1.7 静电的利用和防护-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理必修第三册(教科版2019)

第7节 静电的利用和防护 白题基础过关缚 限时：7min 题型1静电平衡 C.验电器的C处做成球形是为了美观 1.(2023·山西长治二中质检)如图，导体棒原 D.验电器的C处做成球形是为了让更多电 来不带电，现将一电荷量为g的正点电荷放在 荷分布在C处 棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B为棒 题型3静电屏蔽 上中心轴线上的两点，A距离棒左端为L,A、B 4.(2023·四川德阳广汉中学质检)如图所示， 间的距离也为L,静电力常数为k.当棒达到静 放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带 电平衡后 电的验电器C,若把一带有正电荷的绝缘体A 移近金属罩B,则 A.棒左端感应出正电荷，右端感应出负电荷 B.A点场强大于B点的场强 C.A点场强小于B点的场强 A.金属罩B的内表面带正电荷 D.棒上感应电荷在A点产生的场强大小 B.金属罩B的右侧外表面带正电荷 为R品 C.验电器C的金属箔片将张开 D.金属罩B左、右两侧电荷电性相同 2.如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负 题型4静电吸附 电的小球P缓慢地靠近（不接触，且未发生放 5,如图所示是静电除尘的示意图.关于静电除尘 电现象)时，下列说法中正确的是 的原理，下列说法不正确的是 A.B端的感应电荷越来越多 B.导体内部场强越来越大 洁净气体 C.导体的感应电荷在M点产生 气 的场强小于在N点产生的场强 煤粉 D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强 A.除尘器圆筒的外壁A接高压电源的正极， 相等 中间的金属丝B接负极 题型2尖端放电 B.B附近的空气分子被强电场电离为电子和 3.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端)》 正离子 处带电情况的实验装置则 C.正离子向A运动过程中被烟气中的煤粉俘 获，使煤粉带正电，吸附到A上，排出的烟 就清洁了 D.电子向A极运动过程中，遇到烟气中的煤 A.带电体A处比B处电荷密集 粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排出的烟 B.带电体B处比A处电荷密集 就清洁了 必修第三册·JK黑白题028 黑题应用提优练 限时：l2min 1.矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场 电量相等的正、负电荷M、N且到小球球心O 中，静电平衡时，感应电荷产生的电场在导体 的距离相等如图所示，球内a、b、c三点到球 内的电场线正确的是 心距离也相等，金属球上的感应电荷在a、b、c 三点的场强大小分别为E。E,、E,则三者相比 ( B A.E。=E6=E B.E=E>E C.E =E<E D.E。=E,=) 2.(2024·浙江丽水月考)》 5.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带 如图所示，在原来不带电⊙ 电的金属空心球C内（不与球接触），另有一 的空心金属球壳外面放 个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠 置一个正电荷，A、B、C三点分别位于球壳外 近，如图所示，于是有 ( ) 部、球壳实体中和球壳空腔内.各点的场强分 别为E4、EgEc,当球壳处于静电平衡状态时， 下列说法正确的是 ( A.A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向 A.A点的电场强度小于B点的电场强度 B.A的位置不变，B向右偏离竖直方向 B.B点的电场强度小于C点的电场强度 C.A向左偏离竖直方向，B的位置不变 C.C点的电场强度等于0 D.A和B的位置都不变 D.