第九章 习题课库仑定律和电场强度—2020-2021学年新教材人教版(2019)高中物理必修三课件
2020-2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用习题课1电场力的性质作业课件新人教版必修3
解析：F1、F2 为两球间的库仑力，两球带同种电荷，由静止释 放后远离，即 r 增大，由 F＝kqAr2qB可知，F1、F2 逐渐减小，且 F1、F2 为两球间的相互作用力，大小相等、方向相反，所以 F1 ＝F2，故 C 正确。 答案：C
对电场强度和电场线的理解 [知识贯通]
1．电场强度的计算公式有三个：E＝Fq、E＝kQr2、E＝Ud ，应用 时要根据具体情况选用。
()
kQq A. gL2
2kQq B. gL2
3kQq C. gL2
3kQq D. 3gL2
解析：因为 B 球处于静止状态，B 球受到重力、绳子的拉力以 及 A 对 B 的库仑力，根据平衡条件得：tan 30°＝mQBgq，解得 mB
k L2 ＝ 33gkLQ2q，故 D 正确，A、B、C 错误。
答案：D
1．库仑力作用下的平衡问题 (1)分析带电体在有库仑力作用下的平衡问题时，与力学问 题一样，具体方法是：确定研究对象，受力分析，列出平衡方 程，联立求解。
(2)共线的三个点电荷平衡的规律： ①“两同夹异”，若三者均带同种电荷，无论怎么放，外 侧点电荷都不能平衡。异种电荷必放中间，若异种电荷 B 放外 侧，它本身不可能平衡。 ②“两大夹小”，即放在中间的异种电荷 B 电荷量最小。 若 QB>QC，则 FBA>FCA，A 不能平衡。若 QB>QA，则 FBC>FAC， C 不能平衡。 ③自由点电荷位置必为“靠小”，即中间电荷靠近电荷量 较小的电荷。
答案：C
2．如图所示，AB 是某个点电荷的一根电场线，在电 场线上 O 点由静止释放一个负电荷，它仅在静电 力作用下沿电场线向 B 点运动，下列判断正确的是( ) A．电场线由 B 点指向 A 点，电荷做加速运动，加速度越来 越小 B．电场线由 B 点指向 A 点，电荷做加速运动，其加速度大 小变化由题设条件不能确定 C．电场线由 A 点指向 B 点，电荷做匀加速运动 D．电场线由 B 点指向 A 点，电荷做加速运动，加速度越来 越大
2020-2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用阶段提升课课件新人教版必修3-2020_2
【加固训练】
如图所示,绝缘的水平面上静止着两个质量均为m,电荷量均为+Q的物体A和B(A、 B均可视为质点),它们间的距离为r,A、B与平面间的动摩擦因数均为μ。 (1)A受到的摩擦力为多大? (2)如果将A的电荷量增至+4Q,两物体开始运动,当它们的加速度第一次为零 时,A、B各运动了多远的距离?
【加固训练】
1.如图甲所示,AB是电场中的一条电场线,一带正电粒子以某一初速度从A
点出发,仅在电场力作用下沿直线从A点运动到B点做减速直线运动,其a-t图像
如图乙所示,则下列说法正确的是
()
A.该电场一定是匀强电场
B.电场线的方向由A指向B
C.A、B两点电场强度的大小关系满足EA<EB D.A、B两点电场强度的大小关系满足EA>EB
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~
【名师支招】 电场强度及其叠加问题的关键词转化
【素养评价】
1.AB是长为L的均匀带电绝缘细杆,P1、P2是位于AB所在直线上的两点,位置如
图所示。AB上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为
a2
【解析】选B。每个点电荷在O点处的场强大小都是E= k q ＝ 3,k画q 出矢量
( 3a )2 a 2
叠加的示意图,如图所示,由图可得O点处的合场强为E合=32E=6 ak 2q ,方向由O 指向C,B项正确。
考点2 电场线及其应用 (难度☆☆☆)
1.电场线是形象描述电场的场强和方向的曲线,由电场的性质决定,与放入电
【名师支招】库仑力作用下平衡问题的关键词转化
高中物理(新人教版)必修第三册课后习题：第九章习题课 库仑定律和电场强度(课后习题)【含答案及解析】
习题课:库仑定律和电场强度合格考达标练1.如图所示,负电荷q在电场中由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,由此可以判定,它所在的电场是图中的()q在电场中由P向Q做加速运动,故电场线方向由Q到P;由于加速度越来越大,则静电力越来越大,电场强度逐渐增强,电场线越来越密,故选项C正确。
2.(2021湖南东安一中月考)一带负电的质点,在静电力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的。
关于b处电场强度E的方向,如图所示的各图中可能正确的是(虚线是曲线在b处的切线)()E方向相反知,D正确。
3.如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则()A.粒子一定带负电B.粒子一定是从a点运动到b点C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度D.粒子在电场中c点的速度一定大于在a点的速度,合力指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电的粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,A错误;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b点沿轨迹运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,电场线在c点的受力较大,加速度一定大于在b点的加速度,C 正确;若粒子从c运动到a,静电力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,反之粒子做减速运动,在c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。
故选C。
4.两个通电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,则下列说法正确的是( ) A.两球一定带异种电荷 B.m 一定小于M C.q 一定大于QD.m 受到的静电力一定大于M 所受的静电力,带同种电荷,A 错误;两球之间的静电力大小相等,q 与Q 的大小关系不一定,C 、D 错误;kQqr 2=mg tan α=Mg tan β,α>β,所以m<M ,B 正确。
2020—2021学年度人教物理(新教材)必修第三册第九章 静电场及其应用同步习题及答案
2020—2021人教物理（新教材）必修第三册第九章 静电场及其应用同步习题及答案（新教材）必修第三册第九章 静电场及其应用1、一个带正电的质点所带的电荷量q ＝2.0×10－9 C ，在静电场中由a 点移到b 点，在这个过程中，除静电力外，其他力做正功为6.0×10－5 J ，质点的动能增加了8.0×10－5 J ，则a 、b 两点间的电势差为( )A ．3×104 VB ．1×104 VC ．4×104 VD ．7×104 V 2、古希腊贵族妇女外出时都喜欢穿柔软的丝绸衣服，戴琥珀做的首饰。
