2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGE10-第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用1.電場(chǎng)線的形態(tài)可以用試驗(yàn)來(lái)模擬，把頭發(fā)屑懸浮在蓖麻油里，加上電場(chǎng)，頭發(fā)屑就依據(jù)電場(chǎng)的方向排列起來(lái)，如圖所示。關(guān)于此試驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.a圖是模擬兩等量同種電荷的電場(chǎng)線B.b圖肯定是模擬兩等量正電荷的電場(chǎng)線C.a圖中的A、B應(yīng)接髙壓起電裝置的兩極D.b圖中的A、B應(yīng)接高壓起電裝置的兩極2.真空中兩個(gè)完全相同、帶等量同種電荷的金屬小球A和B(可視為點(diǎn)電荷），分別固定在兩處，它們之間的靜電力為F。用一個(gè)不帶電的同樣金屬球C先后與A、B球接觸，然后移開(kāi)球C，此時(shí)A、B球間的靜電力為()A. B. C. D.3.A、B在某個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線上,在A點(diǎn)處放入一個(gè)靜止的自由負(fù)電荷,它將沿電場(chǎng)線由靜止向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),下列推斷正確的是(

)A.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越小

B.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),其加速度大小的改變由題設(shè)條件不能確定

C.電場(chǎng)線由A指向B,該電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)

D.電場(chǎng)線由B指向A,該電荷做加速運(yùn)動(dòng),加速度越來(lái)越大4.如恩所示A、B是兩個(gè)帶異種電荷的小球，其質(zhì)量分別，所帶電荷量分別為和，A用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，A、B間用絕緣細(xì)線相連。整個(gè)裝置處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，平衡時(shí)向左偏離豎直方向，向右偏離豎直方向，則可以判定（）A.B.C.D.5.春節(jié)假期，某同學(xué)用易得的材料制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的驗(yàn)電器，如圖所示。簡(jiǎn)易的驗(yàn)電器帶有正電，它的金屬箔片張開(kāi)某一角度，用另一個(gè)有絕緣手柄的導(dǎo)體靠近驗(yàn)電器的金屬絲，發(fā)覺(jué)驗(yàn)電器的金屬箔片的張角減小，關(guān)于導(dǎo)體的帶電金屬箔片狀況，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.只可能帶負(fù)電B.只可能帶正電C.可能帶負(fù)電或不帶電D.以上說(shuō)法都不正確6.兩金屬球球心相距r，r略大于兩球半徑之和，現(xiàn)讓其分別帶上異種電荷+Q和-q,則兩帶電球之間的相互作用力F的大小應(yīng)滿意(k為靜電常量)（）A.B.C.D.r越小，F(xiàn)越接近于7.三個(gè)相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上,各球之間的距離遠(yuǎn)大于小球的直徑。球2所帶電荷量的大小是球1所帶電荷量大小的n()倍,球3不帶電且離球1和球2很遠(yuǎn),此時(shí)球1、2之間的引力大小為F?，F(xiàn)將球1、2固定,使球3與球2接觸,再與球1接觸,然后將球3移至遠(yuǎn)處,此時(shí)球1、2之間表現(xiàn)為斥力,大小仍為F。由此可知()A.B.C.D.8.如圖所示為不等量的異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電場(chǎng)線分布。兩點(diǎn)電荷電荷量相差越大，點(diǎn)電荷旁邊電場(chǎng)線疏密差別也越大。圖中的虛線是兩點(diǎn)電荷連線的中垂線，是中垂線上的三點(diǎn)，依據(jù)所給的電場(chǎng)線分布圖，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等B.兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均平行于點(diǎn)電荷連線向左C.c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)的小D.摸索電荷在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于其在c點(diǎn)受到的電場(chǎng)力9.如圖所示，半徑為R的導(dǎo)體環(huán)的頂端有一寬為的小狹縫A,且滿意遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R，在導(dǎo)體環(huán)上勻稱分布著總電荷量為q的負(fù)電荷。已知靜電力常量為k，則下列說(shuō)法正確的是（）A.導(dǎo)體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向由A指向OB.導(dǎo)體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向由O指向AC.導(dǎo)體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向由A指向OD.導(dǎo)體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向由O指向A10.如圖所示，空間內(nèi)存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、不行伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球，另一端固定于O點(diǎn)。初始時(shí)細(xì)繩（張緊狀態(tài)）與電場(chǎng)線平行，由靜止釋放小球，已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)時(shí)，細(xì)繩與豎直方向的最大夾角，重力加速度為g，則（）A.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為B.搖擺過(guò)程中小球的最大速度為C.搖擺過(guò)程中小球所受的最大拉力為D.小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為11.如圖，質(zhì)量為m、電荷量為的小球，從地面B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)以某一初速度水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，小球落在地面上的C點(diǎn)，落地時(shí)的動(dòng)能為。若空間增加豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且場(chǎng)強(qiáng)大小，小球仍以相同的速度從A點(diǎn)拋出，重力加速度為g,則小球（）A.落地點(diǎn)位于BC中點(diǎn)B.落地點(diǎn)位于BC中點(diǎn)的右側(cè)C.落地時(shí)動(dòng)能小于D.在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于12.如圖,絕緣光滑圓環(huán)豎直放置,為三個(gè)套在圓環(huán)上可自由滑動(dòng)的空心帶電小球,已知小球c位于圓環(huán)最高點(diǎn),連線與豎直方向成60°角,連線與豎直方向成30°角,三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法正確的是()A.小球帶同種電荷B.小球帶同種電荷,小球帶異種電荷C.小球電荷量之比為D.小球電荷量之比為13.由粗糙的水平桿AO與光滑的豎直桿BO組成的絕緣直角支架如圖放置，在AO桿、BO桿上套有帶正電的小球P、Q，兩個(gè)小球恰能在某一位置平衡．現(xiàn)將P緩慢地向左移動(dòng)一小段距離，兩球再次達(dá)到平衡．若小球所帶電量不變，與移動(dòng)前相比（）A．P、Q之間的距離減小 B．桿BO對(duì)Q的彈力減小C．桿AO對(duì)P的摩擦力增大 D．桿AO對(duì)P的彈力減小14.如圖所示，兩個(gè)小球帶電后相互排斥，兩懸線與豎直方向各有一個(gè)夾角，且兩球在同一水平面上。則肯定能推斷出 （ ）A.兩球的質(zhì)量大小關(guān)系B.兩球帶電荷量的大小關(guān)系C.兩懸線中的拉力大小關(guān)系D.兩球帶同種電荷15.如圖所示，將足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面固定在水平面上，其傾角大小為，甲、乙兩小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量分別為,從斜面足夠高的地方無(wú)初速釋放，釋放瞬間兩小球之間的距離為d，此時(shí)小球乙的加速度為零。當(dāng)甲、乙兩小球的加速度之比為時(shí)，兩小球之間的距離為。已知小球乙所帶電荷量為+q,靜電力常量為k，重力加速度為g。(1)小球甲帶何種電荷？所帶的電荷量為多少？(2)應(yīng)為多少？

