课时作业(5) 培优课二 静电力的性质-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

5.C解析将A点的点电荷看作电荷量为q的正，点电荷和电 与G两点电场强度大小相等，方向相同，故与匀强电场叠加 荷量为3g的负点电荷组合，圆孤上5等分点上的5个电荷 后B点和G,点电场强度大小相等，方向相同，选项C正确： 量相等的点电荷在圆心O处形成的电场强度之和为0，电荷 点电荷在H与F两，点电场强度大小相等，方向不相同，则 量为3g的点电荷在國心O处形成的电场强度为E=k9, 与匀强电扬叠加后电场强度不相同，选项D错误 Q2, 选项C正确. 6.D解析根据电场强度的叠加可知两个正，点电荷在B,点的 合电场强度为E=2×智×s血30-g,沿着DB方向，在 a D点放了某个未知，点电荷Q后，恰好B点的电场强度等于 0,可知位置点电荷为负电荷，有B-E一9，可得Q 13.解析(1)B球水平方向所受合力为零，则B球一定带负电， 一q,选项A、B错误：两个正点电荷在O点的合场强为零，则 O点的电场强度的大小E kg 物，选项C错误，D 设B球的电荷量为qB,故9BE=k瞿， 2 解释E-6号=9X10×3019NC=3X10N/C 正确. (2)两球及细线最后位置如图所示，根据受力分析及共，点力 7,CD解析正电荷受到的电场力与电场方向相同，负电荷受 平衡条件可得Fr=2mg=2×0.12×10N=2.4N, 到的电场力与电场方向相反，则电扬线的方向，不一定是电 荷受力的方向，选项A错误：如果电场线不是直线，正电荷 只在电场力作用下不沿电场线运动，选项B错误：电场线越 密的地方，电场强度越大，同一电荷在此处所受电场力越大， 选项C正确；电场线是不闭合的，选项D正确. 8.C解析电场线是假想的，不是真实存在的，选项A错误：题 图甲中，没有头发屑的地方同样也有电场存在，选项B错误； 题图乙中A点的电扬线较B,点密集，可知A点的电场强度 .J mg 大于B,点的电场强度，选项C正确：因A、B之间的电场线为 则tam0=gE=-3X10×3X10=3 曲线，根据物体做曲线运动的条件可知，在题图乙电场中由 mg 0.12×10 A,点静止释放的质子不可能沿电场线运动到B点，选项D 解得0=37° 错误， 答案(1)3×105N/C(2)2.4N37 9.AD解析在直线电场线上，箭头所指的方向就是电场强度 课时作业（五） 的方向，所以a、b两点的电场强度方向相同，不知道a、b附 近电场线的分布情况，E、E的大小不能确定，选项A、D 1.B解析均匀带电的球壳内部各点电场强度都为0，挖出的 正确， 10.D解析当负点电荷在H,点时，F,点处电场强度恰好为零， 足够小事分可视为点电荷，在0点的电场强度E=祭，方 根据E=k号可得负点电荷在F点产生的电场强度大小为 向活A0方向，故剩余部分在0点的电场强度E=EA-餐， E=k是，方向水平向左，故两个正点电荷在F点产生的合 方向沿OA方向，挖出的部分移到B后在O点的电场强度 E一品，方向活A0方向，此时0点的合电场堡大大小 电场强度大小为k是，方向水平向右：负点电背移到O点， 为E-是-条-器，方向沿0到B,选项B正确 在F点产生的电场强度大小为E一织方向水平向左， 2D匠罚导体平面上感应电荷在2=一合处激发的场强大 所以F点的合电场强度大小为学-是-2方向水甲 小为 kg 一架，方向沿：轴正方向，导体平面上格应电 向左，选项D正确，A、B、C错误. 1山，D解析电场线的疏密表示电场强度的相对大小，根据题 图可知，P点电场强度大小等于Q点电场强度大小，但是两 荷在2=令处激发的场强大小为架，方向活之轴负方向，而 点电场强度的方向不同，则电场强度不相同，选项A错误： 同理，M点的电场线较N,点密集，可知M,点的电场强度大 点电荷q在=合处激发的场强大小为织 方向 于N点的电场强度，选项B错误：根据电场线的方向可知， 2 右边的小球带负电，但是带电荷量小于左边的小球的带电 沿之轴负方向，所以x轴上= 荷量，选项C错误：依据E=号及电场强度叠加原则，则 合处的电场强度大小为祭+ 两点电荷连线的中点处的电场强度为E。=9十长马 架=祭，选项D正确 3.B解析轨迹从b到a向上弯曲，电场力方向水平向左，电场 3k号，选项D正确. 线方向向右，故粒子一定带负电，选项B错误，A、C正确：由 于粒子受到的电场力F=gE,是恒力，故粒子一定做匀变速 12.BC解析由等量异种电荷电场分布情况可知，关于二者连 运动，选项D正确. 