静电场三__参考答案_
部编版高中物理必修三第九章静电场及其应用带答案知识汇总大全
(名师选题)部编版高中物理必修三第九章静电场及其应用带答案知识汇总大全单选题1、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零2、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（）A．A点的电场强度大小为2.5N/CB．B点的电场强度大小为40N/CC．点电荷Q是负电荷D．点电荷Q是正电荷3、如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是（）A．铜丝编织的衣服不易拉破B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用C．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零D．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零4、判断下列哪一项关于电场的说法是正确的（）A．电场只是一个理想模型，实际上并不存在B．电场中的电场线是实际存在的C．电场的基本性质，是对放入其中的电荷有力的作用D．电场线上每一点的切线方向与电荷在该点所受的电场力方向相同5、下列关于物理学史的说法中正确的是（）A．库仑通过扭秤实验推出了库仑定律，并且测出了静电力常量k=9×109N⋅m2/C2B．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得C．牛顿若能得到月球的具体运动数据，就能通过“地月检验”测算出地球的质量D．开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，总结出行星运动三大定律6、A、B、C为三个塑料小球，A和B、B和C、C和A之间都是相互吸引的，如果A带正电，则（）A．B、C都带负电B．B、C两球中必有一个带负电，另一个不带电C．B球带负电，C球带正电D．B、C两球均不带电7、如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电，另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P到Q缓慢地从A的正上方经过，若此过程中A始终保持静止，A、B两物体可视为质点，则下列说法正确的是（）A．物体A受到地面的支持力先增大后减小B．物体A受到地面的支持力保持不变C．物体A受到地面的摩擦力先增大后减小D．库仑力对物体A先做正功后做负功8、如图所示的各电场中，A、B两点电场强度相同的图是（）A．B．C．D．多选题9、如图所示，匀强电场中，在P、Q两点放置等量异种点电荷，O为两点电荷连线的中点，A、B、C、D、F、G、H、I是以O为圆心的圆周上均匀分布的8个点，其中D、I两点在P、Q连线上。
2020--2021人教物理选修3—1第1章 静电场习题(附答案)
2020--2021人教物理选修3—1第1章静电场习题（附答案）人教选修3—1第一章静电场1、(双选)如图所示，A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体，起初都不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是()A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开C．把C移近导体A，先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D．把C移近导体A，先把A、B分开，再把C移走，最后重新让A、B接触，A 上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合2、如图所示，用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆c后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是( )A．a、b均带正电B．a、b均带负电C．a带正电，b带负电D．a带负电，b带正电3、关于库仑定律的理解，下面说法正确的是( )A．对任何带电体之间的静电力计算，都可以使用库仑定律公式B．只要是点电荷之间的静电力计算，就可以使用库仑定律公式C．两个点电荷之间的静电力，无论是在真空中还是在介质中，一定是大小相等、方向相反的D．摩擦过的橡胶棒吸引碎纸屑，说明碎纸屑一定带正电4、两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，A、B是电场线上的两点，下列判断正确的是( )A．A、B两点的电场强度大小不等，方向相同B．A、B两点的电场强度大小相等，方向不同C．左边电荷带负电，右边电荷带正电D．两电荷所带电荷量相等5、如图所示，Q是带正电的点电荷，P1、P2为其产生的电场中的两点，若E1、E2分别为P1和P2两点的电场强度的大小，φ1、φ2分别为P1和P2两点的电势，则( )A．E1>E2，φ1>φ2B．E1>E2，φ1<φ2C．E1<E2，φ1>φ2D．