第9章 静电场及其应用 章末整合素养提升(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

2.A 由图示可知,一个为尖头、一个为圆头。当上下金属板接 △APO中AP A0 在高压电源上,因末端越尖越容易放电,故可以观察到尖端电 极先放电,这种放电现象叫作尖端放电,故A正确,B、C、D错 0 误。故选A。 3.C 金属罩B处于静电平衡状态,电荷分布在其外表面上,故 1。故选C A错误;由于静电屏蔽,金属网罩内电场强度为零,所以验电 器C上无感应电荷,所以验电器的金属箔片不会张开,故B错 误;由于静电感应,使金属罩B的左侧外表面感应出负电荷 金属罩B的右侧外表面感应出正电荷,故C正确;将B接地 金属罩仍然处于静电屏蔽,所以验电器C无感应电荷,金属箔 片不会张开,故D错误。故选C。 4.CD 由于C接正极.C接负极,则C上会有正电荷,放电针G 周围形成很强的电场,使放电针G附近的空气电离而产生大 量的电子和带正电的粒子,在电场力作用下,大量的电子或负 5.<kg.m.s.A-} 离子被喷射到颗粒上,两种颗粒均带负电.C正确:带负电的 解析:把均匀带电圆环平均分成N小段。 颗粒因具有良好的导电性所以在与带正电的滚简C接触后 每一小段都可以看成点电荷,电荷量为q 其上的负电被滚简C上的正电中和,然后带上正电,根据同种 K。设”与点电荷。之间的连线和带 电荷相互排斥及重力作用下落于F盘,带负电的a颗粒由于 电画环圈心与点电荷a之间的连线之问 绝缘性,其所带负电不容易传给滚筒C.在滚简C的静电吸引 的夹角为θ,由库仑定律,q'与点电荷q之 力作用下,附着于滚简C的表面并随滚简C转动,最后由刮板 问的库仑力大小为F”=k,点电 将其刮入E盘中,A、B错误。对调G.C间的极性,原理不变 (_) 两颗粒均带正电,导电性好的6颗粒还是落在F盘中,绝缘性 好的a颗粒被刮入E盘中,分离器仍能正常工作,D正确。故 选CD. 章末整合 素养提升 高考真题专练 用“SI单位制”中的基本单位表示力F的单位是kg·m/s,距 1.B 由题意可知设0和P两球之间的库仑力为F,绳子的拉力 离r的单位为m,电荷量的单位为A·s.所以静电力常量k的 单位为kam.m”_kg m”.$4.A。 分别为7..T.,质量分别为m.,m;与竖直方向夹角为6,对于 小球Q有4.E+T.sinθ=F.T. eosθ=mig,对于小球P有4.E 6.C 取走A、B处两段孤长均为 A) +F=T. sin6,T.cos 8=mg,联立有q.E=F-T. sine0,qE A7.的小圆张上的电荷,根据对 称性可知,圆环在0点产生的 电场强度为与A在同一直径上 >n.,即P的质量一定大于0的质量;两小球的电荷量则无 的A.和与B在同一直径上的 法判断。故选B。 B. 产生的电场强度的矢量和. 2.D B点、C点的电荷在M的场强的合场强为E=2 h (#) 如图所示,因为两段孤长非常小,故可看成点电荷,则有E.=b #2_# 0. c0s 60-3,因M点的合场强为零,因此带电细杆在M点的 2.由图可知,两场强的夹角为120”,则两者的合 场强E.=E,由对称性可知带电细杆在A点的场强为E.=E 场强为E=E=0 =E.方向竖直向上,因此A点合场强为E。=E+2cos300 0 -q(+3),故选D。 -R ,故选C。 3.D 根据E-f可知F-9图像斜率表示电场强度,由图可知 7. ACD 根据场强叠加原理可知,除无穷远处之外,菱形外部电 E.>E.,根据题意无法得出E.和E.数量关系。故选D 场强度处处不为零,选项A正确;因为在x轴上的两个点电荷 4.C 对小球受力分析如图所示,由正弦定理有ZCPf= F 在0点的合场强为零,在y轴上的两电荷,无论y。取什么值, 因为关于原点对称,则在0点的合场强也为零,在横轴和纵轴 F 上除原点外,出现合场强为零的点,根据对称性可知,一定是 sZCHB 其中Z CPH=2.OPB,L CHP= HPD=Z. APO,在 成对出现的,关于原点对称,所以算上原点,合场强为零的点 -226- 是奇数个,不会是2个,选项B错误;由几何关系可知,坐标为 l0 (47.57)的A点在第一象限内所在的虚线的垂直平分线上;坐 标为(0,-37)的B点在第三象限内所在的虚线的垂直平分线 E. =E,解得0=2v2q.由几何关系可知0的坐标为(0.2a). 上,且到达虚线的距离相等,由电势叠加可知,B点的电势高 故选B。 