第九章 第4节 静电的防止与利用-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版2019）

Q,带-0，的带电球在P点产生的场强大小为E,= 1 8 (3R)2 方向向左.假设半径为2R的球均匀带正电Q,其在P点产生 的场强大小为二水4级方向向右：所以将其中半径为R 与A相切的小球体B(球心为O2)部分的电荷量变为等量负 5k0,故 电，此时在P点产生的场强大小为E=B,-2E,144R 选A 2.D解析：若将这个圆环缺口补上，并且补上部分的电荷密 度与原有缺口的环体上的电荷密度相等，这样就形成一个电 荷分布均匀的完整带电圆环，则圆心O处的合场强为0.因 此缺口环在圆心0处的场强与补上部分在圆心0处的场强 大小相等，方向相反由题意，补上部分可视为点电荷，电荷 2m一在0处的场强大小为，0d 量为、d (2m-d元，方向由间隙指 向圆心，则缺口环在0处的场强大小为，。04 (2m-d0户，方向由 圆心指向间隙 3.A解析：假设在0点有一个完整的带电荷量为2g的带电 球壳，设完整球壳在M点产生的场强大小为E。,左半球壳 在M点产生的电场强度大小为E左，右半球壳在M点产生的 电场强度大小为E右，根据电场叠加原理E左+E右=E。,根据 题意E,=,根据对称性可得E=E,解得金只-B (2R)2 故选A 4.D解析：由于薄板带负电，根据对称性可知，该薄板在A点 形成的场强方向由A指向B,该场强大小为E',根据场强的 叠加原理可知，A点的合场强为E'_ 是=E,解得公是8， 根据对称性可知，薄板在B点产生的场强和在A点产生的 场强大小相等，方向相反，故B点的电场强度大小为E"= E+kg-0+B,放选D. d 9d 5.C解析：根据对称性的特点可知，AB棒与DE棒在O点的 合场强为0，AF棒与DC棒在O点的合场强也为0，所以EF 棒与点电荷+Q的合场强也为0，则有EF棒的场强大小与点 电荷+Q在O点的场强大小相等，所以有E=E。= 5。,若移走0及B边上的细棒，则0点电场强 度大小为EF棒与DE棒的合场强大小，有E=2 ERFCOs30°= 45,所以C正确，ABD错误故选C 3L2 6,D解析：根据题设，轴上：-)处的合场强为0，说明感 电荷在该处激发的电场与点电荷？在该处激发的电场等大 反向，点电荷？在该处激发的场强大小E=k名，故感应电 9h21 荷在：轴上三±2处微发的场强大小也为，在：轴 上：=号处的合场强大小为旅是=截D正 h2 必修第三册·RU 确，ABC错误故选D. 7.C解析：据题意，从乙图可以看出，P点电场方向为水平向 左；由图乙可知，设P点与+q之间的连线与两电荷连线之间 的夹角为0，其中cm0=,正，负电荷在P点电场叠加，其 大小为8=24子·s0=24号·=24婴故选项C正确 2 r 故选C 8.B解析：当P点的电荷量为-q时，根据电场的对称性，可得 在0点的电场强度为0，当P点的电荷为+g时，由-q和+2g 两个电荷等效替代，故0点电场可以看作均匀带电圆环 和+2g产生的两个电场的叠加，故0点的电场强度为E=0+ k9,电场方向为+24在0点的电场方向，即方向沿半径背 R 离P点，故B正确，ACD错误故选B. 9.0L 解析：设想将圆环等分为n个小段，当n相当大 (L2+R2)2 时，每一小段都可以看作点电荷，其所带电荷量为：9=？ 由点电荷场强公式可求得每一点电荷在P处的场强为： E=k o nr2 n(R2+12) 由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的分量E,相 互抵消，而分量E,之和即为带电圆环在P处的场强E, 如图， Q L」 kOL 故E,=nE,= n(R+E)r(+R)月 第4节静电的防止与利用 白题 基础过关 1.D解析：A.由于q为正电荷，根据静电感应规律可知棒左 端感应出负电荷，右端感应出正电荷，故A错误；BC.处于静 电平衡的导体是等势体，内部场强处处为零，A、B两点的场 强都是零，故BC错误；D.静电平衡时A点的合场强为零，因 此感应电荷在A点的场强与点电荷q在A点的场强等值反 向，得棒上感应电荷在A点产生的场强大小为B,:,如 (R+L) 故D正确，故选D. 2.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上，故C错误，D错误，故选B, 3.B解析：A.依题意，由于金属网的静电屏敲，导致验电器的 箔片不会张开，故A错误：B.金属网处于静电平衡状态，是 一个等势体，P、Q两点电势相等，验电器和金属网之间场强 为零，故B正确，D错误：C,用带正电的金属球靠近金属网， 由于静电感应，金属网P端感应出负电荷，故C错误故 选B. 4.C解析：ABC.由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电 黑白题06 荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零：金属球壳B外 表面接地，大地中电子跑到球壳B的外表面将正电荷中和， 所以B带负电，故AB错误，C正确；D.