人们发现，不管将琥珀首饰擦得多干净，它很快就会吸上一层灰尘，这主要是因为( )A ．琥珀是一种树脂化石，树脂具有粘性，容易吸附灰尘B ．室外的灰尘比较多，在琥珀上积聚的速度比较快C ．经丝绸摩擦后的琥珀带电，能吸引灰尘D ．琥珀本身带电，能吸引灰尘3、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Q 1、Q 2，且Q 1＝13Q 2，把Q 1、Q 2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( )A.43F B.23F C.13F D ．F4、如图是某电场区域的电场线分布，A 、B 、C 是电场中的三个点，下列说法正确的是( )A．A点的电场强度最大B．B点的电场强度最小C．把一个正的点电荷依次放在这三点时，其中放在B点时它受到的静电力最大D．把一个带负电的点电荷放在A点时，它所受的静电力方向和A点的电场强度方向一致5、在燃气灶上常安装电子点火器，电子点火器的放电电极应该做成( ) A．圆头状B．针尖状C．方形D．椭球形6、a和b是点电荷电场中的两点，如图所示，a点电场强度E a与a、b连线夹角为60°，b点电场强度E b与a、b连线夹角为30°，关于此电场，下列分析正确的是( ) A．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝1∶3B．这是一个正点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1C．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶1D．这是一个负点电荷产生的电场，E a∶E b＝3∶17、如图所示，不带电导体B在靠近带正电的导体A时，P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷，则以下说法正确的是( )A．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带负电B．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电C．若用导线将Q端接地，然后断开，再取走A，则导体B将不带电D．若用导线将P端接地，然后断开，再取走A，则导体B将带正电8、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F A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9、如图所示，带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，用E A、E B表示A、B两处的电场强度，则( )A．A、B两处的电场强度方向相同B．因为A、B在一条电场线上，所以E A＝E BC．电场线从A指向B，所以E A＞E BD．负电荷在A点所受的静电力方向与E的方向相同10、下列防雷措施可行的是( )①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；④在空旷地带，最好关掉手机电源A．①③B．②③C．①④D．③④11、如图所示，实线为三条方向未知的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a 、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受静电力作用)，则 ( )A．a一定带正电，b一定带负电B．静电力对a做正功，对b做负功C．a的速度将减小，b的速度将增大D．a的加速度将减小，b的加速度将增大12、在边长为a的正方形的每个顶点上都放置一个电荷量为q的点电荷，如果保持它们的位置不变，每个电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力是多大？13、如图所示，光滑绝缘的水平面上固定着A、B、C三个带电小球，它们的质量都为m，彼此间距离均为r，A、B带正电，电荷量均为q。
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用第2节库仑定律练习含解析新人教版必修3
第2节 库仑定律合格考训练25分钟·满分60分一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)1．(2019·某某省同安一中高二上学期期中)关于元电荷和点电荷的理解正确的是( D )A ．元电荷就是点电荷B ．点电荷一定是电荷量最小的电荷C ．体积很小的带电体就是点电荷D ．元电荷是一个电子所带的电荷量的绝对值解析：元电荷表示电荷量，是一个电子所带的电荷量的绝对值，不是点电荷，故A 错误，D 正确；当一个带电体的形状及大小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，是由研究问题的性质决定，与自身大小形状无具体关系，与电荷量的多少无关，故B 、C 错误。
2. (2019·某某省某某市高二上学期期末)如图所示，一个带正电的球体M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N 先后挂在横杆上的P 1和P 2处。
当小球N 静止时，丝线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2(θ2图中未标出)。
则( A )A ．小球N 带正电，θ1>θ2B ．小球N 带正电，θ1<θ2C ．小球N 带负电，θ1>θ2D ．小球N 带负电，θ1<θ2解析：小球M 与N 相互排斥，M 、N 带同种电荷，M 带正电，N 也带正电，小球N 受重力mg ，绳的拉力，库仑力F ，绳与竖直方向夹角为：tan θ＝Fmg ，库仑力：F ＝k Qq r2， 由于电荷N 悬挂在P 1点时距离小，库仑力大，偏角大，故θ1＞θ2，故A 正确，B 、C 、D 错误。
3．(2019·某某市金山中学高二上学期期中)两个相同的金属小球A 、B ，所带的电量q A ＝＋q 0、q B ＝－7q 0，相距r 放置时，相互作用的引力大小为F 。
现将A 球与B 球接触，再把A 、B 两球间的间距增大到2r ，那么A 、B 之间的相互作用力将变为( A )A ．斥力、9F 28B ．斥力、9F14C ．引力、9F 28D ．引力、9F 14解析：金属小球A 和B ，带电量分别为＋q 0和－7q 0，相互作用力大小为F ，根据库仑定律，有：F ＝k q 0·7q 0r2 将两球接触后再放回原处，电荷先中和再平分，带电量变为q 0－7q 02＝－3q 0，根据库仑定律，有：F ′＝k 3q 0·3q 02r 2＝928F ，且表现为斥力，故A 正确，B 、C 、D 错误；故选A 。
2020--2021学年人教版高一物理必修第三册第9章 静电场及其应用练习含答案
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
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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 1 836 倍， 若 me＝0.91×10－30 kg，e＝1.6×10－19 C，求反质子的比荷mq 。