线中点对称的两，点电场强度大小相等，方向相同，题目中各 4.B解析粒子向电场线稀疏的地区运动，场强减小，加速度 ,点的电场是由，点电荷形成的电场与匀强电场叠加而成的， 减小，选项A错误；粒子向电场线密集的地区运动，场强增 叠加时遵循平行四边形定则，因为A、F两，点关于O点对 大，加速度增大，选项B正确；匀强电场中场强不变，故加速 称，所以两点电荷在A、F的电场强度大小相等，方向相同， 度不变，选项C错误：根据电场线的分布可知，加速度先增大 故与匀强电场叠加后A点和F点电场强度大小相等，方向 再减小，选项D错误. 相同，选项A错误；因为I、D两点关于O点对称，所以两点 5.D解析电场方向拾使小球受到的静电力最小，即E的方向 电荷在I与D两点电场强度大小相等，方向相同，故与匀强 与细线垂直，对小球进行受力分析可得mgsin30°=gE,则 电场叠加后【点和D点电场强度大小相等，方向相同，选项 B正确：因为B、G两点关于O点对称，所以两点电荷在B 9=器选项D正确。 ·238· 6.AB解析带电粒子从a到b,速度由零增加，最后又变为零， 是将验电器A和B连成了一个导体，A在外面故带电；选项 说明粒子有加速过程和减速过程，其所受静电力方向只能是 D是感应起电，选项B、C、D正确. 向上的，所以电场线方向向上，选项A,B正确：粒子在a点 3.AD解标避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，选 有mg>gE。,在b点有mg<gE,故E.<E6,选项C错误：若 项D正确；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知 是负点电荷产生的电场，则E>E,不合题意，选项D错误 底端带负电的云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，选项 7.BC解析所谓通草球是指轻质小球，不考虑重力，通草球质 A正确，B错误；由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖 检的位置变化仅由它们之间的静电力所决定，由带电体能够 端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，选项C 吸引轻小物体及电荷之间的相互作用规律可知，选项B、C 错误. 正确， 4.A解析根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知，A金 8.解析(1)根据静电力的计算公式可得静电力 属柱尖端电荷密集，容易发生尖端放电现象，选项A正确. F=gE-1.0×10-6×3.0×103N=3.0×10-3N. 5.D解析因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电 (2)小球受力情况如图所示 荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，B的内表 根搭平衡条件得mg一二) 面带负电，选项D正确，B、C错误；B的空腔内有带正电的小 球A产生的电场和金属壳内表面感应电椅产生的电场，所以 所以m gE3×10-3 gan00×0.7万kg=4.0×104kg, 空腔内电场强度不为零，选项A错误. 6.AC解析静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场 (3)电场撇去后小球运动过程中机械能守恒， 的作用下被吸附到工件上，而达到喷涂的目的，选项A正 则mg11-os37=2md, 确；由题图知，待喷漆工件带正电，所以涂料微粒应带负电， 选项C正确 解得v=2.0m/s. 7,D解析由于集尘极与电源的正极连接，尘埃在静电力作用 下向集尘极迁移并沉积，说明到达集尘极的尘埃带负电，选 项A错误：电场方向由集尘极指向放电极，选项B错误：尘 埃带负电荷，在电场中受静电力的方向与电场方向相反，选 项C错误；据F=qE可知，同一位置带电荷量越多的尘埃 所受静电力越大，选项D正确。 8.A解析图甲中验电器的金属杆上端做成球形，是防止出现 g 尖端放电现象，选项A正确；图乙中燃气灶，点火器的放电电 答案(1)3.0×10-3N(2)4.0×104kg(3)2.0m/s 极做成了针形，是利用尖端放电现原，选项B错误；图丙中话 9.