通用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解题技巧总结.pdf

1 通用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解题技巧总结通用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解题技巧总结 单选题 1、两个可看成点电荷的物体，所带的电荷量分别为2和，两者在空间的电场线分布如图所示，以为圆心做圆，、两点为圆和两电荷连线的交点，过的中心做两电荷连线的垂线，、两点为垂线和圆的交点，以无穷远为电势零点，点电荷在空间某点与电荷距离为处产生的电势为=，以下说法正确的是（）A点的场强小于点的场强 B点的场强小于点的场强 C电子沿圆弧从点经点到点，电势能一直增大 D电子沿圆弧从点经点到点，电势能先减小后增大 答案：C A两点荷在点产生的场强方向相同，在点产生的方向相反，在圆上产生的场强大小相同，2在点产生的场强大于在点产生的场强，根据矢量叠加，的场强大于点的场强，A 错误；B同时2在点产生的场强大于在点产生的场强，且两电荷在点产生的夹角大于零，的场强大于点的场强，B 错误；CD 电势是标量，根据公式 2 =在圆上产生的电势相等，且为负值，从经到，2产生的电势越来越小，且为正值。则 电子沿圆弧从经到，电势能一直增大，C 正确，D 错误。故选 C。2、静电除尘装置如图所示，它由金属管 A 和管中金属丝 B 组成，A 接高压电源的负极，B 接高压电源的正极，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是（）A煤粉等烟尘在靠近 B 时被电离成正、负离子 B因为金属外壳接地，所以 B 的电势比 A 的电势高 C煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 B 上 D煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 A 上，最后由于重力的作用掉落在装置底部 答案：B A由题意可知靠近 B 的空气被电离，煤粉等烟尘吸附正离子后带正电，A 错误；BA 接高压电源的负极，B 接高压电源的正极，所以 B 的电势比 A 的电势高，B 正确；C因为 A 接高压电源的负极，煤粉等烟尘吸附正离子后被吸在 A 上，C 错误；D煤粉等烟尘吸附正离子后被吸在 A 上，最后由于重力的作用掉落在装置底部，D 错误。故选 B。3 3、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，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（）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 4 由于三个粒子质量不同，有 氕 氘 氘 氚 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。4、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，q5 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。5、在真空中一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为 0.3m 和0.6m（如图甲）。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同，其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是（）AA点的电场强度大小为 2.5N/C BB点的电场强度大小为 40N/C C点电荷Q是负电荷 D点电荷Q是正电荷 答案：D A根据 =结合图像中图线的斜率，可得=40.1N C=40N C 故 A 错误；B同理=10.4N C=2.5N C 6 故 B 错误；CD根据正电荷的受力方向与场强方向一致，可知点电荷电场中A、B点的场强方向沿x轴正方向，即点电荷Q是正电荷。故 C 错误；D 正确。故选 D。6、如图所示，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（）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。7 故错误的选 D。7、随着人们生活水平的提高，各种家用电器逐渐走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列不可行的是（）A室内要勤拖地、勤洒些水 B要勤洗澡、勤换衣服 C选择柔软、光滑的化纤类衣物 D尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具 答案：C A室内勤拖地、勤洒些水，可以把室内的静电导入到地下而防止静电，故 A 正确，不符合题意；B要勤洗澡、勤换衣服，可以把人体因为摩擦产生的静电导入到地下而防止静电，故 B 正确，不符合题意；C柔软、光滑的化纤类衣物摩擦时容易产生静电，而且静电不容易导走，故 C 错误，符合题意；D化纤地毯和塑料容易在摩擦中产生静电，而且静电不容易导走，所以尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具，故 D 正确，不符合题意。故选 C。8、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）（）8 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；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 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。9、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（）9 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A处电场线比B处的电场线稀疏，所以 EA 所以加电场的瞬间，B 对 C 的摩擦力变大，故 B 正确；C加电场之前，对 C 分析可知 sincos 加电场的瞬间，同理可知一定满足(+)sin(+)cos 所以此时 C 不可能相对 B 滑动，故 C 错误；22 D加电场的瞬间，对 C 在垂直斜面方向根据牛顿第二定律有(+)cos-N=cos 解得 N=738 故 D 正确。