13、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。 14、如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为 Q＝＋4×10－6 C。 (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＝－2×10－6 C 的小球，桶内、 外表面带电荷量分别为多少？ (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？
*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 d
B．有自由电子沿导线从 d 流向 a
C．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
2020--2021（新教材）物理必修第三册第 9 章 静电场及其应用练习
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用第2节库仑定律作业含解析新人教版必修3
第2节 库仑定律A 组·基础达标1．下列关于点电荷的说法中，正确的是( ) A ．只有体积很小的带电体才能看成点电荷 B ．体积很大的带电体一定不能看成点电荷 C ．只有球形带电体才能看成点电荷D ．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷 【答案】D【解析】当带电体的形状、大小及电荷分布对它们间的相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可看作点电荷，带电体能否看作点电荷由研究问题的性质决定，与带电体自身大小、形状无具体关系，故A 、B 、C 错误，D 正确．2．关于真空中两个带正电的点电荷间的静电力，下列说法正确的是( ) A ．静电力为斥力，当两电荷间的距离增大时静电力变小 B ．静电力为斥力，当两电荷间的距离增大时静电力变大 C ．静电力为引力，当两电荷间的距离增大时静电力变小 D ．静电力为引力，当两电荷间的距离增大时静电力变大 【答案】A【解析】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故C 、D 错误；由F ＝k q 1q 2r 2可知，距离越大，静电力越小，故A 正确，B 错误．3．两个分别带有电荷量－Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们之间库仑力的大小为F ．两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小变为( )A ．112F B ．34F C ．43F D ．12F【答案】C【解析】接触前两个点电荷之间的库仑力大小为F ＝kQ ·3Qr 2，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带电为＋Q ，距离变为原来的12，库仑力大小为F ′＝k Q ·Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 22＝k 4Q ·Q r 2＝43F ，C 正确．4．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，便可找到力F 与距离r 和电荷量q 的关系．这一实验中用到了下列哪些方法( )①微小量放大法 ②极限法 ③控制变量法 ④逐差法 A ．①② B ．①③ C ．③④ D ．②④【答案】B【解析】把微弱的库仑力转换放大成可以看得到的扭转角度，并通过扭转角度的大小找出力和距离的关系，是微小量放大法；保持电荷量不变，改变A 和C 的距离可得到F 和r 的关系，保持A 和C 的距离不变，改变电荷量q 可得到F 和q 的关系，这是控制变量法．故B 正确．5．(多选)如图所示，两个带电小球A 、B 的质量分别为m 1、m 2，带电荷量分别为q 1、q 2．静止时两悬线与竖直方向夹角分别为θ1、θ2，且A 、B 恰好处在同一水平面上，则( )A ．若q 1＝q 2，则θ1＝θ2B ．若q 1＜q 2，则θ1＞θ2C ．若m 1＝m 2，则θ1＝θ2D ．若m 1＜m 2，则θ1＞θ2【答案】CD【解析】两电荷间的库仑力是相互的，大小相等、方向相反且作用在同一直线上．每个带电小球受库仑力、重力和绳子拉力，三力平衡，由平衡条件可得m 1g tan θ1＝kq 1q 2r 2，m 2g tan θ2＝k q 1q 2r2，即m 1g tan θ1＝m 2g tan θ2，可知C 、D 正确．6．两个分别带有电荷量－2Q 和＋3Q 的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F ．两小球相互接触后将其固定距离变为r2，则两球间库仑力的大小为( )A．112F B．34FC．12F D．16F【答案】D【解析】相距为r时，根据库仑定律得F＝k2Q·3Qr2，接触后，电量先中和再均分，各自带电量变为Q2，则有F′＝kQ2·Q2⎝⎛⎭⎪⎫r22＝kQ2r2＝F6，D正确．7．如图所示，竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的质点A，在Q的正上方的P点用细线悬挂一质点B，A、B两点因为带电而相互排斥，使悬线与竖直方向成θ角．由于漏电，A、B两质点的电量逐渐减小，在电荷漏空之前悬线对悬点P的拉力T( )A．变小B．变大C．不变D．无法确定【答案】C【解析】以B为研究对象，质点受到重力G，A的斥力F1和线的拉力F2三个力作用，作出受力图如图．作出F1、F2的合力F，由三个共点力的平衡条件可知，F和G方向相反，大小相等，即F＝G，根据几何知识可知△FBF1∽△PBQ，可得FF2＝PQPB，又F＝G，可得F2＝PBPQG．在A、B两质点带电量逐渐减少的过程中，PB、PQ、G均不变，则F2不变，悬线对悬点P的拉力T＝F2大小也不变．故C正确，A、B、D错误．8．如图所示，足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点，A和C围绕B做匀速圆周运动，B恰能保持静止，其中A、C和B的距离分别是L1和L2，不计三质点间的万有引力，则A 和C 的比荷(电荷量与质量之比)之比应是()A ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 22B ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L 12 C ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23D ．⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2L13【答案】C【解析】根据B 恰能保持静止可得kq A q B L 21＝kq C q B L 22，A 做匀速圆周运动有k q A qB L 21－k q A q CL 1＋L 22＝m A ω2L 1，C 做匀速圆周运动有kq B q C L 22－k q A q CL 1＋L 22＝m C ω2L 2，联立可得⎝ ⎛⎭⎪⎫q A m A ⎝ ⎛⎭⎪⎫q C m C ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫L 1L 23，故C 正确．