E1<E2，φ1<φ26、电场中a、b两点间的电势差U ab＝1V，将一电子从a点移到b点，电子克服静电力做的功为1 eV，则( ) A．场强方向一定是由b指向aB．场强方向一定是由a指向bC．电子的电势能增加1 eVD．电子的电势能减少1 eV7、如图所示是一个匀强电场的等势面示意图，每两个相邻的等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )A．竖直向下，E＝100 V/mB．水平向左，E＝100 V/mC．水平向左，E＝200 V/mD．水平向右，E＝200 V/m8、(多选)如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷＋Q，a、b是金属板右侧表面的两点，其中a到＋Q的距离较小。
第九章 静电场及其应用含答案—2021-2022学年高二上学期人教版(2019)必修第三册
2021—2022人教（2019）物理必修第三册第9章静电场及其应用含答案人教2019必修第三册第9章静电场及其应用一、选择题。
1、如图所示，左边是一个原先不带电的导体，右边C是后来靠近导体的带正电金属球，若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开，分导体为A、B两部分，这两部分所带电荷量的数值分别为Q A、Q B，则下列结论正确的是()A．沿虚线d切开，A带负电，B带正电，且Q B>Q AB．只有沿虚线b切开，才有A带正电，B带负电，且Q B＝Q AC．沿虚线a切开，A带正电，B带负电，且Q B>Q AD．沿任意一条虚线切开，都有A带正电，B带负电，而Q A、Q B的值与所切的位置有关2、（双选）如图所示，可视为点电荷的小物体A、B分别带负电和正电，B固定，其正下方的A静止在绝缘斜面上，则A受力个数可能为()A．2 B．3 C．4 D．53、（双选）把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是()A．点电荷运动轨迹必与电场线重合B．点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致C ．点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致D ．点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致4、下列说法正确的是( )A.处于静电平衡的导体,由于导体内的电场强度为零,所以导体内的电势也为零B.处于外电场中的静电平衡的导体,由于附加电场的出现,导体内的原电场变为零C.处于外电场中的静电平衡的导体,由于附加电场和原电场相互抵消,导体内的电场变为零,但导体表面的电场不为零,且与表面垂直D.处于静电平衡的导体,导体表面的电势一定与导体内部的电势不相等5、（多选）为了防止静电危害，下列措施正确的是( )A ．油罐车上拖一条与地面接触的铁链B ．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎C ．在地毯中夹杂不锈钢纤维D ．尽可能保持印染厂空气干燥6、（双选）两个完全相同的金属小球，带电荷量之比为17，相距为r ，两球相互接触后再放回原来位置，则它们的库仑力可能为原来的( ) A.47 B.37 C.97 D.1677、（双选）关于静电力和电场强度，下列说法正确的是( )A ．电场强度的方向总是跟静电力的方向一致B ．电场强度的大小总是跟静电力的大小成正比C ．正电荷受到的静电力的方向跟电场强度的方向一致D ．同一个点电荷在某点受到的静电力越大，该点的电场强度就越大8、图中接地金属球A 的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r 。
电磁场与电磁波课后习题答案第3章(杨儒贵编着)
第三章 静电场3-1 已知在直角坐标系中四个点电荷分布如习题图3-1所示，试求电位为零的平面。
解 已知点电荷q 的电位为rq 4πεϕ=，令)0,1,0(1q q -=，)0,1,3(2q q +=，)0,0,1(3q q -=，)0,0,0(4q q +=，那么，图中4个点电荷共同产生的电位应为∑=414ii r q πεϕ令0=ϕ，得 0 4 4 4 44321=+-+-r qr q r q r q πεπεπεπε 由4个点电荷的分布位置可见，对于x =1.5cm 的平面上任一点，4321 ,r r r r ==，因此合成电位为零。
同理，对于x =0.5cm 的平面上任一点，3241 ,r r r r ==，因此合成电位也为零。
所以，x =1.5cm 及x =0.5cm 两个平面的电位为零。
3-2 试证当点电荷q 位于无限大的导体平面附近时，导体表面上总感应电荷等于)(q -。
证明 建立圆柱坐标，令导体表面位于xy 平面，点电荷距离导体表面的高度为h ，如图3-2所示。