答案以及解析1.答案：C解析：經(jīng)分析可知，題圖a是模擬兩異種電荷的電場(chǎng)線，但無(wú)法確定它們所帶電荷量是否相等，題圖a中A、B可接高壓起電裝置的兩極，選項(xiàng)C正確，A錯(cuò)誤；同理題圖b是模擬兩同種電荷的電場(chǎng)線，但同樣無(wú)法推斷它們所帶電荷量是否相等，且無(wú)法推斷電荷的電性，故A、B不行能接高壓起電裝置的兩極，選項(xiàng)BD錯(cuò)誤。2.答案：C解析：設(shè)A、B兩小球起先時(shí)的帶電荷量均為Q距離為r，用一個(gè)不帶電的同樣小球C先后與A、B兩小球接觸，與A小球接觸后，A、C兩小球的帶電荷量均為,C再與B小球接觖后，B、C兩小球的帶電荷量均為,由庫(kù)侖定律知，接觸前A、B兩小球間的靜電力為,C與A、B兩小球接觸后A、B兩小球間的靜電力為,故選項(xiàng)C正確。3.答案：B解析：由題意可知,負(fù)電荷由靜止起先從A運(yùn)動(dòng)到B,負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向?yàn)閺腁指向B,場(chǎng)強(qiáng)方向與電場(chǎng)力方向相反,即場(chǎng)強(qiáng)方向由B指向A,負(fù)電荷從靜止起先運(yùn)動(dòng),肯定做加速運(yùn)動(dòng),由于電場(chǎng)線的分布狀況未知,場(chǎng)強(qiáng)如何改變無(wú)法確定,電場(chǎng)力和加速度如何改變也無(wú)法確定,則電荷加速度可能越來(lái)越小,也可能越來(lái)越大,故B正確,ACD錯(cuò)誤。4.答案：C解析：對(duì)兩小球整體分析，如圖所示，依據(jù)平衡條件可知，即,而由題中條件無(wú)法比較兩小球的質(zhì)量大小，故C正確，ABD錯(cuò)誤。5.答案：C解析：驗(yàn)電器原來(lái)帶正電，金屬箔片的張角減小，說(shuō)明金屬絲上的電子移到了驗(yàn)電器的金屬箔片上。當(dāng)導(dǎo)體帶負(fù)電時(shí)可以發(fā)生這種現(xiàn)象.當(dāng)導(dǎo)體不帶電時(shí)，驗(yàn)電器上的正電荷可以吸引導(dǎo)體上的電子而引起電荷的重新分布，也可以發(fā)生這種現(xiàn)象，C正確，ABD錯(cuò)誤。6.答案：B解析：由“r略大于兩球半徑之和”可知，兩帶電球不能看做點(diǎn)電荷，因而只能利用庫(kù)侖定律的表達(dá)式定性探討，不能定量計(jì)算。由異種電荷相互吸引，可知電荷中心距離小于r，故,B正確，AC錯(cuò)誤；r越小，兩帶電球自身的大小越不行忽視，F(xiàn)越不接近于,D錯(cuò)誤。7.答案：A解析：三個(gè)金屬小球相同，設(shè)球1所帶電荷量大小為q，當(dāng)球3先與球2接觸后，球2與球3所帶電荷量大小均為；球3再與球1接觸后，兩球所帶電荷量大小均為。由于此時(shí)球1、2之間作用力的大小仍為F，依據(jù)庫(kù)侖定律分析可知兩球所帶電荷量大小的乘積不變，即有，解得,正確答案為A。8.答案：C解析：據(jù)題中給的電場(chǎng)線分布圖可知a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向均斜向左上方,與點(diǎn)電荷連線不平行，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電場(chǎng)線越稀疏的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越弱，故c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比a點(diǎn)的小，選項(xiàng)C正確；摸索電荷在a點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于其在c點(diǎn)受到的的電場(chǎng)力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.答案：C解析：該導(dǎo)體環(huán)可認(rèn)為是從封閉導(dǎo)體環(huán)上取下寬為的一小段后的部分，對(duì)寬為的一小段導(dǎo)體分析，由于遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R，因此可視為點(diǎn)電荷，其在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，又因?yàn)閷挒榈囊恍《螌?dǎo)體帶負(fù)電荷，故場(chǎng)強(qiáng)方向由O指向A。