第9章 静电场及其应用 章末复习方案-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

[情境导学] 话，手机很有可能成为闪电的放电对象，选项C正确：在雷雨 答案A中不会张开，金属网可以屏敲外电场：B中会张开，因 中快跑，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人， 为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响：C中 选项D错误 不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响， 3.B解析带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，由 网外的带电体对网内也无影响 于静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电，因此B所在处 [例题2]A解析金属空腔放在负点电荷电场中，出现静电感 有电场，所以B在静电力作用下向右偏而靠近C:由于空心 应现象，最终处于静电平衡状态，金属空腔内的场强处处为 球能屏藏B琼的电场，所以A所在处电扬强度为零，故A球 零：即P为等势体且处于负点电荷的电场中，所以金属空腔 不受静电力作用，位置不变，选项B正确。 的电势小于零，选项A正确：金属空脸放在负点电荷的电 4.B解析静电式空气净化器除灰尘，利用的是带电体具有吸 场中，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零， 引轻小物体的性质，属于静电利用，选项A错误：下雨天，云 由于金属空腔接地，则金属空腔的电势为零，选项B错误： 层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触 负点电荷放在金属空腔中，点电荷与金属空腔之间形成电 电，属于防范静电危害，选项B正确：复印机复印文件资料， 场，可知金属空腔内任一点场强不为零：金属空腔不接地， 就是利用静电墨粉成在鼓上，属于静电利用，选项C错误：静 则金属空腔外的场强也不等于零，金属空腔的电势小于零， 电喷涂是利用异种电荷间的吸引力来工作的，属于静电利 选项C错误：负，点电荷放在金属空腔中，点电荷与金属空腔 用，选项D错误。 之问形成电场，可知金属空腔内与金属空腔内壁上任意一 点场强不为零，选项D错误 章末复习方案 变式2]B解析超高压输电线周国存在很强的电扬，带电作 章末·素能提升 业的工人直接进入这样的强电场会有生命危险，此时工人 穿上钢丝编织的工作服，可以起到静电屏蔽的作用，电工被 素能提升 铜丝衣服所包裹，使体内形成等势体，从而使体内场强为 L,D解析选项A,B的电荷均为正和均为负，则根据电场强度 象，选项B正确】 的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，选项A、B错误： [情境导学] 设PQ间的距离为r,则Q、Q在P点产生的合场强大小 答率油罐车在运输过程中，油与桶壁的摩擦、车身与空气的 )+() 摩擦都会产生静电，导电拖地带的作用是及时地把静电导 有c0s120 ,解得E=2g,而Q 42 走，防止产生电火花而发生爆炸 2. [例题3]AC解析金属管A接高压电源的正极，金属丝B接 高压电源的负极，煤粉等烟尘吸附电子后带负电，被吸在金 在P点产生的场强大小为E=3,则P点的场强不可能 4 属管A上，选项A正确，B错误：靠近金属丝B处的电场非 为零，选项C错误：设P,Q间的距离为r,则Q,Q在P点 常强，附近的空气被电离成正离子和电子，吸附了电子的煤 一E 粉等烟尘颗粒在电场的作用下被金属管A吸附后收集，从 产生的合场强大小有c0s120 (停)+() 2. ,解得 而避免污染大气，选项C正确，D错误. [变式3]D解析熔喷布产生的电场线不一定是直线，而只有 4r 电场线是直线，带电粒子的初速度为零或初速度方向与电 E=g,而Q在P点产生的场强大小为E=图g,则P点 2 场线方向在同一条直线上时带电粒子的轨迹才与电场线重 合，选项A错误：由于口罩材料表面长期带有正电荷，则被 的场强可能为零，选项D正确. 吸附的带电粉尘，一定是带负电荷，选项B错误：被吸附的 2.C解析取走A、B处两段孤长均为△L的小国孤上的电荷， 带电粉尘带负电荷，则负电荷靠近熔喷布的过程中电场力 根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同 做正功，由于负电荷靠近熔喷布的过程中电场强度增大，电 一直径上的A,和与B在同一直径上的B1产生的电场强度 场力增大，由牛顿第二定律可知带电粉尘的加速度增大，选 的失量和，如图所示，因为两段孤长非常小，故可看成点电 项C错误，D正确. Q△L 课末·随堂演练 荷，则有E=k 2xR R 号器由图可知，两场强的夫角为 1.B解析当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷， 外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图所示，根据电 120,则两者的合场强为E-B=号器根据0点的合场 场线越密，场强越大，由于A处电场线较密，B处电场线较 强为0，则放在D点的点电荷带负电，大小为E=E 疏，C处场强为零，则E>EB>E,选项B正确. 