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 江苏专用）

第4节 静电 白题 基础过美 题型1静电平衡 1.如图，导体棒原来不带电，现将一电荷量为g 的正点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左 端R处，A、B为棒上中心轴线上的两点，A距 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，&…C回 右端感应出负电荷 R LL B.A点场强大于B点的场强 C.A点场强小于B点的场强 D.棒上感应电荷在A点产生的场强大小 为、的 (R+L)2 题型2尖端放电 2.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端) 处带电情况的实验装置.则 A.带电体A处比B处电荷 密集 B.带电体B处比A处电荷 密集 C.验电器的C处做成球形是为了美观 D.验电器的C处做成球形是为了让更多电 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.验电器的箔片会张开 B.P、Q两点电势相等 0. C.金属网P端感应出正 电荷 D.验电器和金属网之间场强不为零 第九章 的防止与利用 很时：9min 4.(2025·福建厦门质检)如图所示，把原来不 带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的 小球A从小孔放入球壳内，但不与B发生接 触，达到静电平衡后，则 () A.球壳内电场强度为零 B.B不带电 C.B的内表面带负电 D.金属壳B外的C点电场强度不为零 题型4静电吸附 5.(2024·吉林通化期末)静电除尘器由板状收 集器A和线状电离器B组成，其原理图如图 所示.B附近的气体分子被电离成正离子和电 子，其中电子在向着A运动的过程中附着在粉 尘上.粉尘在静电力的作用下被吸附到A上， 最后在重力作用下落入下面的漏斗（未画出） 中，达到除尘的目的.下列说法正确的是 ( 电 A.气体分子被电离成正离子和电子的过程中 电荷不守恒 B.粉尘带的电荷量大小可能为2.0×1019C C.板状收集器A连接的是高压电源的负极 D.线状电离器B连接的是高压电源的负极 黑白题013 黑题 应用提 1,矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场 中，静电平衡时，感应电荷产生的电场在导体 内的电场线正确的是 ( Q④ C D 2.(2024·河北保定期初)如图所示，接地的空 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 场强度大小分别为EA、Eg、Ec,则下列说法正 确的是 ( ④ A.E<ER<Ec B.EA=ER<Ec C.金属球壳左侧外表面带正电 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 中，验电器的金属箔片会张开的是 ( 绝缘地垫 绝缘地垫 A 金属网 地 地 C 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 必修第三册 陕时：l5min 到小球球心0的距离相等.如图所示，球内α、 b、c三点到球心距离也相等，金属球上的感应 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 C.E.=E<E。 E=8号 5.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带 电的金属空心球C内（不与球接触），另有一 个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠 近，如图所示，于是有 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 C,A向左偏离竖直方向，B的位置不变 D.A和B的位置都不变 压轴挑战 6.如图所示，导体球A与导体球 A 壳B同心，原来都不带电，也 不接地，设M、N两点的场强大 小分别为E和Ex,下列说法中正确的是 A.若使A带电，则EM≠0，EN=0 B.若使B带电，则Ew≠0，Ew≠0 C.若使A、B分别带上等量异种电荷，则 EM≠0，Ew=0 D.若使A带电，B接地，则Ew=0,Ex=0 进阶突破拔高练P闷 黑白题0144.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点的合杨强为E是=E,解得E是+B。 9d2 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=10+E,故选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。= 53,若移走+Q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 EErCos30°= 45L,所以C正确，ABD错误故选C 32 6.D解析：根据题设：轴上：=-之处的合场强为0，说明感应 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g在该处激发的场强大小B=:,故感应电 荷在：销上：±处激发的场强大小也为水品，在：轴 上：=号处的合场强大小为是+4是=6器，故D正 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+g之间的连线与两电荷连线之间 的夹角为0，其中cs0=4,正、负电荷在P点电场叠加，其 大小为B=2号·m=24号·-24号，故选项C正确 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+q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+ :。