专题19 电容及静电屏蔽（知识梳理+7大考点精讲精练+实战训练）-【学考必备】2025年高中物理学业水平合格性考试总复习（上海专用）

专题19 电容及静电屏蔽 （解析版） 1. 知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造. 2. 理解电容的概念及其定义式和决定式.3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题． 3、了解静电应用，知道各种应用的基本原理； 4、了解静电防范，知道各种静电防范的原理； 知识点一、电容器　电容 1．任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器． 2．电容器的充电和放电： (1)充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板分别带上等量异号电荷的过程叫做充电． (2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程叫做放电． 3．电容： (1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值． (2)公式C＝，其中Q指一个极板上带电量的绝对值． (3)单位：法拉，符号是F,1 F＝1 C/V,1 F＝106 μF＝1012 pF. (4)意义：电容是表示电容器储存电荷的特性的物理量． 4．电容器的电容在数值上等于两极板间每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量． 说明：C＝＝，对任何电容器都适用．Q为电容器所带的电荷量，是其中一个极板上带电荷量的绝对值． 知识点二、平行板电容器的电容　常用电容器 1．平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比，其表达式为C＝，两板间为真空时相对介电常数εr＝1，其他任何电介质的相对介电常数εr都大于1. 2．C＝适用于所有电容器；C＝仅适用于平行板电容器． 3．常见的电容器，从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类． 4．加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压．电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低． 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验： (1)如图1所示，保持Q和d不变，增大(或减小)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 图1 (2)如图2所示，保持Q和S不变，增大(或减小)两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 图2 (3)如图3所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 图3 答案　(1)实验结论：S增大，电势差U减小，电容C增大． (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大． 知识点三：静电的利用 1．静电利用原理的三种情况 （1）利用电场对带电粒子的吸引作用: 如静电除尘、静电植绒、静电喷雾、静电复印等 。 （2）利用静电产生的高压放电：如警棍、压电打火机、点火器、煤气灶打火开关等。 （3）利用尖端放电，如负离子发生器等。 1. 静电除尘（装置如右图a、b） 原理：含有粉尘颗粒的气体,在通过接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场B时,由于阴极发生电晕放电气体被电离,此时带负电的气体离子在电场力的作用下向阳板A运动,在运动中与粉尘颗粒相碰,则使尘粒带负电，电离后的尘粒在电场力的作用下,向阳极运动,到达阳极后,放出所带的电子,尘粒则沉积于阳极板上,而得到净化的气体排出防尘器外。 2. 静电喷雾 原理：应用高压静电,在喷枪与被涂物之间形成一个高压静电场，当涂料经过喷头时产生了高压静电，从喷头喷出后变成带有静电荷的雾滴。在静电场的作用下，雾滴作定向运动，且喷洒均匀。 3. 静电复印 （1） 硒鼓：没有光照射部分为绝缘体，能保持电荷；有光照射部分为导体，将所带电荷传走。 （2）墨粉：一种带电荷的细微塑料颗粒，其电荷与硒鼓表面的电荷极性相反。 （3）工作原理：复印时先使硒鼓带正电，用光学系统将原稿文字成像在硒鼓上，由于字迹的遮光效果，硒鼓表面没有光照射的部分是很好的绝缘体，能保持电荷，因而留下我们看不到的带正电的“静电潜像”。带负电的墨粉和硒鼓表面接触，被带正电的“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸附到白纸上，最后加热使墨粉牢固停留在纸上。 知识点四：静电的防范 1． 良好接地：把静电传入地下，防止静电聚集，避免静电放电的火花引发爆炸；如油罐车用铁链拖地、加油机上的金属键盘； 2． 工艺控制：使空气保持湿润，让静电通过潮湿的空气转移出去；如无尘车间。 3．使用避雷针：原理是尖端放电。如图所示，在雷雨天气高楼上空出现带电云层时，高楼顶部会被感应上大量电荷。由于避雷针是尖的，在其周围形成强电场而导致尖端放电。这就是把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化强为弱，避免强雷电的破坏。总之，静电利用是借助电荷间的相互作用，而静电防范是让产生的电荷及时转移出去，不产生累积。 一、考点一、电容器构造、用途及其分类 1．装水的大玻璃罐能起到储存电荷的作用，它相当于（　　） A．变阻器 B．电源 C．电容器 D．验电器 【答案】C 【详解】电容器具有储存电荷的作用，装水的大玻璃罐能起到储存电荷的作用，它相当于电容器。 故选C。 2．下列电学元件属于电容器的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】属于电容器的是A，B是电池，C是灯泡，D是电阻。 故选A。 3．电容器是用来储存（　　） A．电流 B．电压 C．电荷 D．电阻 【答案】C 【详解】电容器是用来储存电荷的元件。 故选C。 4．如图所示为一电解电容器，根据图中的标示，判断下列说法正确的是（　　） A．该电容器的电容为2200法拉 B．该电容器两极间电势差为1 V时，电容器带电荷量为2.2×10-3 C C．该电容器的电路符号为 D．该电容器的击穿电压为80 V 【答案】B 【详解】A．由题图可知，该电容器的电容为2200 微法，故A错误； B．由Q=CU可知，该电容器两极间电势差为1V时，电容器带电荷量为 Q=2．2×10-3×1C=2.2×10-3C 故B正确； C．该电容器为固定电容器，不是可调电容器，故C错误； D．电容器所标电压为额定电压，故D错误。 故选B。 二、综合题 生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 5．某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A． B．q C． D． 6．关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 7．（1）做静电实验时，应保持空气 （填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的： 。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的 。