那么，根据镜像法，上半空间的电场强度为32023101 4 4r q r q πεπεr r E -=X 习题图3-1(r , z )习题图3-2电通密度为)(43223110r r q r r E D -==πε 式中 232231])([h z r r -+=； 232232])([h z r r ++=那么，⎥⎥⎥⎦⎤⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-++-+⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++--+=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧++++--+-+=z z zh z r hz h z r h z h z r r h z r r q h z r h z r h z r h z r q e e e e e e D r r r 232223222322232223222322])([])([ ])([])([4 ])([)(])([)(4ππ 已知导体表面上电荷的面密度n s D =ρ，所以导体表面的感应电荷为2322232223220)(2][][4h r qh h r h h r h q D z zs +-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧++-+-===ππρ 则总的感应电荷为q h r r r qh r r S q s ss -=+-===⎰⎰⎰∞∞2322)(d d 2d 'πρρ3-3 根据镜像法，说明为什么只有当劈形导体的夹角为π的整数分之一时，镜像法才是有效的？当点电荷位于两块无限大平行导体板之间时，是否也可采用镜像法求解。
大学物理C-练习三静电场答案
练 习 三 静电场一、填空题1.点电荷q 1、q 2、q 3 和q 4 在真空中的分布如图所示．图中S 为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电场强度通量sE dS ⎰r r g Ñ=____120()q q ε+________，式中的E r是点电荷___q 1、q 2、 q 3、q 4____在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和．2.在边长为a 的正方体中心处放置一电荷为Q 的点电荷，则正方体顶角处的电场强度的大小为_______203Q a πε______3.一半径为R 的均匀带电圆环，电荷线密度为λ． 设无穷远处为电势零点，则圆环中心O 点的电势U ＝_______2λε________． 4.一半径为R 的均匀带电导体球壳，带电荷为Q ．球壳内、外均为真空．设无限远处为电势零点，则壳内各点电势U =_______04Q Rπε_______．5.在点电荷q 的电场中，把一个－×10-9 C 的电荷，从无限远处(设无限远处电势为零)移到离该点电荷距离 0.1 m 处，克服电场力作功×10-5 J ，则该点电荷q ＝_____ -2×10-7C___________．(真空介电常量0＝×10-12 C2·N -1·m -2 )6.一电荷为Q 的点电荷固定在空间某点上，将另一电荷为q 的点电荷放在与Q 相距r 处．若设两点电荷相距无限远时电势能为零，则此时的电势能We ＝_____04Qq rπε____________．7. 图示BCD 是以O 点为圆心，以R 为半径的半圆弧，在A 点有一电荷为+q 的点电荷，O 点有一电荷为－q的点电荷．线段BA = R ．现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点，3q •SA q • 1q •2q •1q • 1q •则电场力所作的_______06q Rπε______________。
2023人教版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版考点总结
2023人教版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版考点总结单选题1、用100N的力在水平地面上拉车行走200m，拉力与水平方向成60°角斜向上。
在这一过程中拉力对车做的功约是（）A．3.0×104JB．4.0×104JC．1.0×104JD．2.0×104J答案：C根据功的定义式W=Flcos60°=100×200×12J=1×104J故选C。
2、如图中a、b所示，是一辆质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=4s末两个时刻的两张照片。
当t=0时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）。
图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，测得θ= 30°，根据题中提供的信息，不可以估算出的物理量有（）A．汽车的长度B．4s末汽车的速度C．4s末汽车合外力的功率D．4s内汽车牵引力所做的功答案：DA．由图知，4s内汽车的位移刚好等于汽车的长度，由x=12at2对拉手环进行受力分析如上图所示，得到mamg=tan30°，a=gtan30°联立得到x=12at2=12×10×√33×42≈46m故A错误；B．由v=at=10×√33×4m/s≈23m/s故B错误；C．由F=ma=6×103×10×√33N≈3.46×104N所以4s末汽车的功率为P=Fv=3.46×104×23W=7.97×105W故C错误；D．因不知汽车的摩擦力，所以无法求汽车的牵引力，即不能估算4s内汽车牵引力所做的功，故D正确。