于A点,则带负电的试探电荷在A点的电势能较大,从A点到 B点电势能减小,可知电场力做正功,选项C正确; _.,F. Pa.a 2a 第十章 静电场中的能量 第1节 电势能和电势 若v.三47.则四个点构成正方形,由对称可知在点(7.7)处的场 强一定沿着过该点与原点连线的方向上;在y轴正向和x轴 1探究点1 正向上的点电荷在(1.1)处的合场强E-2- 基础梳理 (9+) 起始位置和终止位置 无关 (1)×(2)V(3)V ha( 处的合场强E.-2h.2/21+21 类型 典题1:A 静电力做功与电荷经过的路径无关,电荷沿直线 E..可知(7.7)点的场强沿着MV方向且与;轴成45*角的方向 AB、折线ACB、曲线ANB运动,其初、末位置相同,静电力做功 向下,将一带负电的试探电荷放置在点(7./D)处,其所受到的静电 一样多。故选A。 力方向与x轴正方向成45*倾斜向上,选项D正确。故选ACD。 跟踪训练1:(1)160V/m (2)1.92×10 8.BC 本题考查库仑定律、受力分析以及共点力的平衡。由题 解析:(1)由W.=qE·ab可知 W 图可知,对小球M受力分析如图(a)所示,对小球N受力分析 E= 1.6x10- a·a2x10*x0.05 V/m=160 V/m 如图(b)所示,由受力分析图可知小球M带负电,小球N带正 电,故B正确,A错误;由几何关系可知,两小球之间的距离为 (2)电荷从移到c电场力做功为 r=v2L,当两小球的电荷量为?时,由力的平衡条件得 W. = E·$ccos 60*=2ti10*ti160 x0. 12x0.5 J=1. 92tm 10-]。 mgtan45o=Ea-,两小球的电荷量同时变为原来的2倍 过探究点2 后,由力的平衡条件得mngtan45o-E·2a-k (2),整理解得^{ 过行基础梳理 1.电场 零势能 2.减少量 减少 增加 3.相对 无限远 表面上 类型 典题2:D 由等量异种电荷电场的对称性可知,a点场强与c点 场强一定相同,故A错误;因为M、N两点的电荷的电性未确 n 定,所以无法确定MV之间的电场方向,从而无法确定电荷在 a.c两点间移动电场力做功情况,从而正负电荷在c点电势能 图(a) 图(h) 与在a点电势能的大小也无法确定,故B.C错误;因为等量异 9.B 根据点电荷场强公式E-k,两等量异种点电荷在P点^{ 种电荷中垂线为等势线,故正电荷从a点移到b点电场力不 做功,故D正确。故选D 的场强大小为E。-.方向如图所示,二者在P点的合场强 跟踪训练2:C 把点电荷从A点移动到B点,克服电场力做功6 。 x10*J.根据电场力做功与电势能变化的关系AE.=-W.。= 为E=v2E。-v2,方向与+a点电荷和-点电荷的连线 -(-6x10{】)=6x10{1.可知该电荷的电势能增加了6x$ 10*J;由于零势能点不确定,所以不能确定该电荷在B点具有 (v2))i 的电势能。故选C。 -227-028 A尖端电极先放电 B.球形电极先放电 C.两电极同时放电 D.两电极都不放电 3.如图所示，放在绝缘台上 的金属网罩B内放有一 个不带电的验电器C,若 把一带正电荷的绝缘体 A移近金属罩B,则 A.金属罩B的内表面带正电荷 B.验电器C的金属箔片将张开 上人 C.金属罩B的右侧外表面带正电荷 A.a、b两种颗粒都具有良好的导电性 D.若将B接地，验电器的金属箔片将张开 4.(多选)如图是滚筒式静电分离器的原理图， B.a、b两种颗粒都具有良好的绝缘性 导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的 C.在分选过程中，a、b两种颗粒都带负电 正、负板，并令C接地。放电针G与滚筒C间 D.对调G、C间的极性，分离器仍能正常工作 施加高压并电离空气，颗粒a、b经过电离空气 后都带上电荷。b颗粒直接掉落在F盘，a颗 夯基提能作业 粒被刮板D刮落到E盘。下列说法正确的是 请同学们认真完成练案[4] ( 章未整合 素养提升 ●知识网络构建 语为静电力常量 电荷守恒定律 两种电荷 F-k9192 摩擦 大小、方向列断 专达式厍仑 理想 条件定往 点电荷〈模型 三种起点方式 起电 真空中、静止的、 扭 感应 点电荷 起电 秤实验装置 过 接腔 起电 电场 电场强度 静电的防止与应用 B-6号 E 静电屏蔽 静电 E 电场线 静 尖端放电 电平衡 029 ●高考真题专练 热点专练1静电力平衡问题 1.