第9章 静电场及其应用（word版）-【精英1号】2025年高中物理学考笔记·专题提升训练

第九章　静电场及其应用 【基础对点练】 知识点一　电荷及其守恒定律 1．保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关于电荷量的关键数字看不清，拿来问老师，老师提示：“元电荷e＝1.6×10－19C，并且任何带电体的电荷量都应是元电荷的整数倍。”你认为这个关键数字可能是(　　) A．6.2×10－19 C B．6.8×10－19 C C．6.4×10－19 C D．6.6×10－19 C 【答案】C 【解析】电子所带的电荷量是最小的，人们把最小的电荷量叫作元电荷，任何带电体所带电荷量都是e的整数倍，因此该带电荷量必须为电子电荷量e＝1.6×10－19 C的整数倍，将四个选项中的电荷量除以电子电荷量得数为整数的便是可能正确的数字，故C正确。 2.如图所示，在感应起电的实验中，用与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近原来不带电的验电器的金属球，发现指针发生了偏转。 下列关于金属球和指针带电情况的叙述正确的是(　　) A．金属球带负电，指针带正电 B．金属球带负电，指针带负电 C．金属球带正电，指针带负电 D．金属球带正电，指针带正电 【答案】A 【解析】丝绸摩擦后的玻璃棒带正电，靠近不带电的验电器，根据静电感应规律，可知金属球带负电，指针带正电。故选A。 知识点二　库仑定律　电场强度　电场的叠加 3．[2023·浙江温州·阶段练习]真空中两个点电荷Q1、Q2，距离为R，当Q1增大到原来的3倍、Q2增大到原来的3倍、距离R增大到原来的3倍时，电荷间的库仑力变为原来的(　　) A．1倍 B．3倍 C．6倍 D．9倍 【答案】A 【解析】根据库仑定律公式F＝k，当Q1增大到原来的3倍，Q2增大到原来的3倍，即电荷量的乘积变为原来的9倍，而距离R增大到原来的3倍，即距离的二次方也变为原来的9倍，故库仑力是原来的1倍。故选A。 4．[2023·浙江湖州·联考]把一个所带电荷量为＋q的试探电荷放在电场中的A点，测得其所受静电力大小为F，取走＋q，将＋2q的点电荷放入电场中A点，则此时A点的电场强度和新放入电荷受到的静电力大小为(　　) A.，F B.，2F C.，F D.，2F 【答案】B 【解析】根据所带电荷量为＋q的试探电荷放在电场中的A点，受到的静电力为F，知A点的电场强度为E＝， 电场强度由电场本身决定，与放入电场中的试探电荷无关，所以，此时A点的电场强度仍为E＝，新放入电荷受到的静电力大小为F′＝2qE＝2q×＝2F， 故B正确。故选B。 5．如图所示，真空中有三个带正电的点电荷，所带电荷量分别为q1、q2、q3，将它们固定在边长为L的等边三角形的三个顶点上。q1对q3的库仑力大小为F1，q2对q3的库仑力大小为F2，q1、q2对q3的库仑力的合力大小为F，则下列说法正确的是(　　) A．q2在q3处产生的电场强度大小为 B．q1、q2在q3处产生的合电场强度大小为 C．q1、q2在q3处产生的合电场强度大小为 D．q2在q1处产生的电场强度大小为 【答案】B 【解析】根据电场强度比值定义法E＝，可得q2在q3处产生的电场强度大小为E2＝，q1、q2在q3处产生的合电场强度大小为E3＝，故A、C错误，B正确； 根据点电荷电场强度公式E＝k，可知q2在q1和q3处产生的电场强度大小相等，所以q2在q1处产生的电场强度大小为，故D错误。故选B。 知识点三　电场线 6．[2023·浙江绍兴·阶段练习]下列关于电场线的说法正确的是(　　) A．电场线的方向，就是电荷受力的方向 B．在匀强电场中，正电荷只在静电力作用下一定沿电场线运动 C．电场线越密的地方，同一电荷所受静电力越大 D．静电场的电场线是闭合的 【答案】C 【解析】电场线的方向，是正电荷所受静电力的方向，与负电荷所受静电力的方向相反，故A错误；在匀强电场中，若正电荷初速度方向与电场线方向不在同一直线上，则正电荷不会沿电场线运动，故B错误；电场线越密，电场强度越大，则电荷所受的静电力越大，故C正确；静电场的电场线从正电荷出发到负电荷或无穷远终止，是不闭合的，故D错误。故选C。 7．下图所示为等量异种点电荷的电场线，a、b、c、d分别为点电荷连线和点电荷连线的中垂线上的点，则(　　) A．b点处的电场强度最大 B．d点处的电场强度最大 C．a、b、c、d四点处的电场强度方向不同 D．