9．如图所示，两个分别用长l ＝5 cm 的绝缘细线悬挂于同一点的相同金属小球(可视为点电荷)带有等量同种电荷．由于静电力的作用，平衡时它们之间的距离为r ＝6 cm ．已测得每个金属小球的质量m ＝1.2×10－3kg ，试求它们所带的电荷量q ．(已知g 取10 m/s 2，k ＝9.0×109N·m 2/C 2)【答案】6×10－8C【解析】带电金属小球在重力、静电力和线的拉力作用下处于平衡状态，其中一个金属小球的受力示意图如图所示．由图可知F ＝mg tan θ tan θ＝352－32＝34 又因为F ＝k q 2r2＝mg tan θ解得q ＝rmg tan θk＝6×10－8C ． B 组·能力提升10．如图所示，光滑绝缘水平面上固定金属小球A ，用原长为L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x 1，若两球电荷量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x 2，则有( )A ．x 2＝12x 1B ．x 2＝14x 1C ．x 2＞14x 1D ．x 2＜14x 1【答案】C【解析】库仑力等于弹力，两球电荷量各减半时，若不考虑两球距离的变化对库仑力的影响，库仑力减为原来的14，则x 2＝14x 1，但实际是距离减小后库仑力又会增大，故正确答案是x 2＞14x 1，C 正确．11．如图所示，两个带同种电荷的小球质量分别为m 1和m 2，带电荷量分别为q 1和q 2，用两段绝缘细线悬挂在天花板上的O 点，平衡时两球间的连线水平，两段绝缘细线与竖直线的夹角分别为α和β，α<β，则下列说法正确的是( )A ．若q 1>q 2，则m 1>m 2B ．若q 1>q 2，则m 1<m 2C ．一定有m 1<m 2D ．一定有m 1>m 2【答案】D【解析】以m 1为研究对象进行受力分析，结合库仑定律，由平衡条件得k q 1q 2r 2＝m 1g tan α；再以m 2为研究对象，同理得kq 1q 2r 2＝m 2g tan β，因α<β，则m 1>m 2． 12．如图所示，光滑绝缘水平面上固定着A 、B 、C 三个带电小球，它们的质量均为m 、间距均为r ，A 、B 带正电，电荷量均为q ．现对C 施一水平力F 的同时放开三个小球，欲使三小球在运动过程中保持间距r 不变，求：(1)C 球的电性和电荷量； (2)水平力F 的大小．【答案】(1)负电 2q (2)33k q 2r2【解析】(1)A 球受到B 球的库仑力F 1和C 球的库仑力F 2作用后，产生水平方向的加速度，故F 2必为引力，C 球带负电．如图所示，根据库仑定律得F 1＝k q 2r 2，F 2＝k qq Cr2，F 1与F 2的合力方向水平向右，求得F 2＝2F 1，故q C ＝2q ．(2)对A 球a ＝3F 1m ＝3kq 2mr2对系统整体F ＝3ma故F ＝33k q 2r2．。
第九章第2节库仑定律强化训练高中物理
2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第三册第九章第2节库仑定律强化训练第I 卷（选择题）一、单选题1．下列关于点电荷的说法中，正确的是（ ）A ．只要带电体的体积很小，在任何情况下都能看作点电荷B ．不论带电体多大，只要距离远大于它们的大小，就能看成是点电荷C ．体积很大的带电体，任何情况下都不能看作点电荷D ．只有球形带电体才能看作点电荷2．宇航员在探测某行星时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电荷量为Q ，表面无大气。
在一实验中，宇航员将一带负电q （qQ ）的粉尘置于距该星球表面h 高处，该粉尘恰好处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h 高处，无初速度释放，则此带电粉尘将（ ） A ．向星球球心方向下落 B ．背向星球球心方向飞向太空 C ．仍处于悬浮状态D ．沿星球自转的线速度方向飞向太空3．如图所示，三个完全相同的金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上。
a 和c 带正电，b 带负电，a 所带电荷量的大小比b 的小。
已知c 受到a 和b 的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）A ．1FB ．2FC ．3FD ．4F4．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：三角形边长为1cm ，B 、C 电荷量为q B ＝q C ＝1×10－6C ，A 电荷量为q A ＝－2×10－6C ，A 所受B 、C 两个电荷的静电力的合力F 的大小和方向为（ ）A ．180N ，沿AB 方向B ．，沿AC 方向C ．180N ，沿∠BAC 的角平分线D ．，沿∠BAC 的角平分线5．两个相同的金属小球，带电荷量分别为-2q 和+6q ，小球半径远小于两球心的距离r ，将它们接触后放回原处．则此时的静电力大小变为原来的多少倍（ ） A ．13B ．3C ．34D ．46．下列说法中正确的是（ ） A ．点电荷就是体积很小的带电体 B ．据122q q F kr=可知，当0r →时，F →∞ C ．两个相同的、球心相距r 的金属球，所带电荷量分别为1q 和2q 时的库仑力F 可能小于122q q k rD ．两个点电荷的电荷量不变，只使它们之间的距离变为原来的12，则它们之间的库仑力F 变为原来的两倍7．如图所示,三个完全相同的绝缘金属小球a 、b 、c 位于等边三角形的三个顶点上,c 球在xOy 坐标系原点O 上,a 和c 带正电,b 带负电,a 所带电荷量比b 所带电荷量少,关于c 受到a 和b 的电场力的合力方向,下列判断中正确的是( )A ．从原点指向第∠象限B ．从原点指向第∠象限C ．从原点指向第∠象限D ．从原点指向第∠象限8．如图，两个带电金属小球中心距离为r ，带电荷量相等为Q ，则它们之间电荷的相互作用力大小F 的说法正确的是（ ）A ．若是异种电荷22Q F k r <B ．若是同种电荷22Q F k r >C ．若是异种电荷22Q F k r>D ．不论是何种电荷22Q F k r=9．如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A 带正电，另一带正电的物体B 沿着以A 为圆心的圆弧由P 到Q 缓慢地从A 的正上方经过，若此过程中A 始终保持静止，A 、B 两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是（ ）A ．物体A 受到地面的支持力先增大后减小B ．物体A 受到地面的支持力保持不变C ．物体A 受到地面的摩擦力先增大后减小D ．库仑力对物体B 先做正功后做负功10．如图所示，用两根等长的细线各悬挂一个小球，并挂于同一点，已知两球质量相同，当它们带上等量同种电荷时，相距1r 而平衡，若使它们的电荷量都减少一半，待它们重新平衡后，两球间的距离将（ ）A ．大于12r B ．等于12r C ．小于12r D ．不能确定11．两个带电球处于如图所示的静止状态，大球的电荷量大于小球的电荷量下列判断正确的是（ ）A ．两球一定都带正电B ．两球一定都带负电C ．两球受到的静电力大小相等D ．大球受到的静电力大于小球受到的静电力12．如图所示，完全相同的金属小球A 和B 带有等量异种电荷，中间连有一轻质绝缘弹簧，放在光滑的水平面上，平衡时弹簧的压缩量为0x 。