(2024·新课标卷，5)如图，两根不可伸长的 等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上， A.E =E B.E。=2E。 下端分别系有均带正电荷的小球P、Q:小球处 C.E <E D.E >E 在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两 4.(2023·海南卷，8)如图所示，一光滑绝缘轨 细绳与竖直方向的夹角大小相等。则( 道水平放置，直径上有A、B两点，AO=2cm, OB=4cm,在AB固定两个带电荷量分别为 Q,、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于 轨道内侧P点（小球可视为点电荷），已知AP A.两绳中的张力大小一定相等 :BP=n:1,试求Q,:Q2是 () B.P的质量一定大于Q的质量 C.P的电荷量一定小于Q的电荷量 D.P的电荷量一定大于Q的电荷量 2.(2024·河北卷，7)如图，真空中有两个电荷 量均为g(g>0)的点电荷，分别固定在正三角 A.2n2:1 B.4n2:1 形ABC的顶点B、C。M为三角形ABC的中 C.2n3:1 D.4n3:1 心，沿AM的中垂线对称放置一根与三角形共 热点专练2电场强度的合成与分解 面的均匀带电细杆，电荷量为号。已知正三角 5.(2022·上海卷，16)水平面上有一带电量为Q 形ABC的边长为a,M点的电场强度为0，静电 的均匀带电圆环，圆心为O,其中央轴线上距离 力常量为k,顶点A处的电场强度大小为 O点为d的位置处也有带电量为g的点电荷。 ( 若点电荷受到的电场力为F,则F k(k为静电力恒量)（选填“>”“<”或 “=”)。静电力恒量k的单位为 (用“SI单位制”中的基本单位表示)。 A.23g a (63) 6.(2022·山东卷，3)半径为R的绝缘细圆环固 定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布 C.g(33+1) D93+ 着电荷量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三 3.(2024·江苏卷，1)在静电场中有a、b两点，试 等分，取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧 探电荷在两点的静电力F与电荷量？满足如 上的电荷。将一点电荷g置于OC延长线上距 图所示的关系，请问a、b两点的场强大小关系 O点为2R的D点，0点的电场强度刚好为零。 是 圆环上剩余电荷分布不变，9为 ( 030 8.（多选)(2021·湖北卷，11)如图所示，一匀强 电场E大小未知、方向水平向右。两根长度均 为L的绝缘轻绳分别将小球M和N悬挂在电 场中，悬点均为O。两小球质量均为m、带等 A.正电荷，g=24L TR 量异号电荷，电荷量大小均为9(9>0)。平衡 B.正电荷，q=50△L 时两轻绳与竖直方向的夹角均为0=45°。若 TR 仅将两小球的电荷量同时变为原来的2倍，两 C.负电荷，g=20△L TR 小球仍在原位置平衡。已知静电力常量为k, D.负电荷，g=230△L 重力加速度大小为g,下列说法正确的是 TR ( 7.(多选)(2021·河北卷，10)如图，四个电荷量 uAZ 均为q(g>0)的点电荷分别放置于菱形的四 /09 个顶点，其坐标分别为(41,0)、(-41,0)、(0， ●1 16 y。)和(0，-ya),其中x轴上的两个点电荷位 A.M带正电荷 B.N带正电荷 置固定，y轴上的两个点电荷可沿y轴对称移 mg Dq=3L、喂 动(y。≠0)，下列说法正确的是 C.q=L 9.(2021·湖南卷，4)如图，在(a,0)位置放置电 荷量为g的正点电荷，在(0，a)位置放置电荷 量为g的负点电荷，在距P(a,a)为2a的某 点处放置正点电荷Q,使得P点的电场强度为 零。则Q的位置及电荷量分别为( A.除无穷远处之外，菱形外部电场强度处处 不为零 B.当y。取某值时，可使得菱形内部只存在两 u6-----P(aa) 个电场强度为零的点 2a C.当y。=8l时，将一带负电的试探电荷由点 A.(0,2a),2g B.(0,2a),22g (41,5)移至点(0，-3)，静电力做正功 C.(2a,0),2q D.(2a,0),22q D.当y。=41时，将一带负电的试探电荷放置 素养等级测评 在点(1，)处，其所受到的静电力方向与x 请同学们认真完成考案（一） 轴正方向成45倾斜向上