专项突破1 带电体的电场-【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）

心专项突破1 带电体的电场 1.(2024·陕西汉中期末)》 如图所示，以0为圆心， 半径为R的实心球内有 一个半径为4R的空腔，01为空腔的直径， 实心部分均匀分布有正电荷，OA延长线上 的B点离0点距离为1.5R,已知均匀带电 球壳内的场强为零，均匀带电球外某点的 场强可以看成是电荷量集中在球心的点电 荷产生的电场，则A、B两点的电场强度大 小之比为 ( E_222 E223 A.En 391 B EB391 E_224 D E4225 C.En 391 E。391 2.(2024·湖北武汉月考)用5 根完全相同的均匀绝缘带电 棒围成正五边形abede,O为 该五边形的中心，ab、bc、de、ea 所带电荷量均为+Q,cd所带电荷量为-3Q, 此时O点处的场强的大小为E,若移走cd棒 而保持其他棒的位置和电荷分布不变，则O 处的场强的大小为@36=子om72) E B.3 C. 0.5 3.(2024·云南模拟)均匀带电的球壳在球外 空间产生的电场等效于电荷集中于球心处 的点电荷产生的电场.如图新示，在绝缘球 求面M,BB上均匀分布正电荷，总 量为9：在剩余；球面B上均匀分布负电 荷，总电荷量是29球半径为R,球心为0， CD为二球面AA,B,B的对称轴，在轴线上有 M、N两点，且OM=ON=2R,A,A=B1B, AA∥B,B∥CD.已知。球面A,B,在M点的 3 场强大小为E,静电力常量为k,则N点的 场强大小为 R 0 8 B + + A.E B.2E C. 3k-2E D.kg+E 8R2 12R2 4.如图甲所示，半径为R的均匀带电圆形平 板，单位面积带电荷量为σ（σ>0），其轴线 上任意一点P(坐标为x)的电场强度可以 由电场强度的叠加原理求出：E=2πko(1- )，方向沿x轴现考虑单位面积带 √2+R 电荷量为σ。的无限大均匀带电平板，从其 中间挖去一半径为r的圆板后（如图乙所 示)，在其轴线上任意一点Q(坐标为x)处 放置一个点电荷go,则g所受电场力的大 小为 R 20 A.2mkodo B.2mkodo C.2wko9o D.2wkoo 进阶突破·专项练01 心专项突破2 静电场中的图像问 题型1中-x图像 1.如图所示，带电绝缘体球的球心为O,用， 表示球内、外各点到球心的距离，其中A、B、 C位置离球心的距离分别为t2「3，用9 表示球内、外各点电势，其p-r图像如图所 示，下列说法正确的是 A.该绝缘体球带负电 B.A点的电场强度小于B点的电场强度 C.B点的电场强度大小为，9 r3-t2 D.负点电荷在B点的电势能比在C点的电 势能小 (第1题) (第2题) 2.(2024·四川南充调研)某静电场方向平行 于x轴，其电势φ随x的分布可简化为如图 所示的曲线.一质量为m、带电荷量为+q的 粒子（不计重力），以初速度从O点进人 电场，沿x轴正方向运动.下列叙述正确的是 () A.粒子从O运动到x,的过程中做匀减速 运动 B.粒子从O运动到x,的过程中，电势能先 增大后减小再增大 C.若o=2 ,则粒子运动到x,处时速 度最大，其大小为 5qPo m 02黑白题物理|必修第三册 题 D.若= ,粒子运动到，时速度大小 m 为 /99a m 3.(2025·安徽宿州期中)反射式速调管是常 用的微波器件之一，其内部真空，有一个静 电场的方向平行于x轴，其电势φ随x的分 布如图所示.一个带负电粒子（重力不计）》 从x=3cm处由静止释放，下列说法中正确 的是 ( ↑/N 8 4 6-4-2024m A.该静电场可以由两个负电荷产生 B.x=-2cm处的电场强度等于x=2cm处 的电场强度 C.该粒子在x=0处的电势能最大 D.释放时粒子沿x轴负方向运动，运动到 的最远位置为x=-4.5cm 题型2E-x图像 4.(2024·福建泉州期中)沿电场中某条直电 场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强 度E随x的变化规律如图所示，坐标原点 0、x1x2和x3分别与x轴上O、A、B、C四点 相对应，相邻两点间距相等.一个带正电的 粒子从0点由静止释放，运动到A点的动 能为E,仅考虑电场力作用，则 () A.从O点到C点，电势先升高后降低 B.粒子先做匀加速运动后做变加速运动 C.粒子在AB段电势能变化量的绝对值大 于BC段电势能变化量的绝对值第2节磁感应强度磁通量 1,A解析：根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线 之间的磁场方向垂直于纸面向外，右边通电导线在两根导线 之间的磁场方向垂直于纸面向里，离导线越远磁场越弱，在 两根导线中间位置磁场为零由于规定磁场的正方向为垂直 于纸面向外，所以A正确，BCD错误故选A 2.D解析：由于通电导线产生的磁场，距离导线越近，磁感应 强度越大，因此三个位置，磁通量的大小关系为中，=中■> 中。