故选D。
3、全运会小轮车泥地竞速赛赛道由半径为R的14圆弧组成，如图所示，选手从赛道顶端A由静止无动力出发冲到坡底B，设阻力大小不变恒为f，始终与速度方向相反，且满足f=mgπ，选手和车总质量为m，重力加速度为g ，路程S BC =2S AC 。
(2021年整理)高中物理选修3-1第一章静电场经典习题(含详细答案))
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2018年08月09日a颜颜颜的高中物理组卷一．选择题（共17小题）1．下列叙述正确的是（）A．任何起电方式都是电荷转移的过程B．摩擦起电是创造电荷的过程C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异号电荷的两个导体接触后，两个导体将不带电，原因是电荷消失了2．下列关于点电荷的说法中正确的是（)A．点电荷是一个理想化物理模型B．点电荷的电荷量一定是1。
6×10﹣19CC．体积大的带电体一定不能看做点电荷D．研究带电体的相互作用时，所有带电体都可以看作点电荷3．两个相同的金属小球，带电量之比为1:7，相距为r,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的（）A．B．C．D．4．某电场的电场线如图所示，M、N两点相距为d，则（）A．M点场强小于N点场强B．M点电势低于N点电势C．正电荷在M点受到的电场力方向由M指向ND．若E为M点的场强，则M、N两点间电势差等于E•d5．化纤衣服很容易沾上灰尘，这是因为它（)A．容易积累静电荷 B．具有一定的粘性C．具有大量的微孔 D．质地柔软6．如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A 和B,使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B 下部的金属箔都是闭合的．现将带正电的物体C 移近A，下列描述正确的是（)A．稳定后只有A 下部的金属箔张开B．稳定后只有B 下部的金属箔张开C．C移近A后,再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都张开D．C移近A后，再把B与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合7．如图所示，平行板电容器两极板M、N间距为d,两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连，则下列能使电容器的电容减小的措施是（）A．减小d B．增大UC．将M板向左平移 D．在板间插入介质8．如图所示，平行板电容器两极板接在直流电源两端。
2021届高考物理三轮强化：静电场(解析版)
2021届高考物理三轮强化：静电场1.电场线的形状可以用实验来模拟，把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电 场，头发屑就按照电场的方向排列起来，如图所示。
关于此实验，下列说法正确的是（）A.a 图是模拟两等量同种电荷的电场线B.b 图一定是模拟两等量正电荷的电场线C.a 图中的A 、B 应接髙压起电装置的两极D.b 图中的A 、B 应接高压起电装置的两极2.真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A 和B(可视为点电荷），分别固定在两处，它们之间的静电力为F 。
用一个不带电的同样金属球C 先后与A 、B 球接触，然后移开球C ，此 时A 、B 球间的静电力为( ) A.8F B.4F C.38F D.2F 3.A 、B 在某个点电荷电场中的一根电场线上,在A 点处放入一个静止的自由负电荷,它将沿电场线由静止向B 点运动,下列判断正确的是( )A.电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,加速度越来越小B.电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,其加速度大小的变化由题设条件不能确定C.电场线由A 指向B ,该电荷做匀加速运动D.电场线由B 指向A ,该电荷做加速运动,加速度越来越大4.如恩所示A 、B 是两个带异种电荷的小球，其质量分别为1m 2m ，所带电荷量分别为1q +和2q -，A 用绝缘细线1L 悬挂于O 点，A 、B 间用绝缘细线2L 相连。
整个装置处于水平向左的匀强电场中，平衡时1L 向左偏离竖直方向，2L 向右偏离竖直方向，则可以判定（ ）A.12m m =B.12m m >C.12q q >D.12q q <5.春节假期，某同学用易得的材料制作了一个简易的验电器，如图所示。