达到静电平衡后，由 于金属球壳B起到静电屏蔽作用，使得金属壳B外的场强 为零，即金属壳B外C点电场强度为零，故D错误故选C 5.D解析：A.气体分子被电离成正离子和电子的过程中电荷 守恒，故A错误；B.元电荷e=1.6×109C,任何带电体带电 量只能是元电荷的整数倍，粉尘带的电荷量大小不可能为 2.0x109C,故B错误：CD.根据题意，电子在向着A运动的 过程中附若在粉尘上，可知，板状收集器A连接的是高压电 源的正极，线状电离器B连接的是高压电源的负极，故C错 误，D正确.故选D. 黑题应用提优 1.B解析：处于静电平衡状态的导体，其内部电场强度处处 为零，感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. 2.B解析：AB.C点处于点电荷和感应电荷产生的电场中，所 以C点的电场强度不等于零：金属空心导体放在点电荷的 电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内 部的场强处处为零，所以B、A两点的电场强度都为零，则 E,=E<Ec,故A错误，B正确；C.如果不接地，金属球右侧 外表面感应出负电荷，左侧外表面感应出正电荷，左侧与大 地相连，大地的电子与左侧外表面正电荷中和，因此左侧外 表面不带电，选项C错误：D.处于静电平衡的导体的电势处 处相等，其内表面不带电，故选项D错误.故选B. 3.B解析：A.金属网可以屏薇网外电荷产生的电场，验电器 的两金属箔片不带电，不会张开，故A错误：B.金属网没有 接地，网内带电体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响，不能使验电器发生静电 感应现象，金属箔片不能张开，故CD错误故选B. 4.C解析：静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球 上感应电荷产生的附加电场与电量相等的正、负电荷在α、 6、c点产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消.根据等量 异种电荷场强分布特点可知正、负电荷在4、b、c点产生的场 强大小关系为E。=E,<E。,所以金属球上的感应电荷在a、 b、c三点的场强大小为E。=E,<E。,故选C. 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，B、C相互吸引，所以B向右偏：而金属空腔C可以 屏蔽外部的B的电场，所以B的电荷对空腔C的内部无影 响，所以A位置不变，故B正确，ACD错误.故选B. 压轴挑战 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，由于同种电荷相斥，B所带的电荷只会分布在B的外 表面，那么E,=0、Ey≠0，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的外表面恰无电荷，则E,≠ 0、Ex=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的外表面无电 荷，则E≠0、Ew=0,故D项错误 第九章章末检测 1.B解析：A.图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在 参考答案与解析 两个带正电的极板A上，故A错误：B.图乙中，建筑物顶端 的避雷针利用了尖端放电原理，故B正确；C.图丙中，采用 金属编织网包要着导体线芯是屏蔽线外的电磁信号干扰，故 C错误：D.图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电 是因为在摩擦过程中它失去了带负电的电子，故D错误.故 选B. 2.A解析：四个电荷的电荷量相等，两条对角线的电荷都是 一对等量异种点电荷，在交点处的电场强度的方向指向负电 荷，且大小相等，则合场强的方向水平向左根据对称性可 知，电场强度的大小为E合=2× 2k0 212 2a/ 选A. 3.C解析：A.感应电荷“近异远同”，因不确定Q的位置，无 法确定A点的电性，故A错误：BC,处于静电平衡状态的导 体，导体内部场强处处为零，所以绝缘导体上的感应电荷在 导体内部C点产生的场强大小等于点电荷Q在C点产生场 强的大小，感应电荷在C点产生的电场不为0，故B错误， C正确：D.若用手触摸一下导体，触摸后地面上的负电荷将 被吸引到导体上.故放手后导体带上了负电荷，故D错误故 选C. 4.B解析：圆环上的剩余电荷在0点产生的电场等效为-q电 荷在0点产生的电场，其电畅强度大小为6，一祭，方向水平 右，在F点电荷量为-g的电荷在O点产生的电场强度大小 为品总方向水平向左，0点的合场强大小为E= 区-名，=，方向水平向右，带电量为+Q的试探电荷受到的 电场力大小为F=Q亚=，方向水平向右，故选B 5.BC解析：AB.对B受力分析如图所示，由平衡条件可得 度。