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1、版人教版教材习题必修3物理练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1.010-8C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

2、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5.310-11m。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2.010-6C，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

3、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）

4、。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

5、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1.010-

6、3kg，所带电荷量为2.010-8C。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4.010-8C、Q2为1.010-8C，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

7、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，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。起电机摇动时，塑料瓶内哪里电场强度最大？是锯条附近还是金属片附近？若锯条接电源负极，金属片接正极，这些烟尘最终到哪里去了？3.超高压带电作业的工人穿戴的工作服（图9.4-11），为什么要用包含金属丝的织物制成？4.在燃气灶和燃气热水器中，

8、常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形（图9.4-12）。这是为什么？与此相反，验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？5.当我们使用有线话筒扩音时，有些由于周围环境中的静电现象或其他原因产生的电信号会通过话筒线混入功率放大器中进行放大，影响扩音的效果。因此，很多优质的话筒线在构造上都采取了防备措施。请观察图9.4-13的话筒线，你知道它采用了什么方法防止干扰信号从话筒线上侵入吗？复习与提高A组1.当验电器带电时，为什么两片金属箔会张开一个角度？为什么两片金属箔张开一定的角度后就不变了？2.如图9-1，在带

9、电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将A、B分开，再移走C，试分析A、B的带电情况；若先将C移走，再把A、B分开，试分析A、B的带电情况。3.如图9-2，用两根同样长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在一点。两小球的质量相等，球A所带的电荷量大于球B所带的电荷量。两小球静止时，悬线与竖直方向的偏角分别为和，请判断二者的关系并说明原因。4.有两个带正电小球，电荷量分别为Q和9Q，在真空中相距0.4m。如果引进第三个带电小球，正好使三个小球仅在静电力的作用下处于平衡状态，那么第三个小球应放在什么地方？带的是哪种电荷？电荷量是Q的几倍？5.如图9-3，用2.0m长的绝缘线

10、把一个质量为4.510-3kg的带电小球悬挂在带等量异种电荷的竖直平行板之间。平衡时，小球偏离竖直位置2.0cm。如果两板间电场的电场强度是1.5l05N/C，小球的电荷量是多少？6.长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图9-4。当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？复习与提高B组1.如图9-5，在带电体C附近，把绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱。假设小电动机非常灵敏，它便会开始转动。当小电动机还没有停止时，又立刻把A、B在C附近相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。如

11、此下去，小电动机便能不停地转动。这不就成了永动机而违背能量守恒定律吗？说说你的看法。2.将电荷量Q分配给可视为点电荷的两个金属球，间距一定的情况下，怎样分配电荷量才能使它们之间的静电力最大？请进行论证。3.如图9-6，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷q后，恰好D点的电场强度等于0。求放在B点的电荷电性和电荷量。4.如图9-7，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，求带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度。5.A、B是两个电荷量都是Q的点电荷，相距l，AB连线中点为

12、O。现将另一个电荷量为q的点电荷放置在AB连线的中垂线上，距O为x的C处（图9-8甲）。（1）若此时q所受的静电力为F1，试求F1的大小。（2）若A的电荷量变为Q，其他条件都不变（图9-8乙），此时q所受的静电力大小为F2，求F2的大小。（3）为使F2大于F1，l和x的大小应满足什么关系？6.在一个点电荷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（图9-9甲）。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系，如图9-9乙中直线a、b所示。（1）求A点和B点的电场强度的大小和方向。（2）点电荷Q所在位置的坐标是多少？第十章静电场

13、中的能量1.电势能和电势1.如图10.1-5，在电场强度为60N/C的匀强电场中有A、B、C三个点，AB为5cm，BC为12cm，其中AB沿电场方向，BC和电场方向的夹角为60。将电荷量为410-8C的正电荷从A点移到B点，再从B点移到C点，静电力做了多少功？若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电力做的功又是多少？2.电荷量q1为410-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有610-8J的电势能。A点的电势是多少？若把q2为210-10C的试探电荷放在电场中的A点，q2所具有的电势能是多少？3.回答下列题目后小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？（1）q在A点的电势能比在B点的

14、大，A、B两点哪点电势高？（2）q在C点的电势能比在D点的大，C、D两点哪点电势高？（3）q在E点的电势能为负值，q在F点的电势能是负值，E、F两点哪点电势高？4.根据图10.1-6解答以下题目，然后进行小结：如何根据匀强电场的电场线来判断两点电势的高低？（1）M、N是匀强电场中同一条电场线上的两点，哪点电势高？（2）M、P是匀强电场中不在同一条电场线上的两点，AB是过M点与电场线垂直的直线，则M、P两点哪点电势高？5.如图10.1-7，A、B是点电荷电场中同一条电场线上的两点，把电荷量q1为10-9C的试探电荷从无穷远移到A点，静电力做的功为410-8J；把q2为210-9C的试探电荷从无穷