,电场方向为+29在0点的电场方向，即方向沿半径 离P点，故B正确，ACD错误故选B. 9.kOL ,解析：设想将圆环等分为n个小段，当n相当大 (L2+R2)3 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。0 nr2 n(R+L) 由对称性可知，各小段带电环在P处的场强E的分量E,相 必修第三册 互抵消，而分量E,之和即为带电圆环在P处的场强E, 如图， 故En=nE,=n n(R+E)T(P+R)是 第4节 静电的防止与利用 白题 基础过关 1.D2.B3.B 4.C解析：ABC.由于静电感应，金属球壳B内壁悠应出负电 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=1.6×10~°C,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 2.0×10”C,故B错误；CD.根据题意，电子在向着A运动的 过程中附着在粉尘上，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,=Em<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.金属网可以屏蔽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a、b、c点产生的场 黑白题06 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.C解析：A.如果A带电，则会感应B内部带异种电荷，外部 I 电性与A相同，那么Er≠0，Ex≠0，故A错误；B.如果B带 电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面，E内=0，即 Eg=0,Ev≠0，B错误：C.如果A、B带等量异种电荷，A与B 的静电感应使B外表面恰好无电荷，则E则≠0，Ex=0,故 C正确：D.若使A带电，B接地，是接地屏蔽，Ew≠0，Ew=0, D错误故选C. 第九章章末检测 1.B2.A3.C 4,B解析：圆环上的剩余电荷在0点产生的电场等效为-g电 荷在0点产生的电场，其电场强度大小为名一停，方向水平 向右，在F点电荷量为-g的电荷在0点产生的电场强度大 小为后品一品，方向水平肉左，0点的合扬强大小为 E=￡，￡，，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=QE=,方向水平向右，故选B 5.A解析：ABC.以A球为研究对象，分析受力如图1，设B 对A的库仑力F与墙壁的夹角为8，由平衡条件得竖直墙 面对小球A的弹力为N,=m4gtn6,将小球B向左推动少许 时日诚小，则N,减小再以AB整体为研究对象，分析受力如 图2所示，由平衡条件得F=N,N2=(m,+mm)g,则F减小， 地面对小球B的弹力一定不变，故A错误，BC正确.D.库仑 cos0由于0减小，则as0增大，P减小，根据库仑 力F=mg 定律P。=,可知，两球之间的距离增大故D正确故 选A 用十mg 图1 图2 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，根据平行四边形定侧知，圆环在OP上电场强度方向垂 直于0P,水平向右，从P到0电场强度大小逐渐变大，小球 参考答案与解析 受到的电场力逐渐增大，故A错误：B.水平方向上，小球处 于平衡态，所以小球受到杆的弹力大小与电场力大小相等， 则E两=Fx,由滑动摩擦力公式f=uF、,从P到O电场强度大 小逐渐变大，故小球受到的摩擦力∫逐渐变大，故B错误； C.竖直方向上由牛顿第二定律得mg-f=ma,因为∫增大，加 速度可能一直诚小，也可能先减小再反向变大，故C错误： D.小球的加速度如果一直减小，则小球的速度一直增大，动 能也会一直变大；若小球的加速度先减小再反向变大，则小 球的速度先变大再变小，那么小球的动能也是先变大再变 小，故D正确.故选D. 7.D解析：AC.由于两试探电荷所受静电力的方向均与x 轴正方向相同，所以A点电场强度方向沿x轴正方向，B点 电场强度方向沿x轴负方向，由此可知，点电荷O应位于AB 间，且应为负电荷，故AC错误；B.由图像可知E。= 品vc=0Vc专Vc9c,所哈-名 90.31 E1 (x-04,E=6.0 故B错误；D.根据E=k,Q (08-2,解得x 0.5m,故D正确.故选D 8.(1)2mgR3 。m（2）2mg9 解析：(1)对A受力分析，受重力mg、圆环弹力F4、库仑力 F4,如图所示： 445:.- 455 0° F 30 由正弦定理可得mg sin 45sin 30 又Fk,R解得amR2 g 对B受力分析，受重力mg、圆环弹力F。、库仑力F,由正 弦定理可得 in45°sin60o 又F=F,解得m,=了m (2)A、B两球处于同一水平线上时，对B受力分析，受重 力mg、圆环弹力N、库仑力F,如图所示： .600 黑白题07