2025新人教版高中物理必修三第九章 静电场及其应用练习题

2025新人教版高中物理必修三第九章静电场及其应用练习题静电场是物理学中电磁学的开篇与基石，其概念抽象而深刻，规律严谨且普适。本章内容不仅是对电荷、电场等基本概念的引入，更是后续学习恒定电流、电磁感应等知识的重要铺垫。通过练习题目的训练，能够帮助同学们深化对基本概念的理解，熟练掌握基本规律的应用，提升分析和解决实际问题的能力。以下练习题将围绕本章核心知识点展开，力求全面考察同学们的知识掌握程度与应用能力。一、基础巩固选择题(单选或多选)1.关于元电荷，下列说法正确的是（）A.元电荷就是质子或电子本身B.物体所带电荷量可以是任意实数C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D.元电荷的数值最早是由库仑通过实验测定的2.两个完全相同的金属小球，分别带有等量的异种电荷，相距一定的距离时，库仑力为F。若将它们接触后再放回原处，则库仑力的大小将变为（）A.FB.F/2C.F/4D.03.关于电场强度，下列说法正确的是（）A.电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比B.电场中某点的电场强度方向就是试探电荷在该点所受电场力的方向C.由E=F/q可知，电场强度的单位是N/CD.电场线越密集的地方，电场强度一定越大4.关于电势能和电势，下列说法正确的是（）A.电荷在电势高处电势能一定大B.电场力对电荷做正功，电荷的电势能一定减少C.电势为零的地方，电势能也一定为零D.沿着电场线方向，电势逐渐降低，电势能也逐渐降低5.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，a、b两点在同一等势面上，c点在另一等势面上。下列说法正确的是（）（此处假设有图：Q为正点电荷，a、b离Q距离相等，c离Q更远）A.a、b两点的电场强度大小相等，方向相同B.将同一试探电荷从a点移到c点，电场力做功一定相同C.a点的电势一定高于c点的电势D.试探电荷在a点具有的电势能一定大于在c点具有的电势能填空题6.在真空中有两个点电荷，它们之间的库仑力为F。若保持它们的电荷量不变，将它们之间的距离增大为原来的两倍，则它们之间的库仑力变为原来的______倍；若保持距离不变，将其中一个电荷的电荷量增大为原来的三倍，同时将另一个电荷的电荷量减小为原来的一半，则它们之间的库仑力变为原来的______倍。7.某电场中，在A点放置一个电荷量为q的正试探电荷，它受到的电场力大小为F，方向水平向右。则A点的电场强度大小E=______，方向______。若将试探电荷的电荷量变为-q，则A点的电场强度大小为______，方向______。8.将一个电荷量为2×10^-8C的点电荷从电场中的M点移到N点，电场力做功为8×10^-6J，则M、N两点间的电势差U_MN=______V。若将另一个电荷量为-1×10^-8C的点电荷从M点移到N点，电场力做的功为______J。9.匀强电场的电场强度大小为E，方向竖直向下。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在该电场中由静止释放（不计空气阻力），小球将做______运动，其加速度大小为______。10.静电现象在生活中有很多应用，例如______（举一种）是利用了静电吸附原理；而______（举一种）则是为了防止静电危害。二、能力提升11.如图所示，在光滑绝缘的水平面上，有两个可视为点电荷的小球A和B，质量分别为m和2m，电荷量分别为+q和+2q，相距为d。现同时由静止释放，不计重力及其他作用力。（1）释放瞬间，小球A和B的加速度大小之比a_A:a_B是多少？（2）在它们相互远离的过程中，系统的电势能如何变化？简述理由。（3）当它们之间的距离增大到2d时，小球A的速度大小为v，求此时小球B的速度大小。12.如图所示，一平行板电容器与电源相连，两极板间形成匀强电场。两极板间距离为d，电势差为U。现有一带电粒子（重力不计）以初速度v0垂直于电场方向从两极板正中间射入。（1）求该匀强电场的电场强度E的大小和方向（设上极板带正电）。（2）若粒子的电荷量为+q，质量为m，求粒子在电场中运动的加速度大小。（3）若粒子恰好能从下极板边缘飞出电场，求粒子在电场中的运动时间t和初速度v0的大小。13.空间中有一沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。在x轴上有A、B两点，坐标分别为x_A=0和x_B=L。一个质量为m、电荷量为+q的粒子，在A点以初速度v0沿x轴正方向开始运动，粒子受到的电场力远大于重力。（1）粒子从A点运动到B点的过程中，电场力对它做了多少功？（2）求粒子到达B点时的速度大小v。（3）若粒子在A点的初速度方向改为沿y轴正方向，其他条件不变，则粒子从A点运动到B点（即x坐标为L处）时，粒子在y方向上的位移大小是多少？三、拓展思考14.结合本章所学知识，请分析为什么高压输电线路的导线表面要做得比较光滑？下雨天时，高压输电线上为什么有时会看到“电晕”现象？15.某同学在学习了示波器的原理后，想进一步了解：如果在示波器的Y极板（竖直偏转极板）上加一个按正弦规律变化的电压，同时在X极板（水平偏转极板）上加一个锯齿形电压（扫描电压），荧光屏上会显示出什么样的波形？请你结合电场对带电粒子的作用，简述其原理。参考答案与提示（此处为篇幅考虑，仅提供简要提示或关键步骤，详细解析需同学们自行完成）基础巩固1.C（提示：元电荷是最小的电荷量单位，不是实物粒子）2.D（提示：接触后先中和再平分电荷）3.CD（提示：电场强度由电场本身决定，与试探电荷无关；电场线的疏密表示场强大小）4.B（提示：电势能与电荷的正负及电势均有关；电势零点是人为规定的）5.BC（提示：点电荷电场中等势面上各点场强大小相等方向不同；正电荷电场中，离电荷越远电势越低）6.1/4；3/27.F/q；水平向右；F/q；水平向右（提示：电场强度由电场本身决定）8.400；-4×10^-69.匀加速直线；(mg+qE)/m（提示：重力与电场力方向相同）10.静电除尘（或静电复印、静电喷漆等）；避雷针（或油罐车拖铁链、地毯中夹杂金属丝等）能力提升11.（1）根据牛顿第二定律和库仑定律，a_A:a_B=4:1（提示：相互作用力大小相等）（2）系统的电势能减小，因为电场力对两个小球均做正功。（3）根据动量守恒定律，v_B=v/212.（1）E=U/d，方向竖直向下（2）a=qU/(md)（3）粒子做类平抛运动，竖直方向：d/2=(1/2)at²；水平方向：L=v0t（L为极板长度，题目未给出，需假设或从图中读取）13.（1）W=qEL（2）根据动能定理：qEL=(1/2)mv²-(1/2)mv0²，解得v（3）粒子做类平抛运动，水平方向匀加速，竖直方向匀速。先求运动时间t，再求竖直位移y=v0t拓展思考14.提示：光滑表面可减少尖端放电；电晕现象是雨天空气潮湿，在强电场下发生的微弱放电现象。15.提示：Y极板电压使电子在竖直方向偏转，其