由于静电感应，球壳左侧内表面感应出负 压轴挑战 电荷 3.(2024·陕西西安期中)在如图所示的实验 6.(多选)如图所示，导体球A与 中，验电器的金属箔片会张开的是 导体球壳B同心，原来都不带 电，也不接地，设M、N两点的 Q 场强大小分别为E,和E,下列说法中正确 绝嫁地垫 的是 B A.若使A带电，则Eg≠0，Ew=0 金从网 B.若使B带电，则E,=0,E、≠0 C.若使A、B两球分别带上等量异种电荷， 地 则Ey≠0，E、=0 C D D.若使A球带电，B球接地，则E,=0,E、=0 4.(2023·辽宁实验中学期中)一金属小球原来 不带电，现在小球的直径延长线上放置两带 进阶突破拔高练P05 第一章黑白题029过b点时的动能相同，C正确：D.由于甲粒子与场源电荷带异种电 荷，从无穷远处通过：点向：运动的过程中，电场力做正功，电势能 上=子，以上同式相减可得有=血0·= g,D正确放 减小，因此在©点的电势能小于零：乙粒子与场源电荷带同种电荷， 选BD. 从无穷远处通过：点向d运动的过程中，电场力做负功，电势能增 &(写 加，因此在d点的电势能大于零，故甲粒子在：点的电势能小于乙粒 (2)24 （3A点.了m 解析：(1)对滑块水平方向受力分析，如图所示 子在d点时的电势能，D正确.故选B. 4.C解析：由题可知，带电液滴受重力和电场力作用，两个力都是恒 力，其合力沿d方向，则电场力必定水平向右，则液滴带负电.电场 力做正功，电势能减少，故AB错误：因为有重力和电场力做功.所以 液滴的电势能、动能和重力势能之和守恒，故C正确，D错误故选C 5.D解析：A,因为mg=E网，所以合力F=2mg,方向与水平方向的夹 角为45°，小球从A到B点的过程中，合力先做负功后做正功，动能 据牛顿第二定律Af=m,.又Fu=,可知a,=上 先变小后变大，速度先变小后变大，放A错误：B.当水平分速度诚为 滑块向左滑行A最大位移为1，根据哈=2可得1一28 零时o色.此时竖直分速度r=o.位移偏转角am= 21 (2)设滑块第一次从左侧再次回到A处的速度为，加速度为a2,滑 21 块在右侧电场中的加速度为1，在右侧带行的最大距离为s2,滑块 从A左侧最大位移处向右到达A的过程中，据牛顿第二定律F电 1.刚好落回斜面，所以电场力一直做负功，机械能一直减小，此时速 2f 度大小为，故B错误：C.落回斜面过程中，电场力一直做负功，电 f=ma2,F电=E,可得2= 势能一直增大，所以落回斜面时，电势能最大故G错误：D,从A到B 点的过程中，根据能量守恒可知，重力对小球做的功等于小球电势能 又=2，可知，=20： 的增加量，故D正确，故选D. 6.D解析：由题意可知，带块水平方向受库仑力、滑动摩擦力，摩擦力 与运动方向相反，而库仑力与运动方向相同，因滑块在6点静止，故 库仑力小于滑动摩擦力，当在滑动过程中，随着间距减小，库仑力增 大，但仍小于滑动摩擦力，到达点时速度减为零，A错误：水平方向 受大小不变的摩擦力及变大的库仑力，当在滑动过程中，随着间距减 滑块经A进人右侧匀强电场时受力分析如图，有网=m,知a,= 小，库仑力增大.但仍小于滑动摩擦力，所以导致加速度慢慢减小，加 速度是变化的，故中间时刻的速度小于宁.B错误：由动能定理可得 又据=2，可得12可 m后 当滑块运动至右侧位移一半处，电势能等于动能，即电势能等于动能 7m0子，产生的内能0=g=g+子周t在比注 的位强为哥 程中产生的内能大干减少的动能，C错误：由动能定理可得qmg= (3)滑块在A点两侧做往复运动，由于摩擦阻力做功，振幅逐渐减 2m,郭得两点间的电势差Uu= 0 m(后-2g 一-，D正确.放选D. 小，最终停在A点.据能量守恒知滑块运动全程中摩擦力做功W= 2g 7.BD解析：由OM=0N,电场力为斥力，小物体与0点的距离先减小 2 mi 后增大，可知电场力对小物体先做负功后做正功，电势能先增大后减 第7节静电的利用和防护 小，则B正确，A错误：从N到制的过程中，小物体受到的电场力垂 直斜面的分力先增大后诚小，而重力分力不变，则摩擦力先减小后增 白题甚础过关练 大，在此过程中小物体到)点的距离先减小后增大，根据库仑定律可 1.D解析：A.