速度 C.粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 D.粒子从M点运动到N点的过程中,速度一直增大
A.应放在A点,Q=2q C.应放在C点,Q=-q
B.应放在B点,Q=-2q D.应放在D点,Q=-q
【解析】选C。+q的点电荷在圆心O处的场强与-q的点电荷在圆心O处的场强的
合场强方向由O点指向D点,根据几何关系和点电荷的场强公式得E1=
kq r2
;要使圆
心处的电场强度为零,只要点电荷Q在圆心O处产生的场强方向由O指向C即可,大
确。
8.(2020·邯郸高二检测)如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同 种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°。下列判断正确的 是( ) A.O点电场强度为零 B.D点电场强度不为零 C.在O到C之间+q所受的电场力由O→C D.在O到C之间-q所受的电场力由O→C
剪断后根据牛顿第二定律可得:a= F ＝ 。g
m cos
答案:(1) m g t a n 方向水平向右 (2)
g
Q
co s
13.(9分)如图所示,一长为L的绝缘细线下端系质量为m的金属小球,并带有-q的 电荷量,在细线的悬点O处放一电荷量为+q的点电荷。要使金属球能在竖直平面 内做完整的圆周运动。求: (1)金属球在最高点受到的库仑力多大; (2)金属球在最高点的速度至少多大。
【解析】选D。当导体球壳接地时,壳内电荷在壳外表面所产生的感应电荷流入 大地,这时壳内电荷与壳内表面的感应电荷在壳内壁以外(包含导体壳层)任一 点的合场强为零。故选项D正确。
6.如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷,距离为d,电荷量分别为+Q和
-Q。在它们的水平中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管,有一电荷量
qB=m
g k
L q
2
。
(1分)
(2)A球受到如图所示的四个力作用,合力为零。
得FT=F′·cos 30°, 而F′=F=mg,
(1分) (1分)
所以,A球受到的水平推力
FT=mgcos
30°= 3
2
答案:(1) m g L 2
kq
mg。
(2分)
(2) 3mg
2
【加固训练】
如图所示,一质量为m,电荷量为+Q的小球A系在绝缘细绳下端,另一带电量未知 的小球B固定于悬点的正下方(A、B均可视为点电荷),细绳与竖直方向角度为θ, 小球A、B静止于同一高度。已知重力加速度为g。 (1)求小球B在A处产生的电场强度大小和方向;
二、计算题(本题共3小题,共27分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计 算的要注明单位) 12.(9分)质量均为m的两个可视为质点的小球A、B,分别被长为L的绝缘细线悬 挂在同一点O,给A、B分别带上一定量的正电荷,并用水平向右的外力作用在A球 上,平衡以后,悬挂A球的细线竖直,悬挂B球的细线向右偏60°角,如图所示。若 A球的电荷量为q,重力加速度为g,静电力常量为k,则: (1)B球的电荷量为多少; (2)水平外力多大。
【解析】(1)根据库仑定律得金属球在最高点受到的库仑力大小:
F=k q 2 。
L2
(3分)
(2)当金属小球在最高点细线拉力为零时速度最小,
设最小速度为v1,
根据牛顿第二定律得:mg+k q 2
=m
v
2 1,Biblioteka L2L解得v1= g L k q 2 。
mL
答案:(1)k q 2
L2
(2) g L k q 2
同一点,已知两球质量相等 ,当它们带上同种电荷时,相距r而平衡,若它们的电
荷量都减少一半,待它们重新平衡后,两球的距离将
A.大于 r
2
C.小于 r
2
B.等于 r
2
D.不能确定
()
【解析】选A。由题意知两球的电量减少,根据库仑定律知,库仑力减小,两球间
的距离减小。假设两球距离等于 r ,则库仑力与开始一样大,重力不变,则细
小也为 k q ,所以,点电荷Q=-q,且应放在C点。故选C。
r2
【加固训练】
如图所示,在水平向右、大小为E的匀强电场中,在O点固定一电荷量为Q的正电
荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线
平行,A、C连线与电场线垂直。则
()
A.A点的电场强度大小为
E2
k2
Q2 r4
元电荷的值通常取作e=1.60×10-19 C,选项B正确;元电荷是基本的电量单位,不 是指电子和质子本身,选项C错误; 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根
用实验测得的,选项D正确。此题选择不正确的选项,故选C。
2.AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O。将电荷量分别为+q和-q的两点 电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。要使圆心 处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q( )
【解析】选C。电场强度是矢量,其运算遵循矢量合成的平行四边形定则。两+Q 在O点的合场强为零,-Q在O点的场强向左,O点的合场强向左,A错误;由几何关系 可知,两个+Q和一个-Q在D点的合场强为零,B错误;两+Q在O到C之间的合场强以 及-Q在C点右侧的场强都是沿x轴向左,故合场强向左,+q在O到C之间所受的电场 力由O→C,C正确;由C选项的分析可知,O到C之间的合场强方向向左,故-q在O到C 之间所受的电场力由C→O,D错误。