简易的验电器带有正电，它的金属箔片张开某一角度，用另一个有绝缘手柄的导体靠近验电器的金属丝，发现验电器的金属箔片的张角减小，关于导体的带电金属箱片情况，下列说法正确的是（ ）A.只可能带负电B.只可能带正电C.可能带负电或不带电D.以上说法都不正确6.两金属球球心相距r ，r 略大于两球半径之和，现让其分別带上异种电荷+Q 和-q ,则两带电球之间的相互作用力F 的大小应满足(k 为静电常量)（ ）A. 2Qq F kr = B. 2QqF k r>C. 2Qq F kr < D.r 越小，F 越接近于2Qq kr7.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的直径。
高考物理新电磁学知识点之静电场解析含答案
高考物理新电磁学知识点之静电场解析含答案一、选择题1．如图所示，三条虚线表示某电场的三个等势面，其中φ1=10V ，φ2=20V ，φ3=30V 一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A 点运动到B 点，由此可知（ ）A ．粒子带正电B ．粒子的速度变大C ．粒子的加速度变大D ．粒子的电势能变大2．如图所示，匀强电场中三点A 、B 、C 是一个三角形的三个顶点，30ABC CAB ∠=∠=︒，23m BC =，已知电场线平行于ABC 所在的平面，一个电荷量6110C q -=-⨯的点电荷由A 移到B 的过程中，电势能增加了51.210J -⨯，由B 移到C 的过程中电场力做功6610J -⨯，下列说法正确的是（ ）A ．B 、C 两点的电势差为3VB ．该电场的电场强度为1V/mC ．正电荷由C 点移到A 点的过程中，电势能增加D ．A 点的电势低于B 点的电势3．质量为m 的带电微粒以竖直向下的初速度0v 进入某电场，由于电场力和重力的作用，微粒沿竖直方向下落高度h 后，速度变为零。
重力加速度大小为g 。
该过程中微粒的电势能的增量为（ ）A ．2012mv B ．mgh C ．2012mv mgh + D ．2012mv mgh - 4．一个电子只在电场力作用下从a 点运动到b 点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列说法中正确的是A ．如果实线是电场线，则a 点的电势比b 点的电势高B ．如果实线是等势面，则a 点的电势比b 点的电势低C ．如果实线是电场线，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大D ．如果实线是等势面，则电子在a 点的电势能比在b 点的电势能大5．如图所示，A 、B 、C 三个同心球面是同一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个球面的半径之差相等．A 、C 两个等势面电势分別为φA =6V 和φC =2V ，则中间B 等势面的电势是（ ）A ．一定等于4VB ．一定高于4VC ．一定低于4VD ．无法确定6．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个带正电的检验电荷固定在P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容，E 表示两板间的场强， 表示P 点的电势，p E 表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离0l ，则下列各物理量与负极板移动距离x 的关系图像正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．7．板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为1U ，板间场强为1E 现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为12d ，其他条件不变，这时两极板间电势差2U ，板间场强为2E ，下列说法正确的是A ．2121,U U E E ==B ．21212,4U U E E ==C ．2121,2U U E E ==D ．21212,2U UE E ==8．a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点的电势是20V ，b 点的电势是24V ，d 点的电势是4V ，如图．由此可知，c 点的电势为（ ）A ．4VB ．8VC ．12VD ．24V9．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P 点，用E 表示两极板间电场强度，U 表示电容器的电压，Ep 表示正电荷在P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置，则（ ）A ．E 变大，Ep 变大B ．U 变小，Ep 不变C ．U 变大，Ep 变小D ．U 不变，Ep 不变10．如图所示是一个平行板电容器,其板间距为d ,电容为C ,带电荷量为Q,上极板带正电.现将一个试探电荷q 由两极间的A 点移动到B 点,如图所示, ,A B 两点间的距离为s ,连线AB与极板间的夹角为30°,则电场力对试探电荷q 所做的功等于( )A ．qCs Qd B ． qQs Cd C ． 2qQs Cd D ．2qCs Qd11．如图，在场强为E 的匀强电场中有一个质量为m 的带正电小球A 悬挂在绝缘细线上，小球静止时细线与竖直方向成30°角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带电量应为( )A．