由于g为正电荷，根据静电感应规律可知棒左端感应出 知小物体受到的电场力先增大后或小，C错误设斜面顿角为？，上升 负电荷，右端感应出正电荷，故A错误：C.处于静电平衡的导体是 过程沿斜而运动的最大距离为因为OM=ON,则M,N两点电势相 等势体，内部场强处处为零，A、B两点的场强都是零，故BC错误：D, 等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0.上滑和下滑经过 静电平衡时A点的合场强为零，因此感应电荷在A点的场强与点电 同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一 荷？在A点的场强等值反向，得棒上感应电荷在A点产生的场强大 小段位移在上带和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所做的功均 为相等的负功，所以上滑和下滑过程克服电场力做功与摩擦力所做 小为E,(R,放D正确放选D 的功相等，并设为W,在上滑和下滑过程，对小物体，摩擦力做功相 2.A解析：离得越近，导体上的电子与负电荷排斥力越大，向左排斥得 越多，故B端带负电荷越多，A端带的正电荷也越多，故A正确：导体 等，则应用动能定理分别有：mg0一W,一之m和mg血0： 处于静电平衡状态，内部场强处处为0，故B错误：导体处于静电平 必修第三册·JK黑白题14 衡状态，内部场强处处为0，即感应电荷的场强和带电小球的场强等 第8节电容器电容 大、反向、共线，由于带电小球在M点产生的场强大，故感应电荷在M 点产生的场强也大，故C,D错误故选A, 白题 基础过关练 3.B解析：AB.在导体外表面，越尖锐的位置单位面积上分布的电荷 越多，所以带电体B处比A处电荷密集，故A错误.B正确：CD.验电 1,A解析：A由C可知，电压增大1V时，需要塘加的电荷量为： 器的C处做成球形是为了使更多的电荷分布在比较尖的金属箔片 △0=C△U=30x10×1C=3×105C,故A正确：B.给电容器1C的 上，故C错误，D错误.故选B. 4,B解析：A.金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上， 电药量则由c=号科电压=名宁×10.故型错误：c由0= 故A错误：BD.由于静电感应，使金属罩B的左侧外表面感应出负电 CU可知，当电压达到击穿电压时，电荷量达到最多，最大值为：Q= 荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故B正确，D结误： 400×30×106C=1.2×102C,故C错误：D.两极板间能承受的最大 C,由于静电屏慧，金属网罩内电场强度为零，所以验电器C上无感 电压为击穿电压400V,故D错误故选A 应电荷，所以验电器的金属箔片不会张开，故C错误故选B. 2.BD解析：A.i-1图线下的面积等于电容器允电完毕时所带的电量， 5。C解析：除尘器中的空气被电离，煤粉吸附电子而带负电，煤粉 由图像可知电容器充电完毕时的带电量约为4×103C,A错误：B.电 向电源正极运动，即圆简的外壁A接高压电源的正极，中间的金 容器刚开始放电的釅间有0=一4.5×103×890V=4.005V,电容器 属丝B接负极，A正确：空气被强电场电离为电子和正离子，煤 粉吸附电子而带负电，煤粉向电源正极运动，B正确：电子向A极 的电容约为C=名-经F=1收0R.B正确，C电阳箱的用价 运动过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排 不影响电容器充电完毕时所带的电量，则-1图线下的面积不变。 出的烟就清洁了，故C错误，D正确. C错误：D.若把电阻箱的阻值调至1000再次做实验，通过的电荷 黑题应用提优练 量不变，电路中电阻增大电流减小.