15、远移到B点，静电力做的功为610-8J。请判断：场源电荷是正电荷还是负电荷？场源电荷的位置是在A、B的左边还是右边？6.一个电场中有A、B两点，电荷量q1为210-9C的试探电荷放在电场中的A点，具有410-8J的电势能；q2为310-9C的试探电荷放在电场中的B点，具有910-8J的电势能。现把q3为510-9C的试探电荷由A点移到B点，静电力做正功还是负功？数值是多少？7.如图10.1-8，A、B为一对等量同种电荷连线上的两点（其中B为中点），C为连线中垂线上的一点。今将一个电荷量为q的负点电荷自A沿直线移到B再沿直线移到C，请分析在此过程中该电荷的电势能的变化情况。2.电势差例题1.在匀

16、强电场中把电荷量为2.010-9C的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为1.610-7J。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为4.010-7J。（1）A、B、C三点中，哪点电势最高？哪点电势最低？（2）A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大？（3）把电荷量为1.510-9C的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功是多少？（4）根据以上结果，定性地画出电场分布的示意图，标出A、B、C三点可能的位置。1.在某电场中，已知A、B两点之间的电势差UAB为20V，q为210-9C的电荷由A点移动到B点，静电力做的功是多少？电势能是增加还是减少，增加或者减少多少？2.在研究微观粒子时常用电子

17、伏（eV）作为能量的单位。1eV等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能，那么，1eV等于多少焦耳？3.如图10.2-4，回答以下问题。（1）A、B哪点的电势比较高？负电荷在哪点的电势能比较大？（2）负电荷由B点移动到A点时，静电力做正功还是负功？（3）A、B两点的电势差UAB是正的还是负的？UBA呢？4.电场中两个电势不同的等势面能不能相交？说明理由。5.某电场的等势面如图10.2-5所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷沿任一路径从A点移到B点，静电力所做的功是多少？说明理由。正电荷从A点移到C点，跟从B点移到C点，静电力所做的功是否相等？说明理由。6.如图10.2-6，在与纸面平行

18、的匀强电场中有A、B、C三个点，其电势分别为6V、2V和2V。试画出经过A点的一条电场线。3.电势差与电场强度的关系例题.如图10.3-3，真空中平行金属板M、N之间的距离d为0.04m，有一210-15kg的带电粒子位于M板旁，粒子的电荷量为810-15C，给两金属板加200V直流电压。（1）求带电粒子所受的静电力的大小。（2）求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度。（3）如果两金属板距离增大为原来的2倍，其他条件不变，则上述问题（1）（2）的答案又如何？1.空气是不导电的。但是如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的方向相反的静电力很大，以至于分子破碎，空气中出

19、现可以自由移动的电荷，空气就变成了导体。这个现象叫作空气的“击穿”。一次实验中，电压为4104V的直流电源的两极连在一对平行金属板上，如果把两金属板的距离减小到1.3cm，两板之间就会放电。这次实验中空气被击穿时的电场强度是多少？2.带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有匀强电场（图10.3-4），电场强度E为2104V/m，方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。（1）C、D两点哪点电势高？两点的电势差UCD等于多少？（2）如果把B板接地，则C点和D点的电势C和D各是多少？如果把A板接地，则C和D各是多少？在这两种情况中，UCD相同吗？（3）一个电子从C点移动到D点，

20、静电力做多少功？如果使电子从C点先移到P点，再移到D点，静电力做的功是否会发生变化？3.图10.3-5是某初中地理教科书中的等高线图（图中数字的单位是米）。小山坡的左边a和右边b，哪一边的地势更陡些？如果把一个球分别从山坡左右两边滚下（把山坡的两边看成两个斜面，不考虑摩擦等阻碍），哪边的加速度更大？现在把该图看成一个描述电势高低的等势线图，图中的单位是伏特，a和b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？4.电容器的电容1.用图10.4-1的电路给电容器充、放电。开关S接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此往复。下表记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，试根据该信息，在表格内各

21、空格处填上合理的答案。2.有人用图10.4-9描述某电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，请判断它们的正误，并说明理由。3.有一个已充电的电容器，两极板之间的电压为3V，所带电荷量为4.510-4C，此电容器的电容是多少？将电容器的电压降为2V，电容器的电容是多少？所带电荷量是多少？4.心室纤颤是一种可能危及生命的疾病。一种叫作心脏除颤器的设备，通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。图10.4-10是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15F，充电至9.0kV电压，如果

22、电容器在2.0ms时间内完成放电，这次放电有多少电荷量通过人体组织？5.带电粒子在电场中的运动例题1.如图10.5-1甲，某装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图10.5-1乙所示。在t0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1。为使电子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相

23、同而不断加速，圆筒长度的设计必须遵照一定的规律。若已知电子的质量为m、电子电荷量为e、电压的绝对值为u，周期为T，电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。则金属圆筒的长度和它的序号之间有什么定量关系？第n个金属圆筒的长度应该是多少？例题2.如图10.5-2，两相同极板A与B的长度l为6.0cm，相距d为2cm，极板间的电压U为200V。一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度v0为3.0107m/s。把两板间的电场看作匀强电场，求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和偏转的角度。1.真空中有一对平行金属板，相距6.2cm，两板电势差为90V。二价的氧离子由静止开始加速，从一个极板到