1.关于元电荷下列说法错误的是 ( ) A.所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍 B.元电荷的值通常取作e=1.60×10-19 C C.元电荷实际上是指电子和质子本身 D.电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的
【解析】选C。所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍,选项A正确;
【解析】选C。由等量的异种电荷形成的电场特点,根据小球的受力情况可知在
细管内运动时,合力为重力,小球速度一直增大,A错误;库仑力水平向右,不做
功,B错误;在连线中点处库仑力最大,F= kqQ＋kqQ＝8kqQ ,C正确;管壁对小球
（d）2 （d）2 d2 22
的弹力与库仑力是平衡力,所以最大值为 8 k q Q ,D错误。
2
线的拉力方向应与原来的方向相同,但实际上库仑力变小时,细线的方向与原来
不同,所以两球距离要变大些。则两球的距离大于 r 。故A正确,B、C、D错
2
误。
5.(2020·德州高二检测)有一接地的导体球壳,如图所示,球心处放一点电荷q,
达到静电平衡时,则 ( )
A.q的电荷量变化时,球壳外电场随之改变 B.q在球壳外产生的电场强度为零 C.球壳内、外表面的电荷在壳外的合场强为零 D.q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零
(2)若将细绳突然剪断,求小球刚开始运动时的加速度大小。
【解析】(1)小球A受重力、绳子的拉力和B球的斥力,根据平衡条件可知,
F库=mgtanθ,
A球受到水平向右的电场力:F库=QE,
解得:E= m g t a ,n方 向水平向右。
Q
(2)剪断前对小球A由平衡条件得绳子拉力F= m g ,
co s
复习课件
2020-2021学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 单元素养评价课件 新人教版必修32020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用单元素养评价课件新人教版必修3
1
单元素养评价(一)(第九章)
合格性考试 （60分钟·60分） 一、选择题(本题共11小题,每小题3分,共33分)
10.两个小球带电后相互排斥,如图所示。两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、 β,且两球在同一水平面上。两球质量用m和M表示,所带电荷量用q和Q表示。 若已知α>β,则一定有关系 ( ) A.两球一定带异种电荷 B.m一定小于M C.q一定大于Q D.m受到的静电力一定大于M所受的静电力
【解析】选B。
两点a、b,在连线上有距中点O等距离的两点c、d,则下列场强大小关系式正确
的是 ( )
A.Ea=Eb>EO C.Ec=Ed>EO
B.Ea=EO=Eb D.Ec>EO>Ed
【解析】选C。由点电荷的场强计算公式和电场叠加原理可知,Ec=Ed>EO>Ea=Eb, 故C项正确。
4.(2020·淄博高二检测)如图所示,用两根等长的细线各悬挂一个小球,并挂于
相同,因此B点的场强大小为E+k Q ,故B错误;当点电荷Q在D点的电场强度的方
r2
向与匀强电场方向相反,且大小相等时,D点的电场强度大小可以为零,故C错误;
根据矢量的合成法则,结合点电荷电场与匀强电场的方向,可知,A、C两点的电
场强度大小相等,而方向不同,故D错误。
3.如图所示,两个等量异种点电荷在其连线的中垂线上有与连线中点O等距离的
为+q 的小球以初速度v0从管口射入,则小球 A.速度先增大后减小
()
B.受到的库仑力先做负功后做正功
C.受到的库仑力最大值为 8 k q Q
d2
D.管壁对小球的弹力最大值为 4 k q Q
d2
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息 一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身 体不好哦~
由于两球相互排斥,一定带同种电荷,选项A错误;对球m受力分析如图,有 F=mgtan α,同理,F′=Mgtan β,由于两电荷间的相互作用力大小相等F=F′, 并且α>β,所以m<M,电荷量q、Q的大小无法判断,B正确,C、D错误。
11.(2019·全国卷Ⅰ)如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小 球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直, 则( ) A.P和Q都带正电荷 B.P和Q都带负电荷 C.P带正电荷,Q带负电荷 D.P带负电荷,Q带正电荷
【解析】选B。由电场力方向应指向轨迹的内侧得知,粒子所受电场力方向大致
斜向左下方,即沿虚线的内侧,故A正确;M点处的电场线较疏,而N点处电场线较 密,则M点处的电场强度较小,粒子所受的电场力也较小,故加速度也较小,故B错 误,C正确;电场力对粒子做正功,其电势能减小,动能增大,则知粒子在M点的动 能小于在N点的动能,故粒子从M点运动到N点的过程中,速度一直增大,故D正
【解析】(1)当系统平衡以后,B球受到如图所示的三个力:重力mg、细线的拉力 F1、库仑斥力F。
合力为零,由平衡条件得
Fcos 30°-F1cos 30°=0, (1分)
Fsin 30°+F1sin 30°-mg=0,
(1分)
由库仑定律得F=k q q B ,
L2
(2分)
联立上述三式,可得B球的带电荷量