由q=可知，电容器放电的时间 1.B解析：处于静电平衡状态的导体，其内部合电场强度处处为零，感 增加，D正确.故选BD. 应电荷产生的电场在导体内的电场线一定与点电荷的电场线反向 故选B 3A解折：银电容器的定义式与决定式C一号.C一可知，当 2.C解析：ABC.A点处于点电荷的电场中，所以A点的电场强度不等 保特持S不变，增大d时，电容器的电容减小，而电容器电荷量不变，则 于零：空心金属导体放在点电荷的电场中，出现静电感应现象，最终 电容器两端电压增大，从而使静电计指针张角8变大，故A正确： 处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以B、C两点的电 B.保持S不变，减小d时，电容器的电容增大，而电容器电荷量不 场强度都为零，则E,>En=E=0,故AB错误，C正确：D.处于静电 变，则电容器两端电压减小，从而使静电计指针张角8威小，故B错 平衡的导体的电势处处相等，其内表面不带电.故D错误故选C, 误：C.保持d不变，减小$时，电容器的电容减小，而电容器电荷量不 3.B解析：A.金属网可以屏蔽网外电荷产生的电场.验电器的两金属 变，则电容器两端电压增大，从而使静电计指针张角8变大，故C错 箔片不带电，不会张开，故A错误：.金属网没有接地，网内带电体 误：D.保持Sd不变，在两板间插人电介质，电容器的电容增大，面 可以使验电器发生静电感应，使金属箔片张开，故B正确：CD.金属 电容器电荷量不变，则电容器两端电压减小，从面使静电计指针张 网接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影 角日域小，故D错误故选A 响，不能使验电器发生静电感应现象，金属箔片不能张开，故C错 误故选B 4.D解析：如果将两板缓慢地水平错开，那么在错开的过程中，电容 4.C解析：静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电 器的电容将减小，由于电源电压不变，E= 4,板同场强不变，则油演 荷产生的附加电场与电量相等的正，负电荷在：，b,c点产生的场强 静止不动，由Q=CU.Q减小，电流计中的电流从a流向6，D正确：如 大小相等，方向相反，相互抵清.根据等量异种电荷场强分布特点可 知正，负电荷在a,b、©点产生的场强大小关系为E.=E。<E,所以金 果将A板缓慢地提高，由于电源电压不变，E= 板同场强变小，则 属球上的感应电荷在a,b,c三点的场强大小为E=E<E,放选C. 油满向下加速运动，提高的过程中，电容器的电容将域小，由Q=CU, 5.B解析：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电， Q减小，电流计中的电流从a流向6，B正确 B,C相互吸引.所以B向右偏：面金属空腔C可以屏蔽外部的B的 电场，所以B的电荷对空腔G的内部无影响，所以A位置不变.故 黑题应用提优栋 B正确，A、C,D错误，放选B. 1.BD解析：A图：可变电容器，通过改变电介质改变电容.故A错误： 压轴挑战 B图：电容器的一个极板是金属芯线，另一个极板是导电液体，故是 6.BC解析：如果A带电，会感应B使B内部带电与A相异，外部带电 通过改变电容器两极板间正对面积面引起电容变化的，故B正确： 与A相同，那么E,≠0、E、≠0.故A项错误如果B带电由于同种电 C图：通过改变极板间的距离改变电容，故C错误：D图：电容器为可变 荷相斥，B所带的电荷只会分布在B的外表面，那么E,=0、E、≠0， 电容器，通过转动动片改变正对面积改变电容，故D正确：故选B 故B项正确如果A,、B带上等量异种电荷，A与B的静电感应使B的 2.C解析：电容器充电后.断开电源，电容器的电量保持不变，根据C= 外表面恰无电荷，则Ev≠0、E,=0,故C项正确如果A带电，B球接 地，是静电屏蔽，B的内表面会感应出与A等量的异种电荷，B的外 、Q下-U可知：E=s,所以，只移动下极板来改变以 d eS 表面无电荷，则Eg≠0.Ey=0,放D项错误 两板间的场强不变，试探电荷在P点所受的电场力也不变，故AB错 参考答案与解析黑白题15