（填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 【答案】5．B 6．A 7． 干燥 见解析 ①③⑤ 【解析】5．两个电荷充分接触后再分开，所带电荷量先中和再平分，所以B球的电荷量 故选B。 6．AD．根据电荷守恒定律可知摩擦起电不会产生电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒失去了电子，丝绸得到了电子，故A正确，D错误； BC．同理，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒得到了电子，毛皮失去了电子，不会产生电荷，故BC错误。 故选A。 7．（1）[1]做静电实验时，为了避免水汽带走电荷，应保持空气干燥； （2）[2]库仑建立了点电荷模型（带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略）解决了带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离的问题。 （3）[3]静电除尘、静电复印、静电喷涂都是利用了静电； 飞机轮胎用导电橡胶制成是为了防止静电，油罐车的接地链条也是为了防止静电； 电子点火器没有利用静电技术，而是利用了尖端放电。 故选①③⑤。 闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带负电，顶部带正电，云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时，云层与云层之间或云层与地面之间发生的短时放电现象就是闪电。 8．某次闪电的图像如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（　　） A．一次闪电释放的总电荷量为 B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为 C．一次闪电释放的能量为 D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为 9．云层底面的电势比地面 （填“低”或“高”） V。 10．云层底面与地面构成的电容器的电容为 ，发生闪电后，云层底面与地面间的电容 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 11．如果云层的高度降低，闪电更 发生；如果一片带电云层与另一片同高度的不带电云层合并成更大面积的云层，闪电更 发生。（两空均选填“A．可能”或“B．难以”） 12．如图，霜雨时一头牛栓在树下，闪电击中了树，一个持续的电流脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（　　） A． B． C． D． 13．一列火车在前进中，车头和车尾各造到一次闪电轰击。据车上的一个观察者测定，这两次轰击是同时发生的。则车上的观察者位于 （A．车前部B．车正中C．车后部，选填“”、“”或“”），对于铁路边地面上观察者的来说， （A．车头先B．车尾先C．头尾同时，选填“”、“”或“”）受到轰击。 【答案】8．B 9． 低 10． 不变 11． A.可能 B.难以 12．C 13． B B 【解析】8．A．根据电流的定义式可知，图像与时间轴围成图形的面积表示电荷量，故一次闪电释放的总电荷量为 故A错误； B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为 故B正确； C．根据公式，可得 D．全年闪电放出的总能量为 故D错误。 故选B。 9．[1]根据题意可知，云层底部带负电，云层下的地面带正电，则云层底面的电势比地面电势低。 [2]由公式可得，地面与云层地面间的电势差为 即云层底面的电势比地面电势低。 10．[1]由电容的定义式可得，云层底面与地面构成的电容器的电容为 [2]电容器的电容有本身决定，与电容器是否储存电荷量无关，则发生闪电后，云层底面与地面间的电容不变。 11．[1]如果云层的高度降低，云层与地面间的场强变大，则闪电更可能发生。 [2]如果一片带电云层与另一片同高度的不带电云层合并成更大面积的云层，云层电荷密度减小，云层与地面间的场强变小，闪电更难以发生。 12．由图可知，加在牛前后两脚间的电压为 闪电过程中耗散在牛体内的能量 故选C。 13．[1]由于车上的观察者测定两次轰击是同时发生的，根据光速不变原理，说明观察者在火车的中间。 故选B。 [2]在地面上的观察者看来，闪电传到车尾需要传播的距离要短些，传到车头的距离要长些，所以车尾先遭到攻击。 故选B。 三、考点二、电容的概念、定义式、单位和物理意义 14．下列关于电容的说法正确的是（　　） A．电容器A的电容比B的大，说明A所带的电荷量比B多 B．电容是反映电容器储存电荷本领的物理量 C．电容在数值上等于使电容器带1C电荷量时，两极板间的电势差 D．由知，若两极板间电压为10V时，每个极板所带电荷量为，则电容大小为 【答案】B 【详解】A．电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与带的电荷量多少无关，故A错误； B．电容反映电容器储存电荷本领的大小，故B正确； C．由 知，电容在数值上等于使两极板间电势差为1V时，电容器需要带的电荷量，故C错误； D．电压为10V，电荷量为C时，则电容 故D错误。 故选B。 15．图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则（　　） A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度不变 D．电容器储存能量减小 【答案】C 【详解】A．静电计指针张角越大，表明极板间电势差越大，故A错误； B．因Q不变，U增大，根据可知，C变小，故B错误； C．根据、和，求得，因Q、S不变，故E不变，故C正确； D．电容器储存的能量，结合，可得 因Q不变，U增大，故E增大，故D错误。 故选C。 16．电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，不正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】ABD．电容器的电容取决于电容器本身的构造，与电容器极板上的电荷量Q，极板间的电势差U无关，对于同一个电容器来说，其电容是不变的，不随、变化，故A错误，BD正确； C．根据电容器的公式 可得 当电容不变时，其电荷量与电压成正比，故C正确。 本题选错误的，故选A。 17．下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．根据场强定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B．根据电容定义式，电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C．根据公式，A、B两点的电势差与成正比 D．根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度与场源电荷电荷量成正比 【答案】D 【详解】A．场强是电场本身的性质，与是否放入电荷以及所放入电荷的电荷量均无关，故A错误； B．电容是表征电容器容纳电荷量本领的物理量，对于一个确定的电容器，其电容是确定的，跟所带电荷量及极板间的电压均无关，而根据平行板电容的决定式 可知，电容的大小与电介质常数、正对面积成正比，与板间距成反比，故B错误； C．公式 采用的是比值定义法，而电场中两点间的电势差与与带电粒子的电荷量和电场力做功多少无关，故C错误； D．根据真空中点电荷电场强度公式 可知，电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比，故D正确。 