2020版高中物理第九章静电场及其应用习题课库仑定律和电场强度课件新人教版必修第三册
探究一
探究二
随堂检测
变式训练2(多选)图中实线是一簇未标明方向的电场线,虚线是某
一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳 带电粒子的运动轨迹问题分析方法 1.合力方向与速度方向:合力指向轨迹曲线的内侧,速度方向沿轨 迹的切线方向。 2.分析方法: (1)由轨迹的弯曲情况结合电场线确定静电力的方向。 (2)由静电力和电场线的方向可判断电荷的正负。 (3)由电场线的疏密程度可确定静电力的大小,再根据牛顿第二定 律F=ma可判断电荷加速度的大小。 (4)根据力和速度的夹角可以判断速度变大还是变小,从而确定不 同位置的速度大小。
即应在
AB
连线上且在
A
的右边,距
A
点电荷������处放置一个电荷量
3
为49q 的负电荷。
探究一
探究二
随堂检测
答案:见解析 规律方法 共线的三个点电荷在静电力作用下平衡的特点 1.平衡条件:每个点电荷受到的两个静电力必须大小相等,方向相 反。 2.平衡规律可概括为: “三点共线”——三个点电荷分布在同一条直线上; “两同夹异”——正负电荷相互间隔; “两大夹小”——中间电荷的电荷量最小; “近小远大”——中间电荷靠近两侧电荷量较小的电荷。 3.只要其中两个点电荷平衡,第三个点电荷一定平衡,只需根据平 衡条件对其中的两个电荷列式即可。
������·������·������������ ������2
=
������(·���4���-������������·)���2���������,解得
2020-2021学年高中物理人教版必修第三册课后习题：第九章习题课库仑定律和电场强度
第九章静电场及其应用习题课:库仑定律和电场强度课后篇巩固提升基础巩固1.如图所示,负电荷q在电场中由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,由此可以判定,它所在的电场是图中的()解析负电荷q在电场中由P向Q做加速运动,故电场线方向由Q到P;由于加速度越来越大,则静电力越来越大,电场强度逐渐增强,电场线越来越密,故选项C正确。
答案C2.如图所示的电场中,虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹,a、b、c是轨迹上的三个点,则()A.粒子一定带负电B.粒子一定是从a点运动到b点C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度c点的速度一定大于在a点的速度解析做曲线运动的物体,合力指向运动轨迹的内侧,由此可知,带电的粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左,所以粒子带正电,A错误;粒子不一定是从a点沿轨迹运动到b点,也可能从b 点沿轨迹运动到a点,B错误;由电场线的分布可知,电场线在c点的受力较大,加速度一定大于在b点的加速度,C正确;若粒子从c运动到a,静电力与速度成锐角,所以粒子做加速运动,反之粒子做减速运动,在c点的速度一定小于在a点的速度,D错误。
故选C。
答案C3.(多选)如图所示,实线表示匀强电场中的电场线,一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示,a、b是轨迹上的两点,关于粒子的运动情况,下列说法可能的是()A.该粒子带正电荷,运动方向为由a至bB.该粒子带负电荷,运动方向为由a至bC.该粒子带正电荷,运动方向为由b至a,运动方向为由b至a4.(多选)两个通电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,则下列说法正确的是()A.两球一定带同种电荷B.m一定小于MC.q一定大于QM所受的静电力,带同种电荷,A对;两球之间的静电力大小相等,q与Q的大小关系不一定,C、D错;kQqr2=mg tanα=Mg tanβ,α>β,所以m<M,B对。
2020-2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用3电场电场强度课件新人教版必修3-2020
(1)用什么物理量表征电场的强弱?如何定义这个物理量? (2)同一位置,放不同试探电荷,试探电荷受力越大,则该位置场强越强吗? 提示: (1)电场强度,可以通过试探电荷受力来定义。
(2)E与F无关,E与试探电荷q无关。
1.试探电荷与场源电荷:
(1)试探电荷:用来研究电场各点的性质的电荷叫作_试__探__电__荷__。 (2)场源电荷:激发电场的带电体所带的电荷叫作_场__源__电__荷__,或_源__电__荷__。
【问题探究】
如图所示,A、B是点电荷a、b连线上的两点,实线是它们间的电场线。 讨论:(1)电荷a、b各带有什么性质的电荷? (2)A、B两点的电场强度相同吗?方向相同吗? 提示: (1)a带正电,b带负电。 (2)A、B两点电场强度不同,方向相同。
【典例示范】 【典例】某电场的电场线分布如图所示,下列说法正确的是
【解析】(1)如图甲所示,A、B两点电荷在O点产生的电场强度方向相同,由A指
向B。A、B两点电荷在O点产生的电场强度为EA=EB=
（
度为EO=2EA=
8
k r
Q
2
,方向由A→B。
kQ r )2 2
＝
4kQ r2
,故O点的电场强
(2)如图乙所示,EA′=EB′= ,k由r Q2 矢量图所形成的等边三角形可知,O′点的 电场强度EO′=EA′=EB′= ,k方r Q2 向与AB的中垂线垂直指向右方,即EO′与EO同
方向水平向右。求:
(1)P点的电场强度; (2)没有检验电荷时P点的电场强度; (3)若将检验电荷换为q′=-1.2×10-6 C,再放于P点,此检验电荷所受的静电力 F′。
2020-2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用第2节库仑定律课件新人教版必修3-2020
A．－F2
B．F2
C．－F
D．F
【答案】B
【解析】在 A 处放电荷量为＋q 的点电荷时，Q 所受静电力大小为 F ＝krQ2ABq；在 C 处放一电荷量为－2q 的点电荷时，Q 所受静电力大小为 F′ ＝kQr2B·C2q＝22krAQBq2＝2krQ2AqB＝F2．不管电荷 Q 是正还是负，两种情况下，Q 受力方向相同，故 B 正确，A、C、D 错误．
库仑定律
1．库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们 的电荷量的乘积成___正__比___，与它们的___距__离___的二次方成___反__比___， 作用力的方向在它们的连线上．这种电荷之间的相互作用叫作_静__电__力___ 或库仑力．
2．点电荷：带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作 用力的影响可以忽略时，带电体可以看作_带__电__的__点___．
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【解析】根据库仑定律可知，两点电荷之间的作用力为F＝k
q1q2 L2
.
