第二周 电场 电场强度 静电的防止与利用（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第二周　电场　电场强度　静电的防止与利用 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 一、选择题 1.下列有关静电的防止与利用说法正确的是 (　 ) A.图甲中,女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种电荷 B.图乙中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 C.图丙中,两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力 D.图丁中,电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 2.在电场中某点分别放上不同的试探电荷,关于该点的电场强度E、试探电荷带电量q、试探电荷所受电场力F,三者的关系图像正确的是 (　 ) 3.两个带电小球放置在足够宽广的真空环境中,a带正电、b带负电,且qa>qb,两电荷附近的电场分布如图所示。若从足够远处观察这两个电荷,可以把两电荷视作一个点,则在足够远处观察到的电场分布正确的是 (　 ) 4.如图所示,A、B是电荷量相等的同种点电荷,固定在同一水平线上,在A、B连线的垂直平分线上有一点电荷C,给C一个大小为v0的初速度,C仅在电场力作用下恰能做匀速圆周运动。已知O为A、B连线与垂直平分线的交点,AO=OC=L,点电荷C的带电量为q,质量为m,静电力常量为k,不计重力,则点电荷A的带电量为 (　 ) A. B. C. D. 5.如图所示是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线,下列说法正确的是 (　 ) A.甲带负电,乙带正电 B.甲的电荷量小于乙的电荷量 C.P点的电场强度大于Q点的电场强度 D.在P点由静止释放一个带正电的粒子,仅在静电力的作用下,粒子会沿电场线运动到Q点 6.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处在球外产生的电场。如图所示,在半径为r的半球面上均匀分布着正电荷,AB为通过半球顶点与球心O的直线,且AO=BO=2r。若A、B点的电场强度大小分别为E1和E2,静电力常量为k,则半球面上的电荷量为 (　 ) A. B. C. D. 7.如图所示,等量异种点电荷 A、B 固定在光滑绝缘水平面上,一个带电小球(可视为点电荷)在两点电荷连线上从靠近负点电荷的 P 点由静止释放,小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中,下列说法正确的是 (　 ) A.小球带正电 B.小球向右运动的加速度先减小后增大 C.小球向右运动的速度先增大后减小 D.小球向右运动的速度先减小后增大 8.(多选)在如图所示的电场中有M、N两点,下列说法正确的是 (　 ) A.该电场不是匀强电场 B.M点的电场强度比N点的大 C.同一正电荷在N点受到的电场力比M点的大 D.M点和N点的电场方向相同 9.(多选)如图所示,空间中的A点固定一个带负电、电荷量为Q1的点电荷,B点固定一个带正电、电荷量为Q2的点电荷,P点为AB上方的一点,且AP⊥BP。罗同学和邓同学一起讨论P点的电场方向,下列说法正确的是 (　 ) A.P点的电场可能沿着图中的E1方向 B.P点的电场可能沿着图中的E2方向 C.如果P点的电场方向与AB平行,且AP<BP,则Q1<Q2 D.如果P点的电场方向与AB平行,且AP<BP,则Q1>Q2 10.(多选)如图所示,正方形的三个顶点a、b、c分别固定三个点电荷q1、q2、q3,若d点合场强为0,则下列说法正确的是 (　 ) A.三电荷的电性相同 B.q1与q3电性相同,与q2电性相反 C.|q1|∶|q2|∶|q3|=1∶2∶1 D.|q1|∶|q2|∶|q3|=1∶∶1 二、非选择题 11.(12分)如图所示,固定在水平地面上的光滑绝缘斜面长度为L,倾角θ=30°,斜面底端和顶端分别固定带电量为+Q和+3Q的两个点电荷。已知重力加速度为g,静电力常量为k,求: (1)斜面中点位置的电场强度大小;(6分) (2)若一带电量为-q的小物块(可视作质点)恰能静止在斜面的中点,求小物块的质量。(6分) 12.(14分)真空中有电荷量为Q1和Q2的两个点电荷分别放在A、B两点,已知两个点电荷在C点产生的合场强平行于AB水平向右,已知AB=10 cm,AC=8 cm,BC=6 cm。 (1)试确定Q1和Q2的电性;(6分) (2)Q1和Q2的比值为多少?(8分) 13.(16分)如图所示,一质量为m、电荷量为q(q>0)的小球以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。小球运动到达MN连线上的某点Q(图中未标出)。已知MN与水平方向成45°角,重力加速度为g,求: (1)从P点到Q点所用的时间;(8分) (2)小球在Q点的速度大小。(8分) 14.(16分)如图所示,质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂,两球处于静止状态,已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等,小球A、B的带电量也相等,重力加速度为g,静电力常量为k,不计小球大小,求: (1)小球A的带电量。(4分) (2)O点处的电场强度。(6分) (3)若给小球A施加一个水平向左的拉力,同时给小球B一个水平向右的拉力,两力始终等大反向,让两力同时从0开始缓慢增大,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,作用于小球B上的拉力多大;此过程中作用于小球B上的拉力做功为多少。