mgEB．3mgEC．2mgED．2mgE12．如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线分布，下列说法正确的是（）A．1Q可能带正电，也可能带负电B．B处没有电场线，故B处场强为零C．A点电势一定高于B点电势D．将一电子从A移到B点，电场力对电子做正功13．如图，P为固定的点电荷，虚线是以P为圆心的两个圆．带电粒子Q在P的电场中运动．运动轨迹与两圆在同一平面内，a、b、c为轨迹上的三个点．若Q仅受P的电场力作用，其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c，速度大小分别为v a、v b、v c，则A．a a>a b>a c，v a>v c>v bB．a a>a b>a c，v b> v c> v aC．a b> a c> a a，v b> v c> v aD．a b> a c> a a，v a>v c>v b14．如图是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受电场力作用，沿电场线从a运动到b．则在这个过程中，电荷的速度－时间图线如图所示，请比较a、b 两点电势的高低和场强的大小（）A．φa>φb，E a<E bB．φａ<φｂ，E a=E bC．φａ<φｂ，E a>E bD．φa>φb，E a=E b15．两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()A．q1、q2为等量异种电荷B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向C．N、D两点间的电场强度大小沿x轴正方向先减小后增大D．将一正点电荷从N点移到D点，电势能先增大后减小16．如图所示，光滑绝缘的水平面上的P点固定着一个带正电的点电荷，在它的右侧N点由静止开始释放一个也带正电的小球（可视为质点）．以向右为正方向，下图中能反映小球运动速度随时间变化规律的是（）A．B．C．D．17．如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子(重力不计)，以不同的速率，沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定( )A．两个粒子带电量一定不同B．两个粒子的电性一定不同C．粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大D．经过B、C两点，两粒子的速度可能不等18．如图所示，带电粒子以初速度以v0从a点进入匀强磁场，运动过程中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度以v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为A．v0B．1/ v0C．2 v0D．v0/219．下列说法正确的是（）A．带电粒子只在电场力的作用下一定作匀变速直线运动B．带电粒子在磁场中只受磁场力作用，一定作匀速圆周运动C．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下不可能作匀速圆周运动D．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下可以作匀速直线运动20．如图所示，用绝缘柱支持的导体A和B彼此接触，起初它们不带电，贴在两端下部的金属箔是闭合的．把带正电的物体C移近A端，然后把A和B分开较远的距离，再移去C，则A．C移近A端时，A端的金属箔张开，B端的金属箔闭合B．C移近A端时，A端的金属箔闭合，B端的金属箔张开C．A和B分开，移去C后，B端的金属箔会立即闭合D．A和B分开，移去C后，A端的金属箔仍会张开21．某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B点。
大学物理C练习三静电场答案
练 习 三 静电场一、填空题1.点电荷q 1、q 2、q 3 和q 4 在真空中的分布如图所示．图中S为闭合曲面，则通过该闭合曲面的电场强度通量s E dS ⎰=____120()q q ε+________，式中的E 是点电荷___q 1、q 2、 q 3、q 4____在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和．2.在边长为a 的正方体中心处放置一电荷为Q 的点电荷，则正方体顶角处的电场强度的大小为_______203Qa πε______3.一半径为R 的均匀带电圆环，电荷线密度为λ． 设无穷远处为电势零点，则圆环中心O 点的电势U ＝_______02λε________． 4.一半径为R 的均匀带电导体球壳，带电荷为Q ．球壳内、外均为真空．设无限远处为电势零点，则壳内各点电势U =_______04QR πε_______．5.在点电荷q 的电场中，把一个－1.0×10-9 C 的电荷，从无限远处(设无限远处电势为零)移到离该点电荷距离 0.1 m 处，克服电场力作功1.8×10-5 J ，则该点电荷q ＝_____ -2×10-7 C___________．(真空介电常量0＝8.85×10-12 C2·N -1·m -2 )6.一电荷为Q 的点电荷固定在空间某点上，将另一电荷为q 的点电荷放在与Q 相距r 处．若设两点电荷相距无限远时电势能为零，则此时的电势能We ＝_____04Qqr πε____________．7. 图示BCD 是以O 点为圆心，以R 为半径的半圆弧，在A 点有一电荷为+q 的点电荷，O 点有一电荷为－q的点电荷．线段BA = R ．现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D 点，则电场力所作的_______06qR πε______________。