若它们所带的电荷量不变，距离变为2L，库仑力变为
1 4
F，A错误；若它
们所带的电荷量不变，距离变为
L 2
，则它们之间的作用力变为4F，B正
确；若它们之间的距离不变，电荷量都变为原来的2倍，则它们之间的
电体看作点电荷的条件
体简化为点电荷的条件
2．理解库仑定律的内容及公式，并 2．通律和适
其中的科学思想和方法
用条件
3．了解库仑扭秤实验，知道静电力
3．通过练习题目，掌握运用库仑定 律分析求解问题的方法
常量
知识导图
预习导学 | 新知领悟
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用2库仑定律课时练习含解析新人教版必修3
库仑定律(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列关于点电荷和元电荷的说法正确的是()A.只有体积小的带电体才可以看成点电荷B.元电荷是一个电子或一个质子所带的电荷量C.物体带电量有可能为4.0×10-19 CD.两个相距很近的带电球体,可以看成是电荷集中在球心的点电荷【解析】选B。
带电体看作点电荷的条件是当带电体的形状及大小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,带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定的,故A 错误;元电荷为最小的电荷量,大小为:e=1.60×10-19 C,一个电子或一个质子所带的电荷量为元电荷,选项B正确;物体的带电量是元电荷的整数倍,4.0×10-19 C不是1.60×10-19 C的整数倍,故C错误;两个相距很近的带电球体,不一定能将它们作为电荷集中在球心的点电荷处理,故D 错误。
故选B。
2.空中两个带等量异种电荷的小球A、B(均可看成点电荷)间的相互吸引力为F,现将另一个完全相同的不带电小球C先后与A、B接触一下后拿走,再将两小球间距离增大为原来的两倍,则此时A、B两小球间的作用力大小为()A.FB.FC.FD.F【解题指南】解答本题可从以下两个方面考虑:(1)带电小球接触后,电荷重新分配。
(2)利用前后小球带电量的关系根据库仑定律求解。
【解析】选A。
设A带正电荷Q,B带负电荷Q,A、C相接触分开后,A、C分别带正电荷,然后B、C相接触分开后,B、C分别带负电荷,根据库仑定律,原来的库仑力F=k,变化后的库仑力大小:F′=k=k=F,故A正确,B、C、D错误。
【加固训练】如图所示,在一条直线上的三点分别放置Q A=+3×10-9 C、Q B=-4×10-9 C、Q C=+3×10-9 C 的A、B、C三个点电荷,则作用在点电荷A上的库仑力的大小为()A.9.9×10-4 NB.9.9×10-3 NC.1.17×10-4 ND.2.7×10-4 N【解析】选A。
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用第3节电场电场强度作业含解析新人教版必修3
第3节 电场 电场强度A 组·基础达标1．下列哪个是电场强度的单位( ) A ．库 B ．安 C ．牛/库 D ．伏【答案】C【解析】根据电场强度的定义式E ＝Fq可知，电场强度的单位为牛/库，故选C ． 2．关于电场强度，下列说法正确的是( )A ．电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力B ．电场强度的方向总是跟电场力的方向一致C ．在点电荷Q 附近的任意一点，如果没有把试探电荷q 放进去，则这一点的电场强度为零D ．根据公式E ＝F q可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的电荷的电量成反比 【答案】A【解析】根据公式E ＝F q可知电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力，A 正确；电场强度的方向总是跟正电荷所受的电场力方向一致，B 错误；电场中某点的电场强度由电场本身决定，与是否放入试探电荷无关，与试探电荷所受的电场力及试探电荷的电量无关，C 、D 错误．3．在电场中的某点放入电荷量为－q 的试探电荷时，测得该点的电场强度为E ；若在该点放入电荷量为＋2q 的试探电荷，此时测得该点的电场强度为( )A ．大小为E ，方向和E 相同B ．大小为2E ，方向和E 相同C ．大小为E ，方向和E 相反D ．大小为2E ，方向和E 相反 【答案】A【解析】电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，是试探电荷所受的电场力F 与试探电荷所带的电荷量q 的比值，由电场本身决定，与试探电荷的有无、电性、电量的大小无关．故在该点放入电荷量为－q 的试探电荷时电场强度为E ，放电荷量为＋2q 的试探电荷时电场强度大小仍为E ，方向和E 相同．故A 正确．4．如图所示，A 、B 是同一条电场线上的两点，这两点电场强度的关系是( )A ．E A >EB ，方向相同 B ．E A >E B ，方向不同C ．E A <E B ，方向相同D ．E A <E B ，方向不同【答案】B【解析】由图可知，A 点电场线比B 点电场线密集，根据电场线的疏密程度比较场强大小可知，E A ＞E B ，电场线的切线方向表示场强方向，则A 、B 点场强方向不同，故B 正确，A 、C 、D 错误．5．(多选)如图所示，实线表示匀强电场中的电场线，一带电粒子(不计重力)经过电场区域后的轨迹如图中虚线所示，a 、b 是轨迹上的两点，关于粒子的运动情况，下列说法中可能的是( )A ．该粒子带负电荷，运动方向为由a 至bB ．该粒子带正电荷，运动方向为由a 至bC ．该粒子带正电荷，运动方向为由b 至aD ．该粒子带负电荷，运动方向为由b 至a 【答案】AD【解析】曲线中合外力的方向指向轨迹的内侧，所以粒子所受电场力水平向左，电荷为负电荷，运动方向可从a 到b ，也可以从b 到a ．故选AD ．6．在等边三角形ABC 的顶点B 和C 处各放一个电荷量相等的点电荷时，测得A 处的场强大小为E ，方向与BC 边平行且由B 指向C ，如图所示．若拿走C 处的点电荷，则下列关于A 处电场强度的说法正确的是( )A ．大小仍为E ，方向由A 指向B B ．大小仍为E ，方向由B 指向AC ．大小变为E2，方向不变D ．不能得出结论【答案】B【解析】设B 、C 两处点电荷在A 处产生的场强大小均为E ′，由平行四边形定则可知E ′＝E ，拿走C 处的点电荷后，A 处电场强度大小仍为E ，方向由B 指向A ，故B 正确．7．如图所示，A 、B 是同一条电场线上的两点，这两点电场强度的关系是( )A ．E A >EB ，方向相同 B ．E A >E B ，方向不同C ．E A <E B ，方向相同D ．E A <E B ，方向不同【答案】C【解析】电场线的疏密程度表示电场的强弱，故E A ＜E B ；电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，故A 、B 的电场方向均是向右．故C 正确．8．如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上．a 、b 带正电，电荷量均为q ，c 带负电．整个系统置于方向水平的匀强电场中．已知静电力常量为k ．若三个小球均处于静止状态，则匀强电场的电场强度大小为( )A ．3kq3l2 B ．3kql 2C ．3kq l2D ．23kq l2【答案】B【解析】设小球c 带电荷量为Q ，由库仑定律可知小球a 对小球c 的库仑引力为F ＝k qQl2，小球b 对小球c 的库仑引力为F ＝k qQ l2，两个力的合力为2F cos 30°．设水平匀强电场的电场强度的大小为E ，对小球c ，由平衡条件可得qE ＝2F cos 30°，解得E ＝3kql 2，故B 正确．9．如图所示，空间中A 、B 、C 三点的连线恰构成一直角三角形，且∠C ＝30°，AB ＝L ，在B 、C 两点分别放置一点电荷，它们的电荷量分别是＋Q 与－Q (静电力常量为k )．