故选D。 四、考点三、电容器的Q-U图象 电容器的充放电过程及其特点 18．下图中表示电容器充电过程中电流、电压变化的图像为（　　） A．（a）（c） B．（a）（d） C．（b）（c） D．（b）（d） 【答案】C 【详解】电容器充电过程中两极板的带电荷量不断增大，根据 可知，U不断增大，根据闭合电路欧姆定律可得 所以充电电流不断减小。 故选C。 19．对于给定的电容器来说，在图中哪个图线能正确地描述其带电量Q、两端电压U、电容量C之间的相互关系（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】ABD．公式 为电容C的计算式，而非决定式，所以C不随Q、U的变化而变化，BD错误，A正确； C．根据公式 可知C相当于斜率，恒定，为一条倾斜的直线，C正确。 故选AC。 20．（1）如图所示，若通过图中电流表的电流方向向左，则此时单刀双掷开关S应置于接线柱 （选填“1”或“2”），电容器处于 （选填“充电”或“放电”）过程中，电压表示数变化是 （选填“增大”“减小”或“不变”）。该过程中，整个电路中能量的转化情况为 。    （2）下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是( ) A．          B．   C．          D．   【答案】 2 放电 减小 电场能转化为电能，最后在电阻上产生焦耳热 B 【详解】（1）[1][2][3]若通过图中电流表的电流方向向左，则此时单刀双掷开关S应置于接线柱2，电容器处于放电过程中，电压表示数变化是减小。 [4]该过程中，整个电路中能量的转化情况为：电场能转化为电能，最后在电阻上产生焦耳热。 （2）[5]电容器充电过程中电流随时间减小，B图符合题意，电荷量与电压关系满足 图线的斜率表示电容C，保持不变，CD图均不符合题意。 故选B。 五、考点四、电容器电荷量一定时，U、E随电容器的变化 21．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷。以E表示两板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　） A．增大，E增大 B．增大，增大 C．减小，减小 D．减小，E不变 【答案】D 【详解】电容器视为通电后断开电源，故极板上的电荷量不变，上极板下移，板间距离减小，由可知C增大，由可知两板间的电压变小，指针张角应该减小，由得 Q、k、S、均不变，则E不变，P点与零势面的距离不变由可知电势差不变，电势不变，故电势能也不变。 故选D。 22．如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量、电容、两极板间电势差、两极板间电场强度的变化情况是（　　）    A．变小，不变，不变，变小 B．变小，变小，不变，不变 C．不变，变小，变大，不变 D．不变，变小，变小，变小 【答案】C 【详解】由于电容器与电源断开了，所以电荷量保持不变；增大两极板间距离时，根据 可知电容C变小；再根据电容定义式 可知两极板间的电势差变大；根据 可知电场强度不变。 故选C。 23．如图是电容式声波传感器的示意图，该电路可将声音信号转化为电信号。该电路中右侧金属板b固定不动，左侧是能在声波驱动下沿水平方向左右往复运动的镀有金属层的振动膜a，a、b构成了一个平行板电容器，且通过导线与稳压电源正、负极相接，a随声源S振动而左右往复运动。下列有关分析正确的是（　　） A．a左右往复运动过程中，a、b板构成的电容器的电容不变 B．a左右往复运动过程中，b板所带的电荷量不断变化 C．a左右往复运动过程中，a、b板之间的电场强度不断变化 D．a左右往复运动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流 【答案】BC 【详解】AC．由于平行板电容器两极板与电池两极始终连接，两板间的电压U保持不变，根据电场强度公式和电容的决定式 E=、C= 可知a左右往复运动过程中，a、b板构成的电容器的电容变化，a、b板之间的电场强度不断变化，故A错误，C正确； B．a、b板所带电荷量Q=CU，电容C变化导致Q变化，故B正确； D．由于声源S振动，电容C不断变化导致电荷量Q不断变化，所以电容器出现反复性的充电、放电现象。显然，电流计中电流方向不断变化，故D错误。 故选BC。 六、考点五、静电感应现象、等势体 24．如图所示，不带电的导体AB靠近带正电的小球Q放置，此时A端带 电荷；若让B端接地，则此时A端带 电荷（以上两空均选填“正”或“负”）。 【答案】 负 负 【详解】[1][2]根据静电感应原理可知，不带电的导体AB靠近带正电的小球Q放置，此时A端带负电荷；若让B端接地，则此时A端仍带负电荷。 25．如图所示，设想在真空环境中将带电导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为、。下列推断正确的是（　　）    A．可能为负 B．一定等于 C．可能为负 D．在正电荷的作用下，导体上的正电荷向左运动，负电荷向右运动 【答案】B 【详解】A．因导体所带电量的总和为零，则Q左+Q右一定为零，故A错误； B．因导体所带电量的总和为零，则Q左+Q右一定等于Q'左+Q'右且都等于零，故B正确； C．达到静电平衡时，可知导体右侧带负电，导体左侧带正电，因此为正，故C错误； D．金属导电的实质是自由电子的移动，因此在正电荷的作用下，仅带负电荷的自由电子向右运动，故D错误。 故选B。 26．用绝缘柱支撑的不带电的导体A和B彼此接触，A、B下方均连有两片闭合金属箔。现把带正电荷的C球移近导体A，金属箔的状态是（    ） A．仅有A下方金属箔张开 B．仅有B下方金属箔张开 C．两片金属箔均张开 D．两片金属箔仍闭合 【答案】C 【详解】把带正电荷的C球移近导体A，则A端感应出负电，B端感应出正电，则A、B下方连有的金属箔均会张开。 故选C。 雷电是大气中的放电现象，多形成在积雨云中。通常下部的雷云因摩擦而带负电，上部的雷云带正电。当某处积聚的电荷密度很大，周围产生强电场，就可击穿空气分子，形成雷电，释放巨大能量。 27．由于静电感应，会使雷云下方附近的地面积聚 电荷，在云层和地面之间产生电场的大致方向： 。 28．为避免雷电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图，雷雨天，在避雷针附近产生电场，其等势面的分布如虚线所示。 （1）A、B、C三点中，场强最大的位置是 。一带电量为-2.0×10-7C的电荷q，由B运动到到C点，则其电势能的变化量∆Ep= J。 （2）沿水平方向在某区域建立坐标轴Ox，轴上各点电势分布如图所示，b为图线最高点，则( ) A．b点场强为零             B．b点场强竖直向上 C．a、c两点场强相同     D．沿水平方向b点距离避雷针比c点更远 29．1752年6月的一天，富兰克林在空旷地带高举装有金属杆的风筝，刚好一道闪电从风筝上掠过，他将风筝线上的电引入莱顾瓶中，回家进行了各种电学实验，证明雷电与人工摩擦产生的电具有相同的性质。已知莱顿瓶的电容C=1000pF，测出其两端的电压U=120V，则富兰克林收集到雷电的电量Q= C．（1pF=10-12F） 【答案】27． 正 向上 28． A点 -8.0×10-4 B 29．1.2×10-7 【解析】27．[1]根据题意，由于下部的雷云因摩擦而带负电，根据静电感应的原理可知，会使雷云下方附近的地面积聚正电荷； [2]电场线的方向由正电荷指向负电荷，而电场线的方向即为电场的方向，则可知在云层和地面之间产生电场的大致方向向上。 28．（1）[1]等差等势面越密集的地方电场强度越大，根据等势面的分布可知A点处的等势面最密集，因此A点处的场强最大； [2]负电荷q，由B运动到到C点，其电势能的变化量 （2）AB．