二、选择题1. 如图所示，任一闭合曲面S 内有一点电荷q ，O 为S 面上任一点，若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点，且OP =OT ，那么 （ D ） (A) 穿过S 面的电通量改变，O 点的场强大小不变；(B) 穿过S 面的电通量改变，O 点的场强大小改变；(C) 穿过S 面的电通量不变，O 点的场强大小改变； (D) 穿过S 面的电通量不变，O 点的场强大小不变。
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静电场三 参考答案一 . 1.C 2.C 3.B 4.B 5.B 6.D 7.A解： 1. 假如q 为正电，则金属球上靠近q 处会感应出负电荷，金属球另外一边出现正电荷；但由于金属球接地，所以非束缚的电荷（正电荷）会导入地内，这样金属球带负电，受q 的作用力下移。
q 为负电时，情况刚好相反，金属球会带正电，也会受吸引下移。
2. 由于带电体产生的场强ρ∝∝q E ，而静电场的能量密度22021ρε∝=E w ，ρ增大2倍，则能量密度增大4倍，静电场的能量也增大4倍。
3. 如果一个导体接地，不管在什么地方接地都是一样的。
接地之后，导体上被束缚的电荷不动，其他电荷将被导入地内。
N 导体上的负电荷被吸引而束缚，所以正电荷被导入地内。
4. 静电平衡条件，导体内部场强处处为零.我们在导体板中任取一点P ，P 点的场强为σ，1σ，2σ 产生的场强矢量和，根据静电平衡条件，P 点场强应为0， 如图021=-+=E E E E P σ 即022202010=-+εσεσεσ， 而且已知021=+σσ 联立求解可得B 选项.5. 连接后，电荷重新分布，电荷分布到空腔导体的外表面上，从而电场的范围比原来减小（原来从小球表面到∞远处，后来从空腔外表面到∞远处），因而电场的能量减小.6. 连接后，A 和B 为同一个导体，具有同样的电势。
连接后，电荷重新分布，电荷将分布在B 球的外表面上，为均匀带电球面2R ，在该球面内部，场强处处为零，电势相等，为204R q πε.7. 电源保持连接，则加在两电容器上的电势差之和U 一直不变。
另外，串联的两个电容器上的电量Q 始终相等。
（见笔记）串联后的总电容满足QUC C C =+=21111 2C 中加入介质板， 增大增大增大Q C 2⇒⇒C 。
1C 和2C 上各自加的电量也为Q ，增大二. 1．无极分子；电偶极子 2.r ε；1；r ε 3．σ；0rσεε 4．增大；增大 5．13Q -；23Q -；023Qdsε 6．1Q -；12Q Q +；σσσσE1E 121112012314Q Q Q Q R R R πε⎛⎫+-+ ⎪⎝⎭；1Q -；0；1012114Q R R πε⎛⎫- ⎪⎝⎭；122231213R R Q R R R R R R -++；0 7．04q aπε；04q aπε 8．024U qdsε+解：2. 电源保持连接，则加在电容器上的电势差U 一直不变 设加介质前U Q C ,, ， 加介质后U Q C ,,''加介质，电容增大 C C r ε=' （可以平行板为例自己推导） ① Q Q U C Q CU Q r ε='⇒'='=, ② d U E /= 不变 ③ W W U C W CU W r ε='⇒'='=2221,21 （或用电场能量密度2021E w ε=分析）3. 每个极板在介质中一点产生的电场强度大小为εσ2=E ，所以两极板在介质中产生的场强为rE εεσεσεσ022==⋅=， 而σε==E D 4. （同选择题7） 电源保持连接，则加在两电容器上的电势差之和U 一直不变。
另外，串联的两个电容器上的电量Q 始终相等。
（见笔记）串联后的总电容满足QUC C C =+=21111 2C 中加入介质板， 增大增大增大Q C 2⇒⇒C 。
1C 和2C 上各自加的电量也为Q ，增大电容器1 11U QC =， 1C 不变，Q 增大，则1U 增大 5. （该题如图，C 、A 两板间距为d ，A 、B 两板间距2d ） 设三个带电板上的电荷密度分别为B A C σσσ,,，则它们在 各个区域产生的场强如图所示。