B由于漏电而下降少许后重新平衡，0增大，故小 球A、B间的库仑力变大，故A错误，B正确：C.B对筒壁的 压力为F、=magtan8,0增大，可知B对简壁的压力变大，将 小球A、B看成整体，小球A、B水平方向受力平衡，可知简壁 对A的压力等于筒壁对B的压力，根据牛顿第三定律可知， 小球A对筒壁的压力变大，故C正确：D.将小球A、B看成整 体，小球A、B竖直方向受力平衡，简底对A的支持力等于小 球A、B的重力，根据牛顿第三定律可知，小球A对筒底的压 力不变，故D错误故选BC Q 6.D解析：A.根据对称性分析可知，在关于O点对称的左右 圆环上各取一个微元所带的电荷组成等量异种电荷，OP为 等量异种电荷连线的中垂线，所以电场强度方向与OP垂 直，根据平行四边形定则知，圆环在OP上电场强度方向垂 黑白题07第4节 静电的防止与利用 白题基础过关 很时：9min 题型1静电平衡 4.(2025·福建厦门质检)如图所示，把原来不 1.如图，导体棒原来不带电，现将一电荷量为q 带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的 的正点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左 小球A从小孔放入球壳内，但不与B发生接 端R处，A、B为棒上中心轴线上的两点，A距 触，达到静电平衡后，则 离棒左端为L,A、B间的距离也为L,静电力常 数为k.当棒达到静电平衡后 A.棒左端感应出正电荷，备 B 右端感应出负电荷 R 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.球壳内电场强度为零 D.棒上感应电荷在A点产生的场强大小 B.B不带电 为，的 C.B的内表面带负电 (R+L)2 D.金属壳B外的C点电场强度不为零 题型2尖端放电 题型4静电吸附 2.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端) 5.(2024·吉林通化期末)静电除尘器由板状收 处带电情况的实验装置.则 ( 集器A和线状电离器B组成，其原理图如图 A.带电体A处比B处电荷 密集 所示.B附近的气体分子被电离成正离子和电 B.带电体B处比A处电荷 子，其中电子在向着A运动的过程中附着在粉 密集 尘上.粉尘在静电力的作用下被吸附到A上， C.验电器的C处做成球形是为了美观 最后在重力作用下落入下面的漏斗（未画出） D.验电器的C处做成球形是为了让更多电 中，达到除尘的目的.下列说法正确的是 荷分布在C处 ( 题型3静电屏蔽 3.(2025·广西南宁质检)如图所示，某同学先 用金属网把不带电的验电器罩起来，再用带正 电的金属球靠近金属网但不与接触.下列说 法中正确的是 A.气体分子被电离成正离子和电子的过程中 A.验电器的箔片会张开 电荷不守恒 B.P、Q两点电势相等 C.金属网P端感应出正 B.粉尘带的电荷量大小可能为2.0×109C 电荷 C.板状收集器A连接的是高压电源的负极 D.验电器和金属网之间场强不为零 D.线状电离器B连接的是高压电源的负极 第九章黑白题013 黑题 应用提优 限时：l5min 1.矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场 到小球球心O的距离相等.如图所示，球内a、 中，静电平衡时，感应电荷产生的电场在导体 b、c三点到球心距离也相等，金属球上的感应 内的电场线正确的是 电荷在a、b、c三点的场强大小分别为E。、E。、 E。,则三者相比 ( M A.E=E.=E。 B.E =E>E Q④ C.E。=E<E。 66号 C D 5.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带 2.(2024·河北保定期初)如图所示，接地的空 电的金属空心球C内（不与球接触），另有一 心金属球壳的右侧放有带正电的小球Q,金属 球壳达到静电平衡后，A、B、C三个点处的电 个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠 场强度大小分别为E4、E。、Ec,则下列说法正 近，如图所示，于是有 () 确的是 ( ④ B哈 A.A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向 B.A的位置不变，B向右偏离竖直方向 A.E<ER<Ec C.A向左偏离竖直方向，B的位置不变 B.E=E8<EG D.A和B的位置都不变 C.金属球壳左侧外表面带正电 压轴挑战 D.金属球壳内侧带正电 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两点的场强大小分别 Q 为E,和Ew,下列说法中正确的是 绝缘地热 绝缘地垫 A B A.若使A带电，则Ew≠0，Ew=O 金属网 B.若使B带电，则Ew=0,Ex≠0 ④ C.若使A、B两球分别带上等量异种电荷， 则Eg≠0，Ew=0 C D D.若使A球带电，B球接地，则EM=0,Ev=0 4.一金属小球原来不带电，现在小球的直径延长 线上放置两带电量相等的正、负电荷M、N且 进阶突破拔高练P03 必修第三册：RU黑白题014