在图像中，图线的斜率表示电场强度，b点为图像中的最高点，则可知b点处的斜率为0，则b点处的水平场强为0，只有竖直方向的场强，故A错误，B正确； C．在图像中a、c两点处的斜率大小不同方向也不同，则可知a、c两点处的场强大小不同，方向也不同，故C错误； D．离避雷针越近电势越高，b点处的电势高于c点处的电势，由此可知沿水平方向b点距离避雷针比c点更近，故D错误。 故选B。 29．根据 代入数据可得 七、导体上电荷的分布、尖端放电 30．下列各图中涉及到的物理现象及应用，说法正确的是（　　） A．甲图是利用把头发碎屑模拟的电场线的分布，从图中可知该电场一定是正电荷形成的 B．乙图为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 C．丙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上 D．丁图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷 【答案】B 【详解】A．根据甲图无法判定电场线的方向，所以无法得知该电场是否为正电荷形成，故A错误； B．图乙为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，故B正确； C．图丙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上，故C错误； D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷，从而产生引力，故D错误。 故选B。 31．对于静电喷漆的说法，下列正确的是（　　） A．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来 B．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带负电，物体不带电，相互吸引而被物体吸附 C．从喷枪喷出的油漆粒子带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上 D．因为油漆粒子相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆 【答案】C 【详解】喷枪喷出的油漆粒子带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，从而减少了浪费。 故选C。 32．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，该女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种性质的电荷 B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．丁图中，验电器能够直接检测出带电物体的电性 【答案】C 【详解】A．女生接触金属球，与金属球带同种电荷，故A错误； B．线状电离器B带负电，管壁A带正电，带电的尘埃被收集在了A上，故B错误； C．燃气灶电子点火器应用了尖端放电原理，故C正确； D．验电器可以检测出物体是否带电，若已知验电器带电的电性，才可以检测带电物体的电性，故D错误。 故选C。 33．下列说法中正确的是（　　） A．静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到带有异种电荷的电极上 B．静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到带异种电荷的白纸上 C．静电喷涂的原理是让油漆带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上 D．静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方 【答案】ABC 【详解】A．灰尘很容易吸附电子，静电除尘的原理就是吸附负电荷的灰尘在电场力作用下被吸附到带正电荷的圆筒上，故A正确； BCD．静电复印和静电喷涂是分别使油墨和油漆带电，在电场力作用下吸附到带异种电荷的预期部位；静电复印曝光时，在光学系统作用下，将原稿图像投射到感光片，并使其形成静电潜像的过程，曝光时，感光片亮区光导体导通，表面电荷迅速消失（亮衰），暗区光导体绝缘，表面电荷基本保持（不变）。故BC正确，D错误。 故选ABC。 静电与人们的关系越来越密切，静电既有有利的一面，也有需要防范的一面。现在，人们已经可以有效地利用静电的特性，使它为我们的日常生活服务。静电是静止状态下的电荷，而静电场则是由这些静止电荷所产生的空间电场，二者相互依存。 34．（单选）下列属于静电防范的是（　　） A．静电喷雾 B．静电复印 C．安装避雷针 D．静电除尘 35．如图所示为一简易的静电除尘器，静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接，正极连接铝片，充入烟尘，通电后烟尘在电场中通过某种机制带电，被吸附在了铝片上，达到除尘效果，则烟尘在电场中带的是 电（填正或负），带电后向铝片运动的过程中，电势能 （填“增大”或“减小”）。 36．电场线和等势面可以形象地描述静电场。已知点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面、到点电荷的距离分别为、，静电力常量k。 （1）在物理学中，把电场强度的大小E与垂直于场强方向的面积S的乘积定义为电场强度通量，定义式为，可以反映穿过该面电场线条数的多少。请计算、上单位面积通过的电场线条数之比； （2）点电荷形成的电场中，某一点的电势可以用表示，该式仅由静电力常量k、点电荷Q的电量及该点到点电荷的距离r决定。一个质量为m、电荷量为e的电子仅在电场力的作用下，以适当的速度可在该电场中做半径为r的匀速圆周运动，求点电荷Q与电子组成的系统具有的总能量。 【答案】34．C 35． 负 减小 36．（1）；（2） 【解析】34．安装避雷针是预防静电带来的危害，其它三项都是静电的应用。 故选C。 35．[1]由于铝片接正极，根据异种电荷相互吸引的原理可知，烟尘粒子带负电； [2]带电后的烟尘向铝片运动，电场力做正功，电势能减小。 36．（1）根据点电荷形成的电场中，电场强度的大小 故电场强度通量 单位面积通过的电场线条数之比 （2）据库仑定律及牛顿第二定律可得 则电子的动能为 电子的电势能为 点电荷Q与电子组成的系统具有的总能量 八、单选题 37．某兴趣小组同学在学习电容器之后，尝试自制“莱顿瓶”来贮存电荷，其结构如图所示。为提升其存储电荷的本领，可以（　　） A．升高莱顿瓶的电压 B．增加内外锡箔的高度 C．选择瓶壁较厚的玻璃瓶 D．把玻璃瓶换成金属瓶 【答案】B 【详解】A．内外锡箔纸形成一个电容器，玻璃瓶壁为电容器的介质。要提升其储存电荷的本领，即要增大电容的容量C，根据电容的决定式 电容和电压无关，故A错误； B．增加内外锡箔纸的高度，S变大，C变大，故B正确； C．增加玻璃瓶壁厚度，d增大，C变小，故C错误； D．把玻璃瓶换为金属瓶，介质导电，不能形成电容器，故D错误； 故选B 。 38．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当使带电的金属球靠近验电器的金属球时，验电器的箔片 （填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为 。 【答案】 不张开 静电屏蔽 【详解】[1][2]金属网罩在水平向右的匀强电场作用下，使得金属网罩左侧带负电，右侧带正电，使得网罩内存在两个电场，匀强电场向右和网罩正负电荷形成的向左的电场，当网罩电荷不再移动时，两个电场等大反向合场强为0，因此验电器的金属片不会张开，我们把这种现象称之为静电屏蔽。 39．