2023人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版考点专题训练.pdf
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1、1 20232023 人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版考点专题人教版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版考点专题训练训练 单选题 1、用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱。如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则()AA、D两点场强大小相等,方向相反,电势不相等 BE、O、F三点比较,O点场强最弱,但电势相同 CB、C两点场强大小和方向都相同 DB、O、C三点比较,O点场强最强 答案:C A根据对称性可知,A、D两点的电场线疏密程度相同,则
2、A、D两点的电场强度大小相等,由甲图可看出A、D两点的场强的方向相同,故 A 错误;B由甲图可以看出E、O、F三点中,O点处的电场线最密,所以O点处的场强最强,故 B 错误;C根据对称性可知,B、C两处的电场线疏密程度相同,则B、C两处的电场强度相等,由甲图可看出B、C两处的电场的方向相同,故 C 正确;2 D由甲图可以看出B、O、C三点中,O点处的电场线最疏,O点场强最弱,故 D 错误。故选 C。2、两个半径均为R的金属球所带电荷量分别为Q1和Q2,当两球球心距离为 3R时,相互作用的库仑力大小为()AF=k12(3)2BFk12(3)2CF 电子沿圆弧从经到,电势能一直增大,C 正确,D
3、错误。故选 C。6、如图所示,在三角形的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边向上,那么()5 A两点电荷都带正电 B两点电荷都带负电 CA点的点电荷带正电,C点的点电荷带负电 DA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。7、如图甲所示,在无限大的空间内,边长为2的正方形四个顶点分别固定着电荷量相等的正电荷,
4、O点为正方形的几何中心,以O为原点,沿中垂线指向无穷远建立x轴,设无穷远处电势为零,通过电势传感器测出中垂线上各点电势随距离x的变化图像如图乙所示。、四个点为两条中垂线上距中心O点等距离的点,有电子、氕核、氘核、氚核四个带电粒子,分别从、四个点由静止释放,不计粒子的重力,以下说法正确的是()6 A每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有两处 B每条中垂线上电场强度相同的点有两处 C若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处,其速度大小关系为氕 氘 氚 D电子、氕、氘、氚可能围绕中心O做往复运动 答案:C A根据电场强度矢量合成法则和对称性原理,原点O的电场强度为零,在 图像中电势最高点处电场强
5、度为零,故每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有三处,故 A 错误;B每条中垂线上电场强度为零的点有三处,则电场强度从原点O向两侧先逐渐增大再减小到零,反向后再增大后再减小到零,由于场强相等时,大小相等方向一致,则每条中垂线上电场强度相同的点可能有两处、三处或四处,故 B 错误;C若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处,电场力做功相同,由动能定理有 =122 由于三个粒子质量不同,有 氕 氘 氘 氚 7 故 C 正确;D由于释放位置关系,氕、氘、氚可以围绕原点O做往复运动,但电子将在a点左侧做往复运动,不可能围绕O点做往复运动,故 D 错误。故选 C。8、有一接地的导体球壳,如图所示,球
6、心处放一点电荷q,达到静电平衡时,则()A点电荷q的电荷量变化时,球壳外电场随之改变 B点电荷q在球壳外产生的电场强度为零 C球壳内空腔中各点的电场强度都为零 D点电荷q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零 答案:D A由于球壳接地,在静电平衡后,球壳与大地是等势体,所以球壳外的电场为 0,不随q的变化发生变化,A错误;B平衡状态后,q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零,q单独在球壳外产生的电场强度不为零,B 错误;CD金属球壳外表面接地,所以球壳外表面不带电,内表面带与q相反电性的电荷,当到达静电平衡状态后,q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零,故 C 错误,D 正确。故选 D。9、如图
7、所示,真空中固定两个等量异种点电荷A、B,其连线中点为O。在A、B所形成的电场中,以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB,以O为几何中心、边长为 2R的正方形abcd平面垂直圆面且与AB共面,两平面边线交点分别为e、f,g为圆面边缘上一点。下列说法中错误的是()8 Ae、f、g 三点电势均相同 Be、f、g 三点电场强度均相同 C将一正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力一定先增大后减小 D若给某一正电荷一个合适的初速度,此电荷可以绕图示圆周做圆周运动 答案:D A整个圆面为等势面,因此e、f、g 三点电势均相同,A 正确;B等势面与电场线垂直,可知e、f、g 三点场强的方