求斜边AC 的中点D 处的电场强度．【答案】3kQL2 方向水平向右【解析】连接BD ，三角形ABD 为等边三角形，可得BD ＝CD ＝AB ＝L ．点电荷＋Q 和－Q 在D 处产生的场强大小均为E 1＝k Q L2，方向如图所示，二者之间夹角大小为60°．据电场的叠加原理可知，D 处的电场强度为这两个场强的矢量和，可解得E ＝2E 1cos 30°＝2×kQ L 2×32＝3kQL2，方向水平向右．B 组·能力提升10．如图所示，一半径为R 的圆盘上均匀分布着电荷量为Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c 的轴线上有a 、b 、d 三个点，a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ，在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷．已知b 点处的电场强度为零，则d 点处电场强度的大小为(k 为静电力常量)( ) A ．k 3q R2B ．k 10q 9R 2C ．kQ ＋qR 2D ．k 9Q ＋q 9R2【答案】B【解析】由于在a 点放置一点电荷q 后，b 点电场强度为零，说明点电荷q 在b 点产生的电场强度与圆盘上Q 在b 点产生的电场强度大小相等，即E Q ＝E q ＝k qR2．根据对称性可知Q 在d 点产生的电场强度大小E Q ′＝k q R 2，则E d ＝E Q ′＋E q ′＝k q R 2＋kq 3R2＝k 10q 9R2，故B 正确．11．一边长为r 的正三角形的三个顶点，固定有3个点电荷，电荷量分别为＋q 、＋q 和－2q ，如图，静电力常量为k ，则三角形中心处O 点的电场强度大小和方向( )A ．12kqr2，指向电荷量为－2q 的点电荷B ．9kqr2，指向电荷量为－2q 的点电荷C ．12kqr2，背离电荷量为－2q 的点电荷D ．9kqr2，背离电荷量为－2q 的点电荷【答案】B【解析】O 点是三角形的中心，到三个电荷的距离为l＝r2sin 60°＝33r ，两个＋q 电荷在O 处产生的场强大小均E 1＝E 2＝k ql2；根据对称性和几何知识得，两个＋q 在O 处产生的合场强为E 12＝E 1＝k ql2．再与－2q 在O 处产生的场强合成，得到O 点的合场强为E ＝E 12＋E 3＝k q l2＋k 2q l2＝k 3q l2＝9kqr2，方向指向电荷量为－2q 的点电荷，故选B ．12．悬挂在O 点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个质量为m 、带电荷量为－q 的小球，若在空间加一匀强电场，则小球静止时细线与竖直方向夹角为θ，如图所示．(1)求所加匀强电场的电场强度的最小值．(2)若在某时刻突然撤去电场，当小球运动到最低点时，求小球对细线的拉力的大小． 【答案】(1)mg sin θq方向为与水平方向夹角为θ，斜向左下方 (2)mg (3－2cos θ)【解析】(1)当静电力的方向与细线垂直时，电场强度最小． 由mg sin θ＝qE 解得E ＝mg sin θq小球带负电，所受静电力方向与电场强度方向相反，故电场强度方向为与水平方向夹角为θ，斜向左下方．(2)设线长为l ，小球运动到最低点的速度为v ，细线对小球的拉力为F ，则有 mgl (1－cos θ)＝12mv 2，F －mg ＝m v 2l联立解得F ＝mg (3－2cos θ)根据牛顿第三定律，小球对细线的拉力F ′＝F ＝mg (3－2cos θ)．。
2020_2021学年新教材高中物理第九章静电场及其应用3电场电场强度课时练习含解析新人教版必修3
电场电场强度(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列关于电场强度的说法中正确的是()A.公式E=只适用于真空中点电荷产生的电场B.由公式E=可知,电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的静电力成正比C.在公式F=k中,k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的电场强度大小;而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处电场强度的大小D.由公式E=k可知,在离点电荷非常近的地方(r→0),电场强度E无穷大【解析】选C。
电场强度的定义式E=适用于任何电场,故A错误;电场中某点的电场强度由电场本身决定,而与电场中该点是否有试探电荷或引入试探电荷所受的静电力无关(试探电荷所受静电力与其所带电荷量的比值仅反映该点电场强度的大小,不能决定电场强度的大小),故B 错误;点电荷间的相互作用力是通过电场产生的,故C正确;公式E=是点电荷产生的电场中某点电场强度的计算式,当r→0时,所谓“点电荷”已不存在,该公式已不适用,故D错误。
2.(2020·某某高二检测)一个检验电荷在电场中某点受到的静电力为F,这点的电场强度为E,图中能正确反映q、E、F三者关系的是()【解题指南】(1)电场强度的大小与检验电荷受到的电场力、电荷量无关。
(2)检验电荷所受电场力与电场强度和电荷量乘积成正比。
【解析】选D。
电场中某点的电场强度由电场本身的性质决定,与放入该点的检验电荷及其所受静电力无关,A、B错误;检验电荷在该点受到的静电力F=Eq,F与q成正比,C错误,D正确。
【加固训练】在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷的电荷量和它所受静电力的函数图像如图所示,则此三点的电场强度大小E A、E B、E C的关系是()A.E A>E B>E CB.E B>E A>E CC.E C>E A>E BD.E A>E C>E B【解析】选C。
2020-2021学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 3 电场 电场强度课时作业（含解析）新
电场电场强度限时：45分钟一、单项选择题1．下列说法中正确的是( B )A．电场强度反映了电场力的性质，因此电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比B．电场中某点的场强等于F/q，但与试探电荷的受力大小及电荷量无关C．电场中某点的场强方向即试探电荷在该点的受力方向D．公式E＝F/q和E＝kQ/r2对于任何静电场都是适用的解析：电场中某点的电场强度是唯一确定的，与场源电荷有关，与试探电荷无关．E＝kQ/r2，只适用于真空中点电荷形成的电场的电场强度的计算，故B选项正确．2．在如图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点．其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是( C )A．甲图中与点电荷等距的a、b两点B．乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C．丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D．丁图中非匀强电场中的a、b两点解析：甲图中与点电荷等距的a、b两点，场强大小相同，方向不相反，A错；对乙图来说，根据电场线的疏密及对称性可判断，b点和a点场强大小、方向均相同，B错；丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点，场强大小相同，方向相反，C 对；对丁图来说，根据电场线的疏密可判断，b点的场强大于a点的场强，D错．3．如图所示，AB是某点电荷电场中的一条电场线．在电场线上P处自由释放一个负检验电荷时，它沿直线向B点运动．对此现象，下列判断正确的是(不计电荷重力)( D )A．电荷向B做匀速运动B ．