依據(jù)對(duì)稱性知，封閉的導(dǎo)體環(huán)在圓心O產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為0，所以寬為的一小段導(dǎo)體在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與該導(dǎo)體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等.方向相反，則導(dǎo)體環(huán)在圓心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向由A指向O，C正確。10.答案：C解析：設(shè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，依據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)小球由靜止到擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)的最高位置的過(guò)程，有，解得，A錯(cuò)誤。將電場(chǎng)力與重力合成，有合力方向與豎直方向成30°角斜向右下，將合力等效成—個(gè)合場(chǎng)力，找出等效最低點(diǎn)O’，處于O’點(diǎn)的小球受力分析，如圖所示。由幾何關(guān)系得°。依據(jù)動(dòng)能定理探討小球由靜止到O’點(diǎn)的過(guò)程，有,解得，小球在O’點(diǎn)時(shí)受到的拉力最大，設(shè)為，依據(jù)牛頓其次定律得，解得，B錯(cuò)誤，C正確。小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度小于搖擺過(guò)程中的最大速度,D錯(cuò)誤。11.答案：BC解析：若空間增加豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且場(chǎng)強(qiáng)大小則小球的加速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍。由公式得，可知當(dāng)小球的加速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的，由公式，可知小球運(yùn)動(dòng)的水平位移變?yōu)樵瓉?lái)的，故AD錯(cuò)誤，B正確,設(shè)小球的初動(dòng)能為，未加電場(chǎng)時(shí)，由動(dòng)能定理可知,加電場(chǎng)后，由動(dòng)能定理可知，由以上兩式可知，加電場(chǎng)后小球落地時(shí)動(dòng)能小于,故C正確。12.答案：BD解析：對(duì)c小球受力分析可得,小球必需帶同種電荷,c小球才能保持平衡;對(duì)b小球受力分析可得,小球帶異種電荷b小球才能保持平衡,故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。.對(duì)c小球受力分析,將力正交分解后可得,又,解得,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤,D選項(xiàng)正確.13.答案：AC解析：起先時(shí)小球Q受力如圖中實(shí)線所示，假設(shè)小球戶P發(fā)生移動(dòng)時(shí)小球Q未發(fā)生移動(dòng)，則由于小球P向左移動(dòng)一小段距離P、Q間距離增大，依據(jù)庫(kù)倉(cāng)定律可得P、Q間作用力減小，則小球Q有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，可得兩球再次達(dá)到平衡時(shí)，小球Q向下移動(dòng)一小段距離，小球P對(duì)小球Q的作用力的方向與BO桿間的夾角增大，而小球Q的重力不變，則BO桿對(duì)小球Q的彈力增大，兩小球之間的庫(kù)侖力增大，P、Q間的距離減小，A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)小球P受力分析可得AO桿對(duì)小球P的摩擦力增大，C正確；將P、Q看成一個(gè)整體進(jìn)行受力分析，可得AO桿對(duì)小球P的彈力不變，D錯(cuò)誤。14.答案：ACD解析：兩球相互排斥，肯定帶同種電荷，D正確;對(duì)左側(cè)小球受力分析，受重力、拉力F和靜電斥力F，如圖所示，依據(jù)平衡條件，有，可得,再對(duì)右側(cè)小球受力分析，同理可得，又，,所以,A正確；依據(jù)庫(kù)侖定律的表達(dá)式無(wú)法推斷兩球帶電荷量的大小關(guān)系，B錯(cuò)誤；依據(jù),,其中，，可得，C正確。15.答