8、向相同;由于三点到A、B的距离完全相同,根据对称性,可知场强的大小也相同,B 正确;C在AB连线中垂线上,O点的场强最大,从O点向外逐渐减小,因此正试探电荷沿线段eOf从e移动到f过程中试探电荷受到的电场力先增大后减小,C 正确;D若正电荷在该圆周上,所受电场力与该平面垂直,不会指向圆心,不可能提供向心力,因此只在电场力的作用下,不可能绕图示圆周做圆周运动,D 错误。故错误的选 D。10、下列说法中正确的是()A汤姆孙精确地测出了电子电荷量e=1.60210-19 C B电子电荷量的精确值是卢瑟福测出的 C物体所带电荷量可以是任意值 D物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 9 答案:D AB密立
9、根通过油滴实验测出了电子电荷量e=1.60210-19 C,故 AB 错误;CD物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍,故 C 错误,D 正确。故选 D。11、如图所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z0 的空间,z0 的空间为真空。将电荷为+q的点电荷置于z轴上zh处,则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上=3处的场强大小为(k为静电力常量)()Ak42Bk45162Ck3292Dk4092 答案:B 在z轴上3处,合场强为零,该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和
10、;q在3处产生的场强为 E1k(43)2=9162 由于导体远端离3处很远,影响可以忽略不计,故导体在3处产生场强近似等于近端在3处产生的场强;3处合场强为 0,故导体在3处产生场强大小 E2E1=9162 方向向上。根据对称性,导体近端在3处产生的场强也为E2=9162,方向向下。电荷q在3处产生的场强为 10 E3k(23)2=942 方向向下。故在3处的合场强为 EE2+E3=9162+942=45162 方向向下。B 正确。故选 B。12、如图所示为等量同种电荷的电场线分布规律,则A、B两点的场强关系为()AEAEBCEA=EBD无法判断 答案:A 电场线的疏密反映电场强度的大小,由于
11、A处电场线比B处的电场线稀疏,所以 EAEB 故选 A。13、如图所示,A、C为带异种电荷的带电小球,B、C为带同种电荷的带电小球。A、B被固定在绝缘竖直杆上,=338时C球静止于粗糙的绝缘水平天花板上。已知=3,下列说法正确的是()11 AC处的摩擦力不为零 B杆对B的弹力为零 C缓慢将C处点电荷向右移动,则其无法保持静止 D缓慢将C处点电荷向左移动,则其一定会掉下来 答案:C 对C进行受力分析,A对有C吸引力,B对有C排斥力,及其重力,与水平天花板对C可能有竖直向下压力,如图所示 由平衡条件,结合矢量的合成法则,弱不受摩擦力得=cos 由几何知识可得 cos=32 依据库仑定律有 2=32
12、2=338=338时恰好处于平衡状态;AC球静止没有运动趋势,C处的摩擦力为零,故 A 错误;C缓慢将C处点电荷向右移动,平衡状态被打破,其无法保持静止,故 C 正确;12 D缓慢将C处点电荷向左移动,FBC变大,其竖直向上的分量变大,C球一定不会掉下来,故 D 错误;BB 球如果不受杆的力,则 C 球给 B 球的排斥力有水平方向的分量无法平衡,因此杆一定有力,故 B 错误。故选 C。14、如图所示的各电场中,A、B两点电场强度相同的图是()AB CD 答案:C AA、B是同一圆上的两点,场强大小相等,但方向不同,则电场强度不同,故 A 错误;BA、B场强大小不等,但方向也不同,则电场强度不同
13、,故 B 错误;CA、B是匀强电场中的两点,电场强度相同,故 C 正确;D电场线的疏密表示场强的大小,所以A、B场强不等,故 D 错误。故选 C。分析:电场强度是矢量,只有两点的场强大小和方向都相同时,电场强度才相同,根据这个条件进行判断。15、如图所示,在竖直面内A点固定有一带电的小球,可视为点电荷。在带电小球形成的电场中,有一带电量为q的液滴(可视为质点)在水平面内绕O点做周期为T的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,下列说法正确的是()13 A液滴与小球带同种电荷 B液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量相同 CO、A之间的距离为242 D若已知液滴的质量,则可以求出圆周运动的半径 答案
14、:C A液滴与小球之间的库仑力一定为引力,所以液滴与小球带异种电荷,故 A 错误;B液滴运动过程中相同时间内所受电场力的冲量大小相同但方向不同,故 B 错误;C设O、A间距离为h,液滴的运动半径为R,液滴与小球连线与竖直方向的夹角为,则根据力的分解与牛顿第二定律有 tan=422 根据几何关系可知 tan=联立以上两式可得 =242 故 C 正确;D若要求出圆周运动的半径,必须已知 或者通过所的其他给条件求得,否则在已知液滴的质量的情况下无法求出圆周运动的半径,故 D 错误。14 故选 C。多选题 16、关于库仑定律,下列说法中正确的是()A库仑定律适用于真空中静止的点电荷 B根据=122知,
15、当两电荷的距离趋近于零时,静电力将趋向无穷大 C若点电荷1的电量大于2的电量,则1对2的静电力大于2对1的静电力 D库仑定律和万有引力定律的表达式很相似,它们都是与距离平方成反比例的定律 答案:AD A库仑定律的适用条件为真空中静止的点电荷,故 A 正确;B根据=122知,当两电荷的距离趋近于零时,两电荷不能看作点电荷,库仑定律不适用,故 B 错误;C若点电荷1的电量大于2的电量,根据牛顿第三定律可知1对2的静电力等于2对1的静电力,故 C 错误;D库仑定律=122和万有引力定律=122的表达式很相似,它们都是与距离平方成反比例的定律,故 D正确。故选 AD。17、下列说法中正确的是()A点电
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