根据学过的电学知识判断下列说法正确的是（    ） A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要安全 【答案】BD 【详解】A．电力工人高压作业时，全身穿戴由金属丝制成的衣服、帽子、手套、鞋子等装备，可以对人体起到静电屏蔽的作用，使人能够安全作业，故A错误； B．由于塑料和油摩擦容易起电，且产生的静电荷不易泄露，从而形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，因此在运输汽油的过程中，用金属制成的油桶更容易将摩擦而产生的电荷转移，不容易造成静电积累，因此更安全，故B正确； C．绝缘性能良好的化纤制品制成的衣物不能很好的将静电导入地下，容易造成医疗事故，故C错误； D．汽车车身是金属构架，打雷时在汽车内部可形成静电屏蔽，若汽车被雷击中，金属有很好的导电性，可将闪电电流导入地下，因此打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要安全，故D正确。 故选BD。 九、填空题 十、解答题 阅读材料，回答下列问题。 材料二：生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 40．某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A． B． C． D． 41．关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 42．科学家在研究原子、原子核以及基本粒子时，为了方便，常常把元电荷作为电荷量的单位。关于元电荷，下列说法正确的是（　　） A．把质子或电子叫做元电荷 B．元电荷是一种特殊的点电荷 C．电荷量很小的电荷就是元电荷 D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 43．（1） 做静电实验时， 应保持空气 （填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的： 。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的 。  （填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 【答案】40．B 41．A 42．D 43． 干燥 库仑建立了点电荷模型（带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略）解决了带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离的问题。 ①③⑤ 【解析】40．两个电荷充分接触后再分开，所带电荷量先中和再平分，所以B球的电荷量 故选B。 41．AD．根据电荷守恒定律可知摩擦起电不会产生电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒失去了电子，丝绸得到了电子，故A正确，D错误； BC．同理，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒得到了电子，毛皮失去了电子，故BC错误。 故选A。 42．ACD．元电荷是质子或者电子所带的电荷量，并不是质子或电子本身，物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，故D正确，AC错误； B．元电荷不是点电荷，故B错误。 故选D。 43．（1）[1]做静电实验时，为了避免水汽带走电荷，应保持空气干燥； （2）[2]库仑建立了点电荷模型（带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略）解决了带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离的问题。 （3）[3]静电除尘、静电复印、静电喷涂都是利用了静电； 飞机轮胎用导电橡胶制成是为了防止静电，油罐车的接地链条也是为了防止静电； 电子点火器没有利用静电技术，而是利用了尖端放电。 故选①③⑤。 电场 电场是一种特殊的物理场，它与磁场相对应，并可以通过带电粒子之间的相互作用而产生。在现代科学技术中，电场的应用已经变得十分广泛，涉及到许多领域，如电力、电子、通信、材料科学等。电场在电力中的应用是最为广泛的。电场可以用来将机械能转化为电能，例如在发电厂中，涡轮机将水或其他燃料中的热能转化为机械能，再通过静电场的作用将机械能转化为电能。 44．雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场。该电场的等势面a、b、c、d分布情况如图所示，在等势面上A、B、C有三点。下列说法中正确的是（　　） A．避雷针附近形成了匀强电场 B． A、B、C三点中，B点场强最大 C． A、B、C三点中，C点电势最高 D．一带负电的雨点从乌云中下落，电场力做正功 45．空间有一个沿x轴分布的电场，其场强E随x变化的关系如图所示。其“阴影面积”的单位是（　　） A．N B．J C．V D． 46．空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示。在x轴上a、b两点的电场强度在x轴上的分量分别为、，则 0、 0， （填“＜、＞、=”） 【答案】44．D 45．C 46． ＜ > < 【解析】44．A．避雷针附近形成的电场的电场线不是平行等距的，不是匀强电场，选项A错误； B．A、B、C三点中，A点的等差等势面最密集，可知A点场强最大，选项B错误； C．A、B、C三点中，C点在等势面d上，则电势最低，选项C错误； D．一带负电的雨点从乌云中下落，受电场力向下，则电场力做正功，选项D正确。 故选D。 45．结合匀强电场中电势差与场强的关系式U=Ed可知，E-x图线与x轴所围的面积表示电势差，单位为V。 故选C。 46．[1][2][3]沿着电场线电势逐渐降低，可知O点左侧Eax方向沿x轴负方向，O点右侧Ebx方向沿x轴正方向，因此有 Eax＜0 Ebx＞0 因φ-x图像的斜率等于场强，可知 47．静电场 在生产和社会生活中，静电既有有利的一面，也有需要防范的一面。 (1)下列属于描述静电场能的性质的物理量是（　　） A．电场强度 B．电势能 C．电势 D．电荷量 (2)如图静电喷雾装置，接上高压电源后在喷口和被涂物间产生强电场，虚线为等势面。带负电液滴从喷口飞向被涂物，是其中一条路径上的三点，是的中点，则： ①液滴在点的加速度 在点的加速度；液滴在点的电势能 在c点的电势能（均选涂：A．大于B．等于C．小于）； ②用虚线在间定性画出一个等势面 ，使相邻等势面间的电势差相等。 (3)如图，两块足够大的彼此绝缘的水平金属板间距为，其电容为，与电压恒为的电源相接。（元电荷电荷量为e）。求： ①A板带电量； ②若有液滴悬浮在板间不动，液滴的最小质量； ③从A板中心以速率往各个方向射出一批质量为带电量为的正电荷（重力不计）。问电荷到达B板上的区域面积为多大。（计算和简答） 【答案】(1)C (2) A A (3)①；②；③ 【详解】（1）A．电场强度反映电场本身的力性质，由电场本身决定，故A错误； BD．电势能，可知电势能与电场和电荷都有关，故BD错误； C．电势反映电场本身的能的性质，由电场本身决定，故C正确。 故选C。 （2）①[1]根据等势面与电场线垂直，可定性画出如图电场线 电场线越密，电场强度越大，因此a点场强大于c点场强，故a点的加速度大于c点的加速度。 故选A。 [2]沿电场线方向电势降低，因此a点的电势小于c点的电势，根据可知，带负电液滴在a点的电势能大于在c点的电势能。 故选A。 ②[3]根据等势面与电场线垂直，且左侧电场强度大，等差等势面间距小，等势面如图 （3）①A板带电量为 ②板间电场强度的大小为 粒子受到的静电力为 液滴悬浮在板间不动，根据平衡条件 联立解得 因此当电荷量最小，为e时质量最小，最小为； ③带电粒子打在金属板上的范围是一个半径为R的圆，从粒子源平行于金属板水平射出的粒子在电场中做类平抛运动，落在金属板上的位置是该圆的边缘，沿速度方向 沿电场线方向，根据牛顿第二定律 解得 联立，解得 十一、多选题 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题19 电容及静电屏蔽 （原卷版） 1. 知道电容器的概念和平行板电容器的主要构造. 2. 理解电容的概念及其定义式和决定式.3.掌握平行板电容器电容的决定式，并能用其讨论有关问题． 3、了解静电应用，知道各种应用的基本原理； 4、了解静电防范，知道各种静电防范的原理； 知识点一、电容器　电容 1．任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器． 2．电容器的充电和放电： (1)充电：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板分别带上等量异号电荷的过程叫做充电． (2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程叫做放电． 3．电容： (1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值． (2)公式C＝，其中Q指一个极板上带电量的绝对值． (3)单位：法拉，符号是F,1 F＝1 C/V,1 F＝106 μF＝1012 pF. (4)意义：电容是表示电容器储存电荷的特性的物理量． 4．电容器的电容在数值上等于两极板间每升高(或降低)单位电压时增加(或减少)的电荷量． 说明：C＝＝，对任何电容器都适用．Q为电容器所带的电荷量，是其中一个极板上带电荷量的绝对值． 知识点二、平行板电容器的电容　常用电容器 1．平行板电容器的电容与两平行极板正对面积S成正比，与电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比，其表达式为C＝，两板间为真空时相对介电常数εr＝1，其他任何电介质的相对介电常数εr都大于1. 2．C＝适用于所有电容器；C＝仅适用于平行板电容器． 3．常见的电容器，从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类． 4．加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压．电容器外壳上标的是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低． 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成．利用平行板电容器进行如下实验： (1)如图1所示，保持Q和d不变，增大(或减小)两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 图1 (2)如图2所示，保持Q和S不变，增大(或减小)两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 图2 (3)如图3所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化． 图3 答案　(1)实验结论：S增大，电势差U减小，电容C增大． (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小． (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大． 知识点三：静电的利用 1．静电利用原理的三种情况 （1）利用电场对带电粒子的吸引作用: 如静电除尘、静电植绒、静电喷雾、静电复印等 。 （2）利用静电产生的高压放电：如警棍、压电打火机、点火器、煤气灶打火开关等。 （3）利用尖端放电，如负离子发生器等。 1. 静电除尘（装置如右图a、b） 原理：含有粉尘颗粒的气体,在通过接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场B时,由于阴极发生电晕放电气体被电离,此时带负电的气体离子在电场力的作用下向阳板A运动,在运动中与粉尘颗粒相碰,则使尘粒带负电，电离后的尘粒在电场力的作用下,向阳极运动,到达阳极后,放出所带的电子,尘粒则沉积于阳极板上,而得到净化的气体排出防尘器外。 2. 静电喷雾 原理：应用高压静电,在喷枪与被涂物之间形成一个高压静电场，当涂料经过喷头时产生了高压静电，从喷头喷出后变成带有静电荷的雾滴。在静电场的作用下，雾滴作定向运动，且喷洒均匀。 3. 静电复印 （1） 硒鼓：没有光照射部分为绝缘体，能保持电荷；有光照射部分为导体，将所带电荷传走。 （2）墨粉：一种带电荷的细微塑料颗粒，其电荷与硒鼓表面的电荷极性相反。 （3）工作原理：复印时先使硒鼓带正电，用光学系统将原稿文字成像在硒鼓上，由于字迹的遮光效果，硒鼓表面没有光照射的部分是很好的绝缘体，能保持电荷，因而留下我们看不到的带正电的“静电潜像”。带负电的墨粉和硒鼓表面接触，被带正电的“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸附到白纸上，最后加热使墨粉牢固停留在纸上。 知识点四：静电的防范 1． 良好接地：把静电传入地下，防止静电聚集，避免静电放电的火花引发爆炸；如油罐车用铁链拖地、加油机上的金属键盘； 2． 工艺控制：使空气保持湿润，让静电通过潮湿的空气转移出去；如无尘车间。 3．使用避雷针：原理是尖端放电。如图所示，在雷雨天气高楼上空出现带电云层时，高楼顶部会被感应上大量电荷。由于避雷针是尖的，在其周围形成强电场而导致尖端放电。这就是把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化强为弱，避免强雷电的破坏。总之，静电利用是借助电荷间的相互作用，而静电防范是让产生的电荷及时转移出去，不产生累积。 一、考点一、电容器构造、用途及其分类 1．装水的大玻璃罐能起到储存电荷的作用，它相当于（　　） A．变阻器 B．电源 C．电容器 D．验电器 2．下列电学元件属于电容器的是（　　） A． B． C． D． 3．电容器是用来储存（　　） A．电流 B．电压 C．电荷 D．电阻 4．如图所示为一电解电容器，根据图中的标示，判断下列说法正确的是（　　） A．该电容器的电容为2200法拉 B．该电容器两极间电势差为1 V时，电容器带电荷量为2.2×10-3 C C．该电容器的电路符号为 D．该电容器的击穿电压为80 V 二、综合题 生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 5．某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A． B．q C． D． 6．关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 7．（1）做静电实验时，应保持空气 （填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的： 。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的 。（填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带负电，顶部带正电，云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时，云层与云层之间或云层与地面之间发生的短时放电现象就是闪电。 8．某次闪电的图像如图所示。