高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课后习题

第九章 静电场及其应用 1.电荷 1.在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电一下。这是为什么？ 2.在图9.1-3所示的实验中，导体分开后，A带上了－1.0×10-8C的电荷。实验过程中，是电子由A转移到B还是由B转移到A？A、B得到或失去的电子数各是多少？ 3.如图9.1-5，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。 （1）请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。 （2）请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。 4.关于电荷，小明有以下认识： A.电荷量很小的电荷就是元电荷； B.物体所带的电荷量可以是任意的。 你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。 2.库仑定律 例题1.在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。 例题2.真空中有三个带正电的点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电荷量都是2.0×10-6C，求它们各自所受的静电力。 1.有三个完全相同的金属球，球A带的电荷量为q，球B和球C均不带电。现要使球B带的电荷量为，应该怎么操作？ 2.半径为r的两个金属球，其球心相距3r，现使两球带上等量的同种电荷Q，两球之间的静电力吗？说明道理。 3.真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷），分别固定在两处，两球之间的静电力为F。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B之间的静电力变为多少？若再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力又为多少？ 4.在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的同种点电荷。如果保持它们的位置不变，每个电荷受到其他三个电荷的静电力的合力是多少？ 5.两个分别用长13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同小球（可看作质点），带有同种等量电荷。由于静电力F的作用，它们之间的距离为10cm（图9.2-3）。已测得每个小球的质量是0.6g，求它们所带的电荷量。g取10m/s2。 3.电场电场强度 1.关于电场强度，小明有以下认识： A.若在电场中的P点不放试探电荷，则P点的电场强度为0； B.点电荷的电场强度公式表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r的二次方成反比，在r减半的位置上，电场强度变为原来的4倍； C.电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍； D.匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同。 你认为他的看法正确吗？请简述你的理由。 2.把试探电荷q放到电场中的A点，测得它所受的静电力为F；再把它放到B点，测得它所受的静电力为nF。A点和B点的电场强度之比是多少？再把另一个电荷量为nq的试探电荷3.场是物理学中的重要概念，除了电场和磁场，还有重力场。地球附近的物体就处在地球产生的重力场中。仿照电场强度的定义，你认为应该怎样定义重力场强度的大小和方向？ 4.有同学说，电场线一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。这种说法对吗？试举例说明。 5.某一区域的电场线分布如图9.3-11所示。A、B、C是电场中的三个点。 （1）哪一点的电场强度最强？哪一点的电场强度最弱？ （2）画出各点电场强度的方向。 （3）把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。 6.用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球，小球质量为1.0×10-3kg，所带电荷量为2.0×10-8C。现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为30°（图9.3-12）。 求匀强电场的电场强度。 7.如图9.3-13，真空中有两个点电荷，Q1为4.0×10-8C、Q2为－1.0×10-8C，分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。 （1）x轴上哪个位置的电场强度为0？ （2）x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的正方向的？ 4.静电的防止与利用 1.静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。例如：印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。要采取措施防止以上事例中静电的影响，你会怎么做？ 2.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图9.4-10，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