胫折(1)由B小球平衡得an60°=Eg 简线外包的金属外衣利用了静电屏蔽，致使电话线不受外界 千扰，选项C错误；图丁中高压输电线上方两条导线与大地 相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免 解得E=3系Q 遭雷击，是用来保护高压线，选项D错误. r2 9.A解析进雷针避雷是中和云层中的异种电荷，及时消除云 (2)由平衡条件可知当B小球受匀强电场的电场力水平向右 层与地面的电势差，属于静电的防止，选项A正确；家用电 时，匀强电场场强最小，此时场强水平向左， 器如洗衣机、电脑等外壳接有地线是利用地线将外壳所带的 sin 60-Eag. 电导入地下，与静电的防止无关，选项B错误；使用电器时不 能超过其电压或电流的额定值，是为了避免电流过大烧坏电 cos 60'-mg. 器，与静电的防止无关，选项C错误；手机带有天线是为了更 好地接受或发射信号，与静电的防止无关，选项D错误. 解得E=9 kQg 10.A解析导体处于静电平衡状态时，在导体内部任意一点， 2,2 ,m= 2gr 感应电荷产生的附加电场与外部电场的大小相等，方向相 答系(1)39 r2 2 、kQ✉ 反，此时导体的内部场强处处为0，选项A正确：导体处于 2gr 静电平衡状态时，电荷只分布在导体的外表面，且整个导体 10.解析(1)对小球B受力分析，如图所示，开始运动时小球B 是一个等势体，选项B错误；当带电云层靠近建筑物时，由 受重力、库仑力、杆的弹力和静电力，沿杆方向运动，由牛顿 于越尖的地方的电扬强度越强，避雷针上产生的感应电荷 第二定律得mgsin0-9-qEcos0=ma,代入数据解得 会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遵雷 L 击，其原理为尖端放电，选项C错误；超高压带电作业的工 a=3.2m/s. 人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种工作 服叫屏藏服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体 外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受 高压电场及电磁波的危害，其原理是静电屏蔽，选项D 错误. 00 11解析将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋 在地下的金属板连接，就构成为避雷针；当带电的雷雨云接 (2)小球B的速度最大时所受合力为零， 近建筑物时，由于静电感应，金属棒带上与云层电性相反的 即mgsin0--qEcos0=0,代入数据解得r=0.9m 电荷，通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气 r 中的电荷，达到避免雷击的目的 答案(1)3.2m/s2(2)0.9m 答案避雷针尖端放电 课时作业（六） 课时作业（七） 1.A解析导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处处 1.C解析电场力做功只与始、末位置有关，与路径无关，A、B 为0，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在 两点固定，无论怎样移动，都有W1=W2=W3,选项C正确 此处产生的电场场强大小相等，方向相反，选项A正确，B、 2.A解析电场力做正功，电势能减少，故电荷的电势能减少 C、D错误. 了5×106J,选项A正确；根据动能定理可知，电荷的动能 2.BCD解析选项A中取电棒先和B的内壁接触后，由于B 增加了5×10‘J,选项B错误：零电势不确定，故不能确定 的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开； 电荷在B处的电势能，选项C错误：因为在A处的动能不确 选项B中可以使C球带电，从而使A带电；选项C中实际上 定，不能确定电荷在B处的动能，选项D错误， ·239课时作业（五） 培优课二静电力的性质 答案精解Ps (建议用时：40分钟) [基础题组练] 题组一电场强度的叠加计算 L.如图所示，半径为R的绝缘球壳上均匀分布着正电 A.带电粒子带负电荷 荷，O为球心.现从球壳上A处挖出足够小的带电 B.