电荷向B 做加速度越来越小的运动C ．电荷向B 做加速度越来越大的运动D ．电荷向B 做加速运动，加速度的变化情况不能确定解析：由于负电荷从P 点静止释放，它沿直线运动到B 点，说明负电荷受力方向自P 指向B ，则场强方向自A 指向B .由于正电荷、负电荷都能产生一段直线电场线，所以只能确定负电荷的受力方向向左(自P 指向A )，不能确定受力变化情况，也就不能确定加速度变化情况，故选项D 正确．4．如图，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M 、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E 1；若将N 点处的点电荷移至P 点，则O 点的场强大小变为E 2，E 1与E 2之比为( B )A ．1∶2B ．2∶1C ．2∶ 3D ．4∶ 3解析：依题意，每个点电荷在O 点产生的场强为E 12，则当N 点处的点电荷移至P 点时，O 点场强如图所示，合场强大小为E 2＝E 12，则E 1E 2＝21，B 正确． 5．如图所示一电子沿等量异种电荷的中垂线由A →O →B 匀速飞过，电子的重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向的变化情况是( B )A ．先变大后变小，方向水平向左B ．先变大后变小，方向水平向右C ．先变小后变大，方向水平向左D ．先变小后变大，方向水平向右解析：等量异种电荷的电场线分布如图①所示，由图中电场线的分布可以看出，从A 到O ，电场线由疏到密；从O 到B ，电场线由密到疏，所以从A →O →B ，电场强度应由小变大，再由大变小，而电场强度的方向沿电场线的切线方向，为水平向右，如图②所示．由于电子处于平衡状态，所受的合外力必为零，故另一个力应与电子所受的电场力大小相等、方向相反．电子所受的电场力与场强方向相反，即水平向左，电子从A →O →B 过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向右，其大小先变大后变小，所以选项B 正确．6.如图为真空中两点电荷A 、B 形成的电场中的一簇电场线，已知该电场线关于虚线对称，O 点为A 、B 电荷连线的中点，a 、b 为其连线的中垂线上对称的两点，则下列说法正确的是( D )A ．A 、B 可能是带等量异号的正、负电荷B ．A 、B 可能是带不等量的正电荷C ．a 、b 两点处无电场线，故其电场强度可能为零D ．同一试探电荷在a 、b 两点处所受电场力大小相等，方向一定相反解析：从电场线向外且对称可知，A 、B 点电荷带等量正电荷，A 、B 选项错误；根据电场的叠加，a 点处的电场强度向上，b 点处的电场强度向下，且由于对称性可知，两点电场强度大小相等，因此将同一试探电荷放在a 、b 两点处所受电场力大小相等，C 错误，D 正确．7．下列选项中的各14圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各14圆环间彼此绝缘．坐标原点O处电场强度最大的是( B )解析：根据对称性和矢量叠加，D项O点的场强为零，C项等效为第二象限内电荷在O 点产生的电场，大小与A项的相等，B项正、负电荷在O点产生的场强大小相等，方向互相垂直，合场强是其中一个的2倍，也是A、C项场强的2倍，因此B项正确．二、多项选择题8.图甲为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其速度－时间图象如图乙所示，则下列叙述正确的是( ABD )A．电场线方向由B指向AB．场强大小E A>E BC．Q可能为负电荷，也可能为正电荷D．Q在A的左侧且为负电荷解析：根据速度—时间图象分析，电荷做加速度减小的加速运动，所以电场力向右，电场线方向向左，A对；加速度减小，电场力减小，场强减小，B对；根据点电荷电场特点，Q 只能在A的左侧且为负电荷，D对．9．关于电场线的特征，下列说法中正确的是( AD )A．如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同B．如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的场强相同C．如果空间中只存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交D ．电场中任意两条电场线都不相交解析：如果电场线是曲线，那么这条曲线上各点的切线方向表示在该点的场强方向，故曲线上各点的场强方向不同，A 选项正确；在电场中任何一点的场强是唯一确定的，两条电场线如相交，则交点有两个切线方向，该点场强就不再唯一，故D 选项正确．10．把质量为m 的正点电荷q ，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是( CD )A ．点电荷运动轨迹必与电场线重合B ．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致C ．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致D ．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致解析：明确受力方向和加速度方向与合力的方向的关系．正点电荷q 由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，电场线如果是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故A 选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外)，故B 选项不正确；而点电荷的加速度方向，也即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C 、D 选项正确．三、非选择题11．如图所示，相距为2d 的A 和B 两点上固定着等量异种的两个点电荷，电荷量分别为＋Q 、－Q ，在AB 连线的中垂线上取一点P ，垂足为O ，∠PAO ＝α，求：(1)－Q 在P 点的场强的大小和方向；(2)P 点的场强的大小和方向．答案：(1)kQ d 2cos 2α，方向P →B(2)2kQ d 2cos 3α，方向平行于AB 向右 解析：(1)负电荷在P 点产生电场强度大小为：E ＝kQ r 2，且r ＝d cos α，解得：E ＝kQ ⎝ ⎛⎭⎪⎫d cos α2＝kQd 2cos 2α，方向由P →B .(2)如图所示，P 点电场强度是正负电荷在P 点产生电场强度的矢量和，由图可知，E P ＝2E cos α＝2kQ⎝ ⎛⎭⎪⎫d cos α2cos α＝2kQ d2cos 3α，方向平行于AB 向右． 12．如图所示，光滑斜面倾角为37°，一带有正电的小物块质量为m ，电荷量为q ，置于斜面上，当沿水平方向加有如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的1/2，求：(1)原来的电场强度为多大？(2)物体运动的加速度大小．(3)沿斜面下滑距离为6 m 时物体的速度．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10 m/s 2) 答案：(1)mg tan37°/q (2)3 m/s 2，方向沿斜面向下(3)6 m/s解析：(1)对小物块受力分析如下图所示，物块静止于斜面上，则 mg sin37°＝qE cos37°，E ＝mg tan37°/q .(2)当场强变为原来的1/2时，小物块的合外力F 合＝mg sin37°－1/2qE cos37°＝1/2mg sin37°.又F 合＝ma ，所以a ＝3 m/s 2，方向沿斜面向下．(3)由动能定理得F 合·l ＝1/2mv 2－0，所以1/2mg sin37°·l ＝1/2mv 2，所以v ＝6 m/s.。