故选 BD。23、如图所示，在两个对接的固定绝缘光滑斜面上放置了电荷量大小均为q的两个小球 A 和 B（均看成质点），两个斜面的倾角分别是 30和 45，小球 A 和 B 的质量分别是1和2若平衡时，两小球均静止在离斜面底端高度为h的同一水平线上，斜面对两个小球的弹力大小分别是N1和N2，静电力常量为k，下列说法正确的是（）A=(3+1)2 B 12=33 CN1N2=2 D若同时移动两球在斜面上的位置，只要保证两球在同一水平线上，则两球仍能平衡 答案：AC BCA 处于静止状态，设 A 受到的库仑力为F，由平衡条件可得 tan30=1 N1=sin30 同理可得，对B满足 23 tan45=2 N2=sin45 联立可得 12=3 N1N2=2 故 B 错误，C 正确；A两小球间距为 =tan30+tan45=(3+1)由库仑定律可得 =22 联立解得 =(3+1)2 故 A 正确；D若同时移动两球在斜面上的位置，由于距离变化导致库仑力变化，不再满足原来的平衡关系，故两球不能处于平衡状态，故 D 错误。故选 AC。24、图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，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，若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）24 A带电粒子所带电荷的符号 B带电粒子在a，b两点的速度何处较大 C带电粒子在a，b两点的受力方向 D带电粒子在a，b两点的运动是方向为a运动到b 答案：BC AC带电粒子所受电场力方向沿电场线指向轨迹内侧，由于不确定电场线方向，无法判断粒子电性，故 A 错误，C 正确；BD运动是可逆的，无法确定粒子的运动方向，若从a到b粒子做减速运动，若从b到a粒子做加速运动，因此a点速度大于b点速度，故 B 正确，D 错误。故选 BC。25、如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线，从C点到D点的虚线为不计重力的带电粒子运动轨迹，下列说法正确的是（）AA 电荷的电荷量大于 B 电荷的电荷量 B电场中各点的场强方向就是正电荷所受电场力方向 C图中没有电场线的空白区域没有电场 D不计重力的带电粒子带负电 答案：AB 25 A据电场线的疏密程度可知，A 电荷的电荷量大于 B 电荷的电荷量，故 A 正确；B电场中正电荷受到的电场力方向与该点的电场方向相同，故 B 正确；C电场线是假想的，其疏密表示电场强度的大小，图中没有电场线的空白区域也有电场，故 C 错误；D带电粒子仅在电场力作用下从C点运动到D点的轨迹，所受电场力指向弯曲一侧，且电场力方向与电场方向在同一直线上，可知带电粒子受到的电场力方向与电场方向相同，可知粒子带正电，故 D 错误。故选 AB。填空题 26、理解库仑定律应注意的问题（1）库仑定律的适用条件。公式=122仅适用于_中（空气中近似成立）的两个_间的相互作用。如果其它条件不变，两点电荷在介质中，其作用力将比它们在真空中的作用力小；（2）应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即用公式计算库仑力的大小，不必将表示两个带电体的带电性质的正负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入，再根据同种电荷相互排斥、异各电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免不必要的麻烦和可能出现的错误；（3）库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比_强得多；（4）库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多_组成的。只要知道了带电体的电荷分布情况，根据库仑定律和_，就可以求出何意带电体间的静电力的大小和方向。答案：真空 点电荷 万有引力 点电荷 万有引力定律（1）12库仑定律的适用条件。公式=122仅适用于真空中（空气中近似成立）的两个点电荷间的相互作用。（3）3库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比万有引力强得多。26 （4）45库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多点电荷组成的。只要知道了带电体的电荷分布情况，根据库仑定律和万有引力定律，就可以求出何意带电体间的静电力的大小和方向。27、静止电荷周围存在一种特殊的物质，这种物质叫_。为检验这种物质是否存在，可采用的方法是_。答案：静电场 在其中放入一检验电荷由静止释放，观察其运动状态是否发生变化（也可写在其中放入一检验电荷后观察其是否受到力的作用，或者是否具有向外界做功的本领等）1静止电荷周围存在一种特殊的物质，这种物质叫静电场。2为检验这种物质是否存在，可采用的方法是在其中放入一检验电荷由静止释放，观察其运动状态是否发生变化（也可写在其中放入一检验电荷后观察其是否受到力的作用，或者是否具有向外界做功的本领等）。28、使物体带电方法有：_起电、_起电、感应起电。答案：摩擦 接触 12使物体带电方法有：摩擦起电、接触起电、感应起电。29、如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长为L，若将两点电荷分别固定在水平方向上的A、B点，A点电荷的电荷量为+，B点电荷的电荷量为。已知静电力常量k，则C点的电场强度的大小为_，方向_（填水平向右或水平向左）。答案：2 水平向右 如图所示 27 根据点电荷电场强度的公式有=2，=2 则有 =2 方向水平向右 30、如图所示为圆桶形状的静电除尘装置的示意图，A 为连接电源正极的圆桶内壁，B 为连接电源负极的金属导线。在强电场_（填写“A 附近”或“B 附近”）空气分子被电离为正离子和电子，_（填写“正离子”或“电子”）奔向正极 A 的运动过程中遇到尘粒，使尘粒带负电被吸附到正极，最后尘粒在该装置的_（填写“底部”或“顶部”）收集到。请至少再举 2 个静电利用的例子_、_。答案：B 附近 电子 底部 静电复印 静电喷漆 12B 附近的空气分子被电离成正离子和电子，正离子被吸附到 B 上，电子向 A 极运动的过程中，遇到尘粒，使尘粒带负电；28 3尘粒被吸附到正极 A 上，最后在重力的作用下落入底部的漏斗中；45静电喷漆、静电复印都是利用静电。