带电粒子带正电荷 荷量为十q的一部分，并将它沿OA延长线移动距 C,带电粒子所受静电力的方向向左 离R到B处.若球壳其他部分带电情况不变，已知 D.带电粒子做匀变速运动 静电力常量为k,则此时球心O点的电场强度为 4.如图所示的电场中，一带电质点从P点沿着电场线 方向运动，若只受电场力作用，质点加速度逐渐增 大的是 A染方向沿B到0 B架，方向沿O到B C架，方向沿0到B 题组三电场中的平衡与运动问题 5.如图所示，在场强为E的匀强电场中，有一个质量 D黎，方向沿B到0 为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，当小球 静止时，细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向 2.如图所示，Oy平面是无穷大导体的表面，该导体 恰使小球受到的静电力最小，重力加速度为g,则小 充满<0的空间，>0的空间为真空.将电荷量为 球所带的电荷量应为 g的点电荷置于。轴上一h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 30 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电场强度处处为零，则在： 轴上一台处的电场强度大小为长为静电力常量) A管 B.3mg C. D爱 6.(多选)如图所示为某电场中一条方向未知的电场 线，在a点由静止释放一个带正电的粒子（所受重 力不能忽略)，该粒子到达b点时速度恰好为零，则 A是 B品 () C D提 题组二电场线与带电粒子的运动轨迹 3.如图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一 A.该粒子从a到b做变速运动 带电粒子（只受静电力作用）通过该电场区域时的 B.电场线的方向一定竖直向上 运动轨迹，a、b是轨迹上两点，则由此图作出的判断 C.a点的电场强度有可能比b点的大 错误的是 ( D.该电场可能是负的点电荷产生的电场 ·145· [能力提升练] (2)加什么方向的匀强电场时可使场强最小，最小 7.(多远)挂在绝缘细线下的两通草球，由于电荷的相 场强E的大小是多少，此时B小球质量多大？ 互作用而靠近，如图甲所示：或远离，如图乙所示， 则 LLE22LL2L242262 609 ●● A.图甲中两球一定带异种电荷 B.图乙中两球一定带同种电荷 C图甲中两球至少有一个带电 D.图乙中两球可能都不带电 8.如图所示，长=1m的轻质细绳上端固定，下端连 接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向 右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角0=37°.已 10.如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为E 知小球所带电荷量g=1.0×10C,匀强电场的电 1.25×10N/C,一根长L=1.5m、与水平方向的 场强度E=3.0×103NC,取重力加速度g 夹角为0=37的光滑绝缘细直杆MN固定在电场 10m/s,sin37°=0.6，cos37°=0.8.求 中，杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q (1)小球所受静电力F的大小： 十4.5×10·C:另-带电小球B穿在杆上可自由 (2)小球的质量m: 滑动，电荷量g=十1.0×10C,质量m=1.0× (3)将电场撤去，小球回到最低点时速度口的大小. 102kg.将小球B从杆的上端N由静止释放，小 球B开始运动.（静电力常量k=9.0× 10°N·m2/C,g取10m/s2,sin37°=0.6， c0s37=0.8)则： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为 多大？ 9.如图所示，电量大小为Q的带负电A的小球固定 不动，若要使也带负电，电量大小为q、质量可变的 B小球在A左上方离其距离为r(球心间距离)，连 线与竖直方向成0=60°角处静止，则需在竖直平面 内加一个匀强电场，重力加速度为g,静电力常量为 k,求： (1)若所加匀强电场与水平方向成60斜向左下方 向，则匀强电场的场强￡应为多大？ ·146·