，从位置【平移到位置Ⅱ，磁通量的变化为中，-中1；以 bc为转轴转到位置Ⅱ，磁通量的变化为中，+中。；以MN为 转轴转到位置Ⅲ，磁通量的变化为0：平移到以MN为对称轴 的位置Ⅲ，磁通量的变化为中，+中。，因此磁通量变化的绝 对值最大的是从I平移到以MN为对称轴的位置Ⅲ.故选D. 3.C解析：AD,根据题意可知，当x趋向无穷大时，小磁针所 指的方向为地磁场的方向，由题图可知，x趋向无穷大 时，in0趋向于1，则0趋向90°，即小磁针的方向与x轴的 方向垂直，所以x轴的方向向东，地磁场方向向北.当x非常 小时，小磁针的N极沿x轴正方向，即条形磁铁的右端为N 极。x增大，条形磁铁在该处产生的磁场方向与地磁场方向 的夹角不变，故AD错误，BC,根据题图乙可知，在x处 有i加0= 2,0=45°，设条形磁铁在处产生的磁场的磁感 应强度大小为B:则m0B,解得B%=风，故B错误， C正确.故选C. 第3节电磁感应现象及应用 1.A解析：A.线圈产生的磁场全部集中在铁芯内，所以穿过 a、b两个环的磁通量始终相同，故A正确：BCD.根据安培定 则可知，穿过a的磁感线方向向左，穿过b的磁感线方向向 上，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，线圈中电流将发生改 变，产生的磁场随之改变，穿过α、b两环的磁通量会发生改 变，故a,b两环中都会产生感应电流：而向左和向右穿过c 环的磁感线条数相等，完全抵消，总的磁通量为零，不发生变 进阶突破 专项突破1带电体的电场 1.D解析：设单位体积内的电荷量为9，用补偿法，将空腔补 上同等电荷密度的正电荷，则A点的电场强度大小根据点电 荷的场强公式可知，E,=k ( 4 m,可知B点的电场强度大小E,=长 3uR'g 12 () 675m4,则A,B两点的电场强度大小之 必修第三册 化，故c环中没有感应电流产生，故BCD错误.故选A. 2.B解析：A.根据同向电流相互吸引，异向电流相互排斥的 原理可知，套环跳起时，套环上的电流与线圈上的电流绕行 方向相反，故A错误；B.线圈与电源的正负极反接，闭合开 关的瞬间，磁通量会发生变化，套环会产生感应电流，线圈对 套环会有安培力的作用，套环立刻跳起，故B正确：C.开关 由闭合到断开时，套环的磁通量会发生变化，套环会产生感 应电流，但线圈中无电流，线圈不会对套环有安培力的作用 套环不会跳起，故C错误：D.若所用套环换为塑料材质，则 不能产生感应电流，所以导致套环不会跳起，故D错误故 选B. 第4节电磁波的发现及应用 1.A解析：设人体与该装置的安全距离至少为x,则5 4n3 0.15W/m2,解得xs2.0m,故选A 2.紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿、疼 痒、脱皮，重者甚至会引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤 害，会引起结膜炎、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等 解析：根据A=C=3x10 了1.0x10sm=3x10?m,可知该电磁波属 于紫外线，紫外线能量较大，皮肤被照射时轻者会出现红肿 疼痒、脱皮，重者甚至引发癌变，还会对眼睛造成极大的伤 害，会引起结膜炎、角膜炎，长期照射可能会引起白内障等， 所以电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔。 第5节能量量子化 1.B解析：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 温度有关，随着温度升高，一方面，各种波长的辐射强度都有 增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 故选B. 2.B解析：打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子 能量，则该激光的光子能量为6=加=，解得8=5.5为 1019J.故选B. 专项练 比为：E=39,故ABC错误，D正确故选D。 2.C解析：根据点电荷的电场强度公式E=,,可知d棒对0 点的电场强度是其他几根棒各自对O点的电场强度的3倍， 因此设ab、bc、dk,ea在O点的电场强度都为E,cd棒在O点 的电场强度为3E,;ab、ea带电棒完全相同，这两根带电棒在 O点产生的电场强度大小相同，另由于两根带电棒关于O点 左右轴对称，所以这两根带正电的棒在0点的电场方向都 是沿着棒的垂直平分线从0点向下，两个电场方向互成72 角：同理可知，bc、de带电棒在0点的电场方向沿着棒的垂直 平分线从0点向上，两个电场方向互成144°角：则根据场强 叠加原理可知，ab、bc、de、ea带电棒的合场强方向竖直向下， 且有E金=2E,co536-2E.cos72°，又因为cd棒在0点的电 黑白题56 场方向竖直向下，所以5根带电棒的合场强为 2E,cm360-2E,om72+3迟，=B,解得E.