2021-2022年高中物理人教版（2019）必修三电场及其应用综合拔高练习题

静电场及其应用综合拔高

一、选择题

1.由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为F=k,式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为(　　)

A.kg·A2·m3          B.kg·A-2·m3·s-4

C.kg·m2·C-2     D.N·m2·A-2

2.如图所示为静电力演示仪,两金属极板分别固定于绝缘支架上,且正对平行放置。工作时两板分别接高压直流电源的正负极,表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在两金属极板中间,则(　　)

A.乒乓球的左侧感应出负电荷

B.乒乓球受到扰动后,会被吸在左极板上

C.乒乓球共受到静电力、重力和库仑力三个力的作用

D.用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞

3.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则　(      )

A.a、b的电荷同号,k=

B.a、b的电荷异号,k=

C.a、b的电荷同号,k=

D.a、b的电荷异号,k=

4.如图,空间存在一方向水平向右的匀强电场,两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下,两细绳都恰好与天花板垂直,则(　　)

A.P和Q都带正电荷

B.P和Q都带负电荷

C.P带正电荷,Q带负电荷

D.P带负电荷,Q带正电荷

6. (多选)如图所示的水平匀强电场中,将两个带电小球M和N分别沿图示路径移动到同一水平线上的不同位置,释放后,M、N保持静止,不计重力,则(　　)

A.M的带电量比N的大

B.M带负电荷,N带正电荷

C.静止时M受到的合力比N的大

D.移动过程中匀强电场对M做负功

7.如图,在匀强电场中有一个质量为m、电荷量为q的小球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。则该电场的电场强度的最小值为(　　)

A. B. C. D.

8.直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为(　　)

A.,沿y轴正向

B.,沿y轴负向

C.,沿y轴正向

D.,沿y轴负向

9.用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电的小球,小球质量为1.0×10-2 kg,所带电荷量为7.5×10-8 C,现加一水平方向的匀强电场,平衡时绝缘轻绳与竖直方向成37°角,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2,则(　　)

A.轻绳受到的拉力大小为8.0 N

B.电场强度大小为1.0×107 N/C

C.改变场强方向,仍使小球静止在原位置,则电场强度的最小值为8.0×105 N/C

D.剪断轻绳,带电小球将做类平抛运动

10.如图所示,在空间中的A、B两点固定着一对等量正点电荷,有一带电粒子在它们产生的电场中运动,设带电粒子在运动过程中只受到静电力的作用,带电粒子在电场中所做的运动可能是(　　)

A.匀变速直线运动 

B.匀速圆周运动

C.类平抛运动 

D.往复运动

二、填空题

11.如图所示，带电量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为________，方向_________。（静电力恒量为k）

12.如图所示，用长为L的金属丝弯成半径为r的圆弧，但在A、B之间留有宽度为d的间隙，且d远远小于r，将电量为Q的正电荷均为分布于金属丝上，则圆心处的电场强度为        。   

三、计算题

13.如图所示,长l=1 m 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θ=37°。已知小球所带电荷量q=1.0×10-6 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2, sin 37°=0.6, cos 37°=0.8。求:

(1)小球所受静电力F的大小。

(2)小球的质量m。

(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。

14.如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知加速电压为U1，M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子的质量为m，电荷量为e．求：
（1）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；
（3）P点到O点的距离．

15．如图所示为说明示波器工作原理的示意图，已知两平行板间的距离为d、板长为L电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场，设电子质量为me、电荷量为e．
（1）求经电场加速后电子速度v的大小；
（2）要使电子离开偏转电场时的偏转角度最大，两平行板间的电压U2应是多少？电子动能多大？