a、b、c、d四点处的电场强度方向相同 【答案】D 【解析】根据等量异种电荷的电场线分布可知，在两电荷的连线各点中，连线的中点处电场线最稀疏，在两电荷连线的中垂线上各点中，中垂线与两电荷连线的交点处电场线最密集，则说明在a、b、c、d点四点中a点处的电场强度最大，A、B错误；由题图可看出，a、b、c、d四点处的电场线切线均水平向右，则a、b、c、d点处的电场强度方向相同，C错误、D正确。故选D。 知识点四　静电的防止和应用 8.如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、电场强度大小为E的匀强电场时，验电器的箔片不张开，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间产生的电场强度为(　　) A．大小为E，方向水平向左 B．大小为2E，方向水平向左 C．大小为E，方向水平向右 D．0 【答案】A 【解析】因为在金属网内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、电场强度大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场方向相反的电场来抵消金属内部的电场，以保证平衡，从而金属网上电荷重新分布，这就是“静电屏蔽”的原理。故金属网罩的感应电荷在网罩内部空间产生的电场强度大小为E，方向向左。故选A。 【能力综合练】 9．[2023·浙江杭州·高二阶段练习]两个分别带有电荷量－Q和＋7Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们间静电力的大小为F。将两小球相互接触后再分别放回原处，则两球间静电力的大小为(　　) A.F B.F C.F D.F 【答案】D 【解析】初始时静电力大小为F＝＝， 两小球相互接触后再分别放回原处，带电量均为3Q，则此时静电力大小为F′＝＝＝F故选D。 10.一个电场中a、b、c、d四点分别引入试探电荷时，测得试探电荷所受静电力与电荷量间的函数关系图像如图所示，那么下列说法正确的是(　　) A．该电场是匀强电场 B．这四点电场强度的大小关系是Ed>Ea>Eb>Ec C．这四点电场强度的大小关系是Ea>Eb>Ec>Ed D．无法比较这四点电场强度的大小关系 【答案】B 【解析】由公式E＝可得，F与q成正比，比值即等于电场强度E，所以在题图中斜率的绝对值越大E越大，故Ed>Ea>Eb>Ec，且该电场不是匀强电场，B项正确。 11．[2023浙江嘉兴·高二统考]一个负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图像如图所示。则A、B两点所在区域的电场线分布情况可能是图中的(　　) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由v­t图像可知，电荷从A到B做加速度减小的加速运动，由“加速”可知电荷受到的静电力方向和运动方向相同，而所带电荷为负，则电场线方向由B到A，由“加速度减小”可知电场强度变小，即电场线变疏，即由A到B电场线变疏。故选B。 12．如图所示，在两个相距为r且电荷量都为Q的电荷形成的电场中，A为两电荷连线的中心，B为连线上的一点，C为连线中垂线上距两个电荷也为r的一点，则A点电场强度________(选填“大于”或“小于”)B点电场强度，C点的电场强度大小为________。 【答案】小于　k 【解析】电场强度大小与电场线的疏密程度有关，A点处电场线相对于B点较疏，故A点电场强度小于B点； 两点电荷在C点产生的电场强度均为，如图所示。 由几何关系可得，两电荷和C点所围成的三角形为等边三角形，故C点的合电场强度为E＝。 13．如图所示，电荷量Q＝2×10－7 C的正点电荷A固定在空间中O点，将质量m＝2×10－4 kg、电荷量q＝1×10－7 C的另一正点电荷B从O点正上方高于O点5 m处由静止释放，B运动过程中速度最大位置在P点。若静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)B运动到距O点l＝0.5 m处的加速度大小； (2)P、O间的距离L。 【答案】(1)6.4 m/s2　(2)0.3 m 【解析】(1)对点电荷B进行受力分析，点电荷B受重力和静电力的作用，根据牛顿第二定律，有mg－k＝ma，代入数据解得a＝6.4 m/s2。 (2)点电荷B的速度最大时，其加速度为零，根据力的平衡条件，有k＝mg，代入数据解得L＝0.3 m。 学科网（北京）股份有限公司 $$