=,则cd棒在0 点的电场大小为票，移走d棒后0点的电场大小变为， 故C正确，ABD错误故选C. 3.C解析：将AB部分补上，使球壳变成一个均匀带正电的完 整的球完，完整球壳带电荷量为Q=子？，为保证电荷量不 变，球面AB带负电荷量为q,则该球壳带正电的部分在M点 产生的场强为E,=0。-3恤，根据对称性可知：①带正电 (2R)28R2 的部分完整球壳在N点产生的场强大小B,=3班，②球 8R2 面AB带负电荷量为g,在N点产生的场强大小为2E,两者 方向相反，则N点的场强大小为=资2迟故选C 4.A解析：无限大均匀带电平板R取无限大，在Q点产生的 R行)小2m如，半径为r的圆板在 场强=2m加，(1- Q点产生的场强E,=2m如，(1-本 ),无限大均匀带电 平板，从其中间挖去一半径为？的圆板后的场强是两个场强 的差，所以E=E,-E2=2πko。 ,则9。所受电场力的大 √P+ 小为F=网=2m如o90√层+7 一，故选A 专项突破2静电场中的图像问题 1,D解析：A.根据p-r图像可知，从0点向外电势逐渐降低， 而顺着电场线方向电势是降低的，说明电场线是从O点向 外的，而电场线也是从正电荷出发，终止于负电荷或者无限 远的，可以判断该绝缘体球带正电，故A错误：B.根据电场 强度与电势差的关系可知，-，图像在某点的斜率表示那一 点电场强度，本题A点的斜率大于B点的斜率，所以A点的 电场强度大于B点的电场强度，故B错误；C.P-r图像在某 点的斜率表示那一点电场强度，而？9不能代表B点斜 3-72 率，故C错误：D.根据P-r图像可知，B点的电势比在C点 的电势高，而根据电势能与电势的关系公式E。=Pg可知，若 是负点电荷，电势高的地方电势能小，故D正确.故选D. 2.C解析：A.-x图像的斜率表示电场强度，由图像可知粒 子从0向右运动到x,的过程中电场强度减小，方向沿x轴 负方向，粒子所受的电场力方向也沿x轴负方向，粒子做加 速度减小的减速运动，故A错误：B.粒子从O运动到x的过 程中，电势先增大后减小，根据￡。=9，电势能先增大后减 小，放B结误，C若，=2一则粒子运动到与处时电势 能最小，电势能减少量最大，动能的增加量最大，速度最大， 根据动能定理有g·=子m心-之，解得 参考答案与解析 ,放C正确：D.者=，一粒子沿x轴正方向做减 m 速运动，当减速为零时，根据动能定理有q(0-p)=0- 2,解得p=受，则粒子运动不到与位置速度就减为号 1 了，故D错误故选C. 3.D解析：AB.P-x图像的斜率表示电场强度大小，由图可 6 知-6m<x<0区域的电场强度大小为B,“6x10V/m 100V/m,方向沿着x轴负方向，0<x<4cm区域的电场强度 6 大小为，4x10V/m=150V/m,方向沿着x轴正方向，可 知x=-2cm的电场强度大小小于x=2cm处的电场强度大 小，且此静电场不可能由两个负电荷产生，AB错误：C.x=0 处电势最高，根据E,=q心可知带负电粒子在x=0处的电势 能最小，C错误：D.带负电粒子（重力不计）从x=3cm处由 静止释放，受到向x轴负方向的电场力，当运动到x<0区域 后，受到x轴正方向的电场力，根据动能定理qE22一gE1= 0,可得x,=4.5cm,则该粒子将先沿x轴负方向运动，运动到 的最远位置为-4.5cm,D正确.故选D. 4.C解析：A.由E-x图可知，从O点到C点，场强方向不变， 且正电荷受到电场力方向与场强方向相同，则电场线方向为 从O点到C点，沿电场线方向电势降低，故A错误；B.根据 牛顿第二定律可得：F=qE=m,可知，加速度先增大后诚小， 故B错误；CD.根据IgU1=I△E,I,E-x图像面积表示电势 差，由图可知在AB段面积较大，故电势差较大，电场力做功 较大，故粒子在AB段电势能变化量的绝对值大于BC段电 势能变化量的绝对值，故C正确，D错误故选C. 5.D解析：AB.由图可知，场强E沿半径r方向始终大于0， ,两处的电场强度方向相同，电势沿着场强方向逐渐降 低，故T。处不是电势最高处，可知球心处的电势最高， 故AB错误：C.在E-r图像中，图线与坐标轴所围成的面积 表示电势差的大小，故可得1,2两处的电势差大于E。(2 ),故C错误：D,根据处的场强为E,有，=：号，解得 Q=华，放D正确散注D 6.C解析：A.由图像可知，正试探电荷在Q,附近的电势能为 负值，可知点电荷Q,带负电，故A错误：B因E。-x图像的 斜率绝对值等于电场力大小，可知坐标为x?处的电场强度 不为0，坐标为，处的电场强度为0，故B错误；C坐标为x4 Q 处的电场强度为0，可得k （x,+2=子，可得0 0. (G户，故C正确：D.试探电荷从名运动到与过程中，由 图像可得，电势能减小，电场力做正功，因此静电力沿x轴负 方向，故D错误故选C 7.C解析：A.在E,-x图像中，图像斜率的绝对值反映电场力 的大小，在电荷量保持不变的情况下，电场力的变化趋势和 黑白题57