云层底部与地面之间的距离，击穿空气所需的电场强度，假设云层底部与地面间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，则（　　） A．一次闪电释放的总电荷量为 B．闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为 C．一次闪电释放的能量为 D．地球上每年闪电次，全年闪电放出的总能量约为 9．云层底面的电势比地面 （填“低”或“高”） V。 10．云层底面与地面构成的电容器的电容为 ，发生闪电后，云层底面与地面间的电容 （填“变大”、“变小”或“不变”）。 11．如果云层的高度降低，闪电更 发生；如果一片带电云层与另一片同高度的不带电云层合并成更大面积的云层，闪电更 发生。（两空均选填“A．可能”或“B．难以”） 12．如图，霜雨时一头牛栓在树下，闪电击中了树，一个持续的电流脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的身体电阻为，则闪电过程中耗散在体内的能量约为（　　） A． B． C． D． 13．一列火车在前进中，车头和车尾各造到一次闪电轰击。据车上的一个观察者测定，这两次轰击是同时发生的。则车上的观察者位于 （A．车前部B．车正中C．车后部，选填“”、“”或“”），对于铁路边地面上观察者的来说， （A．车头先B．车尾先C．头尾同时，选填“”、“”或“”）受到轰击。 三、考点二、电容的概念、定义式、单位和物理意义 14．下列关于电容的说法正确的是（　　） A．电容器A的电容比B的大，说明A所带的电荷量比B多 B．电容是反映电容器储存电荷本领的物理量 C．电容在数值上等于使电容器带1C电荷量时，两极板间的电势差 D．由知，若两极板间电压为10V时，每个极板所带电荷量为，则电容大小为 15．图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验，保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则（　　） A．极板间电势差减小 B．电容器的电容增大 C．极板间电场强度不变 D．电容器储存能量减小 16．电容器充电时，其电荷量Q、电压U、电容C之间的相互关系，不正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   17．下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是（　　） A．根据场强定义式，电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量成反比 B．根据电容定义式，电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C．根据公式，A、B两点的电势差与成正比 D．根据真空中点电荷电场强度公式，电场中某点电场强度与场源电荷电荷量成正比 四、考点三、电容器的Q-U图象 电容器的充放电过程及其特点 18．下图中表示电容器充电过程中电流、电压变化的图像为（　　） A．（a）（c） B．（a）（d） C．（b）（c） D．（b）（d） 19．对于给定的电容器来说，在图中哪个图线能正确地描述其带电量Q、两端电压U、电容量C之间的相互关系（　　） A． B． C． D． 20．（1）如图所示，若通过图中电流表的电流方向向左，则此时单刀双掷开关S应置于接线柱 （选填“1”或“2”），电容器处于 （选填“充电”或“放电”）过程中，电压表示数变化是 （选填“增大”“减小”或“不变”）。该过程中，整个电路中能量的转化情况为 。    （2）下列图像中，能正确反映电容器充电过程中电流与时间、电荷量与电压关系的是( ) A．          B．   C．          D．   五、考点四、电容器电荷量一定时，U、E随电容器的变化 21．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的点电荷。以E表示两板间的电场强度，表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　） A．增大，E增大 B．增大，增大 C．减小，减小 D．减小，E不变 22．如图所示，先接通S使电容器充电，然后断开S，当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量、电容、两极板间电势差、两极板间电场强度的变化情况是（　　）    A．变小，不变，不变，变小 B．变小，变小，不变，不变 C．不变，变小，变大，不变 D．不变，变小，变小，变小 23．如图是电容式声波传感器的示意图，该电路可将声音信号转化为电信号。该电路中右侧金属板b固定不动，左侧是能在声波驱动下沿水平方向左右往复运动的镀有金属层的振动膜a，a、b构成了一个平行板电容器，且通过导线与稳压电源正、负极相接，a随声源S振动而左右往复运动。下列有关分析正确的是（　　） A．a左右往复运动过程中，a、b板构成的电容器的电容不变 B．a左右往复运动过程中，b板所带的电荷量不断变化 C．a左右往复运动过程中，a、b板之间的电场强度不断变化 D．a左右往复运动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流 六、考点五、静电感应现象、等势体 24．如图所示，不带电的导体AB靠近带正电的小球Q放置，此时A端带 电荷；若让B端接地，则此时A端带 电荷（以上两空均选填“正”或“负”）。 25．如图所示，设想在真空环境中将带电导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成左右两部分，这两部分所带电荷量分别为、。下列推断正确的是（　　）    A．可能为负 B．一定等于 C．可能为负 D．在正电荷的作用下，导体上的正电荷向左运动，负电荷向右运动 26．用绝缘柱支撑的不带电的导体A和B彼此接触，A、B下方均连有两片闭合金属箔。现把带正电荷的C球移近导体A，金属箔的状态是（    ） A．仅有A下方金属箔张开 B．仅有B下方金属箔张开 C．两片金属箔均张开 D．两片金属箔仍闭合 雷电是大气中的放电现象，多形成在积雨云中。通常下部的雷云因摩擦而带负电，上部的雷云带正电。当某处积聚的电荷密度很大，周围产生强电场，就可击穿空气分子，形成雷电，释放巨大能量。 27．由于静电感应，会使雷云下方附近的地面积聚 电荷，在云层和地面之间产生电场的大致方向： 。 28．为避免雷电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针。如图，雷雨天，在避雷针附近产生电场，其等势面的分布如虚线所示。 （1）A、B、C三点中，场强最大的位置是 。一带电量为-2.0×10-7C的电荷q，由B运动到到C点，则其电势能的变化量∆Ep= J。 （2）沿水平方向在某区域建立坐标轴Ox，轴上各点电势分布如图所示，b为图线最高点，则( ) A．b点场强为零             B．b点场强竖直向上 C．a、c两点场强相同     D．沿水平方向b点距离避雷针比c点更远 29．1752年6月的一天，富兰克林在空旷地带高举装有金属杆的风筝，刚好一道闪电从风筝上掠过，他将风筝线上的电引入莱顾瓶中，回家进行了各种电学实验，证明雷电与人工摩擦产生的电具有相同的性质。已知莱顿瓶的电容C=1000pF，测出其两端的电压U=120V，则富兰克林收集到雷电的电量Q= C．（1pF=10-12F） 七、导体上电荷的分布、尖端放电 30．下列各图中涉及到的物理现象及应用，说法正确的是（　　） A．甲图是利用把头发碎屑模拟的电场线的分布，从图中可知该电场一定是正电荷形成的 B．乙图为家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的 C．