(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)(6分) 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 第二周 1.选B　题图甲中,女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有同种电荷,故A错误;题图乙中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象,故B正确;题图丙中,优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理,防止外部信号对电缆内部电信号的干扰,没有增强其导电能力,故C错误;题图丁中,高压屏蔽服的主要材料是金属丝,故D错误。 2.选C　电场中某点的电场强度由电场本身决定,与试探电荷的电荷量q以及所受的电场力F无关,A、B错误;根据F=Eq可知,电场强度一定,电场力与试探电荷的电量q成正比,C正确,D错误。 3.选A　由题意可知,在足够远处的电场相当于将两电荷合在一起时形成的电场,由于a带正电、b带负电,且qa>qb,即相当于电荷量为qa-qb的正点电荷产生的电场。 4.选B　根据题意可知,电荷C以O点为圆心,OC为半径做匀速圆周运动,由电场力提供向心力有qE=m,解得E=,点电荷A在点电荷C所在处产生的场强为E1,则E1=k,又E1=E,解得Q=。 5.选C　电场线从甲出发,部分终止于乙,所以甲带正电,乙带负电,且甲的电荷量大于乙的电荷量,故A、B错误;由于P点处的电场线比Q点处密集,所以P点的电场强度大于Q点的电场强度,故C正确;在P点由静止释放一个带正电的粒子,仅在静电力的作用下,粒子沿P点电场线的切线方向开始加速,不沿电场线运动,故D错误。 6.选B　设半球面上的电荷量为q,补全右半球面,球面上也均匀分布电荷量为q的正电荷,则完整带电球面可以等效为在球心O处的电荷量为2q的点电荷,根据题意,该点电荷在A点产生的电场强度为E1+E2=k,解得q=。 7.选B　等量异种点电荷连线上的场强方向由正电荷指向负电荷,静止释放的小球向正电荷运动,受到指向正电荷的电场力,故小球带负电,A错误;根据等量异种点电荷电场分布特点可知,连线上的场强先减小后增大,故小球受到的电场力先减小后增大,加速度先减小后增大,B正确;小球在靠近正电荷的过程中,所受的电场力的方向始终指向正电荷,电场力对小球做正功,小球的速度一直增大,C、D错误。 8.选AB　匀强电场的电场线是等间距的平行线,可知该电场不是匀强电场,故A正确;M、N是同一电场中的两点,由题图看出,M点的电场线比N点的电场线密,则M点的电场强度大于N点的电场强度,故B正确;根据电场力表达式F=Eq,结合以上分析可知,同一正电荷在N点受到的电场力比M点的小,故C错误;电场线某点的切线方向表示该点的电场方向,由题图可知,M点和N点的电场方向不相同,故D错误。 9.选AC　两点电荷在P点的场强如图所示,根据矢量的合成可知,P点的场强方向可能沿图中E1方向,不可能沿E2方向,A正确,B错误;如果P点的电场方向与AB平行,且AP<BP,可知∠B<∠A,则有EB>EA,故B点的点电荷的电荷量大于A点的点电荷的电荷量,即Q1<Q2,C正确,D错误。 10.选BC　根据场强叠加可知,若三电荷的电性相同,则d点的合场强不可能为零,A错误;若q1与q3电性相同,与q2电性相反,则q1与q3在d点的合场强与q2在d点的场强等大反向,则此时d点的合场强为零,此时q1与q3在d点的场强大小相等,相互垂直,则由场强叠加可知=,可得q2=2q1,即|q1|∶|q2|∶|q3|=1∶2∶1,B、C正确,D错误。 11.解析:(1)由点电荷的场强公式,带电量为+3Q的点电荷在斜面中点的场强方向沿斜面向下,大小为E1== 带电量为+Q的点电荷在斜面中点的场强方向沿斜面向上,大小为E2== 因此斜面中点的电场强度大小为E=E1-E2 解得E=。 (2)由力的平衡条件得mgsin 30°=Eq 解得m=。 答案:(1)　(2) 12.解析:(1)两点电荷在C点产生的合场强平行于AB水平向右,根据矢量的合成规律可知,Q1为正电荷,Q2为负电荷,即Q1带正电,Q2带负电。 (2)根据点电荷的场强公式E=可知,EAC=,EBC= 又C点的合场强平行于AB水平向右,根据相似三角形, 有= 解得==。 答案:(1)Q1带正电,Q2带负电　(2) 13.解析:(1)从P点到Q点小球做类平抛运动,当到达MN连线上某点时,位移与水平方向的夹角为α=45° 根据牛顿第二定律有mg+qE=ma 垂直电场方向的位移为x=v0t 平行电场方向的位移为y=at2 根据几何关系tan 45°= 联立解得t=。 (2)在Q点的竖直速度vy=at 解得vy=2v0 即小球在Q点时的速度大小为v==v0。 答案:(1)　(2)v0 14.解析:(1)设小球A的带电量为q,则小球B的带电量为q,对A、B整体受力分析,细线a的拉力Ta=2mg 对小球B受力分析,根据力的平衡条件有Tb=mg+k 由题意知Tb=Ta 解得q=。 (2)根据电场的叠加可知,O点处电场强度 E=k+k=,方向竖直向上。 (3)对A、B施加等大反向的水平拉力后,A、B组成的系统始终处于平衡状态,因此细线a始终处于竖直方向,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,对小球B受力分析,根据力的平衡条件有Fcos 53°=mgcos 37° 解得F=mg; 由于小球A保持静止,小球B和A间的距离始终保持不变,电场力不做功,根据功能关系可知,拉力对小球B做功 W=mg=0.4mgL。 答案:(1)　(2),方向竖直向上 (3)mg　0.4mgL $