9张核据E=录联立解得g-2兴，选项C 正确. 2C解析表面具有突出尖端的导体，在尖端的电荷分布密度 很大，使得其周国电场很强，就可能使其周国的空气发生电 3.B 离而引发尖端放电.因此不要在大树下避雨：别停留在山顶、 服折根据点电荷场强公式E=k是可知，作出P点处场 山眷的凉亭等地方，选项A、B错误：在空旷地带使用手机通 强的叠加示意图如图所示，则两，点电荷在卩点的场强大小均 ·207· 为E,=品，方向如知图所示，由夫 且等于静电力做的功，因此静电力做的正功越多，正电椅在 该，点的电势能越大，选项A正确，B错误：负电荷从无穷远 量合成法剥可得，两点电荷在P点 24 处移到电场中某点时，若克服静电力做功，则电势能由零增 处的合场强大小为E1=2E 大到菜值，此值就是负电荷在该点的电势能的值，因此，克 k号，方向知图所示，固在P点处 服静电力做功越多，负电荷在该点的电势能越大，选项C正 确，D错误， 的合场强为零，则正电荷Q产生的 [情境导学] 场强应与两异种点电荷的合场强的 答系(1)Eqleos 0、2 Eqleos0(2)比值相同 (3)无关 大小相等，方向相反，则正电荷Q应在合场强方向的延长线 [例题2]AB解粝由油滴轨迹在竖直面 上，又因P点和Q的距离为2，则由几何关系可得正电荷 内关于过P点的竖直线对称可知油滴 Q的坐标为0,2a),由v2张是=k,Q。,解得Q=2v2q,选 在水平方向所受合力为零，竖直方向上 (w2a) 油滴受重力和电场力，结合曲线轨迹的 项B正确 特点可知电场力竖直向上且电场力大 第十章 静电场中的能量 于重力，油滴受力及电场线方向如图所 示，由沿电场线方向电势逐渐降低得Q,点的电势比P点的 第1节 高，选项A正确：油滴从Q点到P点合力做负功，根据动能 电势能和电势 定理得油滴在Q点的动能大于它在P点的动能，这一过程 课前·教材预案 中电场力做负功，则油滴在Q点的电势能小于它在P,点的 知识点一 电势能，选项B正确，C错误；因为重力和电场力为恒力，所 1.有关无关 以油滴在Q、P两点的加速度相同，选项D错误 知识点二 [变式2]A解析电场线越密，电场强度越大，由题图可看出P 1.电场2.E4一E(1)减少(2)增加 点处的电场线密集程度大于Q点处的电场线密集程度，故 3.零势能位置4.无限远大地表面 P点的电场强度大于Q点的电场强度，所以E>F。.沿电 知识点三 场线方向电势逐渐降低，由题图可知电场线的方向由P指 1电势能电荷量2号 3.伏特4.降低 向Q,所以P点的电势高于Q点的电势，即r>细，选项A 正确。 5.大地无限远6.标 课末·随堂演练 [自主检测] L,C解析电荷在电场中某，点的电势能具有相对性，只有确定 1.(1)×(2)×(3)×(4)× 零势能点，B点的电势、电势能才有确定的值，选项A,B错 2.1.6×10不变-3.2×107 误：克服静电力微功6×10J,则电势能增加了6×10"J, 课堂·深度探究 选项C正确，D错误. [情境导学] 2.BC解枥沿电场线方向电势逐渐降低，则>，电场线 答案(1)静电力F=gE,静电力与位移间的夹角为0，静电力 较密处电场强度大，则E<EB,选项A错误，B正确：正电荷 对正的试探电荷q做的功W=FlMn cos0=gELM. (2)在线段AM上静电力做的功W,=gEM,在线段MB上 从A点移到B点，静电力做正功，电势能减少，选项C正确： 静电力做的功W:=0,总功W=W1十W:=gEM: 负电荷从A点移到B点，静电力做负功，电势能增加，选项D (3)静电力做功与路径无关 错误. [例题门解析(1)带电粒子从电场中的A,点移到B点过程中， 3.C解析把负点电荷沿电场线方向由a点移至c点的过程 电场力做功W1=一9.6×10”J, 中，受力方向与位移方向相反，故静电力做负功，电势能增 由电场力做功与电势差的关系公式， 加，选项C正确，A、B、D错误. 可得U相=W=一9.6X10- 4.解析(1)Wx=WM+Wx=一3×105J+1.2×105J= 1.6×10可V=6V, -1.8×10J. 再从B点移到无穷远过程中， 所以该电荷的电势能增加了1.8X105. 电场力做功W2=1.44×101mJ, (2)如果规定A点的电势能为零，由公式W灿=E一Eb得 则有U=业=1,44×10- 9-1.6×105V=-9V, 该电荷在B,点的电势能为 Ep =EM-W.AB =0-WA=3X10-5 J, 取无穷远处电势为零，则有Ux=m一gx=一9V, 同理，该电荷在C点的电势能为Ee=E一We=0 可得=一9V, Wx=1.8×105J, 由E,=g,可得带电粒子在B点的电势能 两点的电势分别为 Eu=gg9m=-1.6X10-1P×(-9)J=1.44×10-18J. (2)则有U=U灿+U:=6V+(-9V)=-3V, %=E=3X10 6X10V=-5V. A点的电势pn=-3V, -E_1.8×10 带电粒子在A点的电势能 -6×10V=-3V. E=g91=-1.6×109×(-3)J=4.8X1019J. (3)如采规定B,点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能 答案(1)1.44×108J-9V(2)-3V4.8×10-"J 为E=EB十WB=0+W8=-3X103J, [变式1门AC解析无穷远处的电势能为零，正电荷从电场中 该电荷在C点的电势能为 某点移到无穷远处时，若静电力做正功，则电势能减少，到 Ec=E-Ww=0-Wa:=-1.2X105J. 无穷远处时电势能减为零，正电荷在该点的电势能为正值， 两点的电势分别为 ·208·null