24、达另一个极板时，动能是多大？这个问题有几种解法？哪种解法比较简便？2.某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将M、N连起来，从M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在不把M、N直接相连，而按图10.5-7那样在M、N之间加电压U，发现当U12.5V时电流表中就没有电流。问：被这束紫外线照射出的电子，最大速度是多少？3.先后让一束电子和一束氢核通过同一对平行板形成的偏转电场，进入时速度方向与电场方向垂直。在下列两种情况下，分别求出电子偏转角的正切与氢核偏转角的正切之比。（1）电子与氢核的初速

25、度相同。（2）电子与氢核的初动能相同。4.让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分离为三股粒子束？请通过计算说明。5.电子从静止出发被1000V的电压加速，然后沿着与电场垂直的方向进入另一个电场强度为5000N/C的匀强偏转电场。已知偏转电极长6cm，求电子离开偏转电场时的速度及其与进入偏转电场时的速度方向之间的夹角。6.某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞，如图10.5-8所示。若质子的加速长度为4.0m，要使质子由静止被加速到1.010

26、7m/s，加速匀强电场的电场强度应是多少？复习与提高A组1.图10-1表示某电场等势面的分布情况。（1）如果把电子从b等势面移动到e等势面，静电力做功是多少？（2）在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷，试比较它们所受静电力的大小和电势能的大小。2.是否存在如图10-2所示的电场，电场线相互平行，但间距不相等？请说明理由。3.如图10-3甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的v-t图像如图10-3乙所示。（1）请判断该负电荷在A、B两点电势能的大小以及A、B两点电势的高低。（2）比较A、B两点电场强度的大小。4.如

27、图10-4，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，A、B、C分别是这三个等势面上的点。已知这三个圆的半径关系为rCrBrBrA，且这三点在同一条电场线上。现将一个电荷量q为1.610-6C的电荷从A点移到C点，其电势能减少1.9210-5J，若取C点的电势为0，A点的电势为多少？UAB和UBC是否相等？5.有一个平行板电容器，电容是1.510-4F，所带电荷量为610-8C。如果两板间的距离为1mm，电容器两极板间的电场强度是多少？复习与提高B组1.如图10-5，将带负电的试探电荷沿着等量异种点电荷连线的中垂线从A点移动到B点，再沿连线从B点移动到C点。在此全过程中，试探电荷所受的静电力如何变

28、化？所经过各点处的电势如何变化？试探电荷的电势能如何变化？2.如图10-6，两平行金属板相距为d，电势差为U，一个电子从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回。已知OA相距为h，电子质量为m，电子的电荷量为e，试计算此电子在O点射出时的速度。3.如图10-7，在匀强电场中，将电荷量为610-6C的点电荷从电场中的A点移到B点，静电力做了2.410-5J的功，再从B点移到C点，静电力做了1.210-5J的功。已知电场的方向与ABC所在的平面平行。（1）A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC分别为多少？（2）如果规定B点的电势为0，则A点和C点的电势分别为多少？（3）请

29、在图中画出过B点的电场线方向，并说明理由。4.如图10-8，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t0开始，开关改接1，得到流过电路中P点的电流随时间变化的I-t图像（图10-9甲），电容器两极板的电势差UAB随时间变化的图像（图10-9乙）。t2s时，把开关改接2，请在I-t图像和UAB-t图像中画出之后2s时间内图像的大致形状。第十一章电路及其应用1.电源和电流1.一条导线中的电流为50A，在3.2s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？2.手电筒中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的10s内通过某一横截面的电荷量为3C，则电流是多少？3.某手机的说明书标明该手

30、机电池容量为4000mAh，待机时间为22d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。2.导体的电阻1.某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图11.2-6中A、B、C、D四个点。请比较这四个电阻的大小。2.在实验室用一段导线连接一个“3V0.25A”的小灯泡做实验时，一般都不会考虑导线的电阻。如果导线的横截面积是1mm2，请你估计导线的长度，计算它的电阻，然后说明可以不考虑导线电阻的理由。3.某人买了100m规格为4mm2的铜导线为7A的空调供电使用。实际

31、上恰好用去了一半导线。如果空调能够正常工作，制冷时在这段导线上损失的电压约是多少？4.一只鸟站在一条通过500A电流的铜质裸导线上。鸟两爪间的距离是4cm，输电线的横截面积是120mm2。求鸟两爪之间的电压。5.某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他量得盐水柱的长度是30cm，并测出盐水柱的电阻等于R。现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水柱的长度变为40cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于多少？6.如图11.2-7，一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R，则样品的电阻率是多少？电流沿CD方向时样品的电阻是多少？7.人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某