分析可知，C 板左侧和B 板右侧场强为0. （因为 它们接地，电势为零，∞远处电势也为0），则得0222000=++εσεσεσCB A （1） 另外，A 板到B 板的电势差等于到C 板的电势差，即12Ad d C B A C B A 2222222000000⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+εσεσεσεσεσεσ （2）已知SQA =σ （3） 由（1）、（2）、（3）联立可得A C σσ32-=，A B σσ31-=，即 Q Q B 31-=，Q Q C 32-=；A 板的电势为A 板与B 板或C 板的电势差，即S Qdd U C B A A 000032222εεσεσεσ=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 6. 注意，导体接地以后的条件就是该导体电势为0，并不是电荷为零.a. （见笔记）内外球都不接地，外球内表面电量为1Q -，外球外表面带电量为21Q Q + ，内球电势，由三个均匀带电球面产生，根据电势叠加原理， 内球中的任一点，为三个球面之内的点，电势为3021201101444R Q Q R Q R Q U πεπεπε++-=内b. 外球接地，为保证静电平衡条件，外球内表面电量为1Q -，根据电势为零的条件，可得外球外表面电量为0. 此时，外球电势和内球电势由两个带电球面产生，根据电势叠加原理， 内球中任一点，为两带电球面之内的点，电势为)11(4442101201101R R Q R Q R Q U -=-=πεπεπε内；外球接地，电势0=外U .c. 内球接地，外求不接地，此时内球电势为0， 设内球带电量为Q '. 根据静电平衡条件，则外球内表面带电为Q '，外球外表面带电为2Q Q +'，根据电势叠加原理 内球中的任一点，为三个球面之内的点，电势为3022010444R Q Q R Q R Q U πεπεπε+'+'-'=内 由于内球接地，则04443022010=+'+'-'=R Q Q R Q R Q U πεπεπε内，则解得231213221Q R R R R R R R R Q -+-='7. 产生静电感应，电荷分布如图所示，感应电荷在导体表面， 其代数和为零。
球心处的电势为 q 产生的电势+感应电荷产生的电势q由于感应电荷分布在导体表面，代数和为零，他们到球心的距离相同，根据电势叠加原理，感应电荷在球心产生的电势相互抵销，为0. q 在球心产生的电势为aq 04πε，则球心处的电势aq U 04πε=，导体是等势体，所以导体球的电势等于球心处的电势aq U 04πε=8. C 板和B 板之间的场强=电容器产生的场强+C 板产生的场强 即Sqd U d U E C 000022εεσ+=+=所以导体板C 的电势SqdU d E U C 00422ε+=⋅= 三、1． （该题中注意导线有一定的半径，导体内部场强为0）导线间任一点的场强 E E E +-=+即 ()0022E r d r λλπεπε=+- 两导线间电势差：()000ln 22d Rd R RR d R U E dr dr r d r R λλλπεπεπε--⎛⎫-∆=⋅=+= ⎪ ⎪-⎝⎭⎰⎰ d R >> 0ln dU Rλπε∆=单位长度上 Q λ= ∴ 00ln ln Q C d d U R Rπελλπε===∆ 2．（1）作同轴柱状高斯面，可得介质1中：1ˆ2D r r λπ= 11100ˆ2r r D E r rλεεπεε==()12R r R << 同理 2ˆ2D r r λπ= 220ˆ2r E r rλπεε= ()23R r R <<（2）电势差 23121212R R R R U U E dr E dr -=⋅+⋅⎰⎰12321201211ln ln 2r r R R U U R R λπεεε⎛⎫-=+ ⎪ ⎪⎝⎭3．本题与介质有关，应用高斯定理⎰=⋅内q S d D求解。
（1）本问题可分三个区间求解：01=D ，2324QD D r π==与介质无关。
∴ 10E = ()r R <22004rr DQ E r εεπεε==()R r R '<<3204DQE r επε==()r R '>（2）123R RRR U U E dr E dr E dr '∞∞'==⋅=⋅+⋅⎰⎰⎰球1001144r QQ U R R R πεεπε⎛⎫=-+ ⎪''⎝⎭ ()r R ≤ 223001144R rR r QQ U E dr E dr r R Rπεεπε'∞'⎛⎫=⋅+⋅=-+ ⎪''⎝⎭⎰⎰ ()R r R '<< 3304rQ U E dr rπε∞=⋅=⎰()r R '>（3）04r r Q RR C U R R R πεεε'==''-+球球球4．（1） 电容器两极板之间，空气中为匀强电场0E ，介质中为匀强电场E 则)(0t d E Et U -+=介质不影响电位移D 的分布，所以两极板中D 处处相等 而00εDE =， rDDE εεε0==代入上式即tt d U D t d Dt DU r r r+-=⇒-+=)()(000εεεεεε介质中电场强度tt d UDE r r+-==)(0εεε（2） 设两极板上的电量密度为S Q /=+σ和σ-则两极板间任一点处电位移由两板共同产生 σσσ=+=+=-+22D D D(我们记住的是无限大带点板产生的场强220σεσ=⇒=D E ) 由（1）中所得结果tt d US Q S Qtt d U D r r r r +-=⇒==+-=)()(00εεεσεεε (3) tt d S U QC r r +-==)(0εεε。