丙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上 D．丁图为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相同的电荷 31．对于静电喷漆的说法，下列正确的是（　　） A．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来 B．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带负电，物体不带电，相互吸引而被物体吸附 C．从喷枪喷出的油漆粒子带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上 D．因为油漆粒子相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆 32．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，该女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种性质的电荷 B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．丁图中，验电器能够直接检测出带电物体的电性 33．下列说法中正确的是（　　） A．静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到带有异种电荷的电极上 B．静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到带异种电荷的白纸上 C．静电喷涂的原理是让油漆带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上 D．静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方 静电与人们的关系越来越密切，静电既有有利的一面，也有需要防范的一面。现在，人们已经可以有效地利用静电的特性，使它为我们的日常生活服务。静电是静止状态下的电荷，而静电场则是由这些静止电荷所产生的空间电场，二者相互依存。 34．（单选）下列属于静电防范的是（　　） A．静电喷雾 B．静电复印 C．安装避雷针 D．静电除尘 35．如图所示为一简易的静电除尘器，静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接，正极连接铝片，充入烟尘，通电后烟尘在电场中通过某种机制带电，被吸附在了铝片上，达到除尘效果，则烟尘在电场中带的是 电（填正或负），带电后向铝片运动的过程中，电势能 （填“增大”或“减小”）。 36．电场线和等势面可以形象地描述静电场。已知点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面、到点电荷的距离分别为、，静电力常量k。 （1）在物理学中，把电场强度的大小E与垂直于场强方向的面积S的乘积定义为电场强度通量，定义式为，可以反映穿过该面电场线条数的多少。请计算、上单位面积通过的电场线条数之比； （2）点电荷形成的电场中，某一点的电势可以用表示，该式仅由静电力常量k、点电荷Q的电量及该点到点电荷的距离r决定。一个质量为m、电荷量为e的电子仅在电场力的作用下，以适当的速度可在该电场中做半径为r的匀速圆周运动，求点电荷Q与电子组成的系统具有的总能量。 八、单选题 37．某兴趣小组同学在学习电容器之后，尝试自制“莱顿瓶”来贮存电荷，其结构如图所示。为提升其存储电荷的本领，可以（　　） A．升高莱顿瓶的电压 B．增加内外锡箔的高度 C．选择瓶壁较厚的玻璃瓶 D．把玻璃瓶换成金属瓶 38．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当使带电的金属球靠近验电器的金属球时，验电器的箔片 （填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为 。 39．根据学过的电学知识判断下列说法正确的是（    ） A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要安全 九、填空题 十、解答题 阅读材料，回答下列问题。 材料二：生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 40．某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A． B． C． D． 41．关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 42．科学家在研究原子、原子核以及基本粒子时，为了方便，常常把元电荷作为电荷量的单位。关于元电荷，下列说法正确的是（　　） A．把质子或电子叫做元电荷 B．元电荷是一种特殊的点电荷 C．电荷量很小的电荷就是元电荷 D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 43．（1） 做静电实验时， 应保持空气 （填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的： 。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的 。  （填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 电场 电场是一种特殊的物理场，它与磁场相对应，并可以通过带电粒子之间的相互作用而产生。在现代科学技术中，电场的应用已经变得十分广泛，涉及到许多领域，如电力、电子、通信、材料科学等。电场在电力中的应用是最为广泛的。电场可以用来将机械能转化为电能，例如在发电厂中，涡轮机将水或其他燃料中的热能转化为机械能，再通过静电场的作用将机械能转化为电能。 44．雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时，在避雷针周围形成电场。该电场的等势面a、b、c、d分布情况如图所示，在等势面上A、B、C有三点。下列说法中正确的是（　　） A．避雷针附近形成了匀强电场 B． A、B、C三点中，B点场强最大 C． A、B、C三点中，C点电势最高 D．一带负电的雨点从乌云中下落，电场力做正功 45．空间有一个沿x轴分布的电场，其场强E随x变化的关系如图所示。其“阴影面积”的单位是（　　） A．N B．J C．V D． 46．空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示。在x轴上a、b两点的电场强度在x轴上的分量分别为、，则 0、 0， （填“＜、＞、=”） 47．静电场 在生产和社会生活中，静电既有有利的一面，也有需要防范的一面。 (1)下列属于描述静电场能的性质的物理量是（　　） A．电场强度 B．电势能 C．电势 D．电荷量 (2)如图静电喷雾装置，接上高压电源后在喷口和被涂物间产生强电场，虚线为等势面。带负电液滴从喷口飞向被涂物，是其中一条路径上的三点，是的中点，则： ①液滴在点的加速度 在点的加速度；液滴在点的电势能 在c点的电势能（均选涂：A．大于B．等于C．小于）； ②用虚线在间定性画出一个等势面 ，使相邻等势面间的电势差相等。 (3)如图，两块足够大的彼此绝缘的水平金属板间距为，其电容为，与电压恒为的电源相接。（元电荷电荷量为e）。求： ①A板带电量； ②若有液滴悬浮在板间不动，液滴的最小质量； ③从A板中心以速率往各个方向射出一批质量为带电量为的正电荷（重力不计）。问电荷到达B板上的区域面积为多大。（计算和简答） 十一、多选题 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$