专题01 静电场及其应用(期中真题汇编,人教版专用)高二物理上学期
2025-10-30
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内容正文:
专题01 静电场及其应用
3大高频考点概览
考点01电荷、库仑定律
考点02 电场、电场强度
考点03 静电的防止与利用
地 城
考点01
电荷、库仑定律
一、单选题
1.(24-25高二上·广西玉林·期中)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开( )
A.此时A带负电,B带正电
B.此时A带的电荷量大于B带的电荷量
C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都张开
D.把A、B分开,再移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
【答案】A
【详解】A.带正电荷的物体C置于A附近时,由于静电感应,A带上负电,B带上正电,A正确;
B.由于原来导体A和B不带电,根据电荷守恒定律可知,A带的电荷量等于B带的电荷量,B错误;
C.移去C后,由于电荷间的相互作用,重新中和,导体A和B不带电,故贴在A、B下部的金属箔都闭合,C错误;
D.先把A和B分开,A带负电,B带正电,移去C后两导体电荷不会中和,故贴在、下部的金属箔都不会闭合,D错误。
故选A。
2.(24-25高二上·江苏徐州·期中)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。让带正电的C靠近A,A端和B端分别带( )
A.正电、正电 B.负电、负电 C.正电、负电 D.负电、正电
【答案】D
【详解】由静电感应规律可知,让带正电的C靠近A,同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,枕形导体中部分自由电子向A端聚集,A端感应出负电荷,B端感应出正电荷。
3.(24-25高二上·广东广州·期中)不带电的玻璃棒与丝绸,相互摩擦后都带上了电,如图所示。其原因是( )
A.丝绸创造了负电荷
B.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
C.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
【答案】B
【详解】不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后,玻璃棒带正电,丝绸带负电,是因为玻璃棒上有些电子转移到丝绸上,玻璃棒由于缺少电子带正电,丝绸由于获得多余电子带负电。
故选B。
4.(24-25高二上·福建福州·期中)教学或生活中会有以下情景:①图1,用毛巾反复摩擦PVC管和塑料细带,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮;②图2,干燥的冬天,带负电的手靠近金属门锁时会被电击。下列说法正确的是( )
A.图1中,PVC管与塑料带带异种电荷
B.图1中,塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
C.图2中,在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷
D.图2中,电击过程,门锁上的部分电子转移到手上
【答案】C
【详解】A.图1中,PVC管与塑料带都带同种电荷,由于同种电荷相斥而使塑料带漂浮在空中,故A错误;
B.图1中,塑料带会张开是因为带上了同种电荷,相互排斥,向四周散开,故B错误;
C.图2中,因手带负电,则在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷,故C正确;
D.图2中,电击过程,因手带负电,则手上的部分电子转移到门锁上,故D错误。
故选C。
5.(24-25高二上·福建莆田·期中)真空中有两个静止的点电荷,它们之间相互作用的库仑力大小为F。若保持它们各自的带电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,则它们之间相互作用的库仑力大小变为( )
A.F B.F C.2F D.4F
【答案】A
【详解】根据库仑定律可得
若保持它们各自的带电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,若保持它们各自的带电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,
故选A。
6.(24-25高二上·广东惠州·期中)如图所示,充气后的气球在头发上摩擦,再靠近不带电的空易拉罐,在气球未接触易拉罐的情况下,可观察到易拉罐会朝气球方向滚动,(已知)下列说法正确的是( )
A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球不相同
B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球不相同
C.气球所带电荷量可能是
D.气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等
【答案】A
【详解】A B.根据静电感应,靠近气球一侧与气球带异种电荷,远离一侧与气球带同种电荷,故A正确,B错误;
C.带电体的电荷量是元电荷的整数倍,而不是的整数倍,故气球所带电荷量不可能是,故C错误;
D.气球对易拉罐远侧为斥力,近侧为吸引力,并且对近侧的力大于远侧的力,故易拉罐会朝气球方向滚动,故D错误。
故选A。
7.(24-25高二上·广东江门·期中)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均视为点电荷),三球沿一条直线摆放且均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.a对b的静电力一定是斥力
B.b对c的静电力可能是斥力
C.a的电荷量不可能比b的电荷量小
D.若给c施加一个向右的恒力,则三个球能向右运动且相互间的距离保持不变
【答案】C
【详解】AB.若三球沿一条直线摆放且均处于静止状态则a、c一定是同种电荷,a、b是异种电荷,即“两同夹异”,所以a对b的静电力一定是引力,b对c的静电力一定是引力,故AB错误;
C.若三球沿一条直线摆放且均处于静止状态,则b对c的静电力大小等于a对c的静电力大小,因为a、c间距离大于b、c间距离,根据静电力公式
可知a的电荷量比b的电荷量大,故C正确;
D.假设给c施加一个向右的恒力后,三个球能向右运动且互相之间的距离保持不变,以三个小球组成的系统为研究对象可得,三个球的加速度方向向右,以小球a为研究对象可得,小球的加速度为0,所以假设错误,故D错误。
故选C。
8.(24-25高二上·重庆万州·期中)两个完全相同金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷,两球之间的相互吸引力大小为F,不带电金属小球C与A、B完全相同,且带有绝缘手柄,使C与A、B两个球依次接触后移远,金属小球A、B可视为点电荷,间距始终不变,此时A、B两个球之间的相互作用力大小是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】初始AB之间为吸引力说明电荷异性,设A带正电,则B带负电,且
使C与A、B两个球依次接触后移远,则AB带电荷量分别变为
则此时A、B两个球之间的相互作用力大小
故选A。
二、多选题
9.(23-24高二上·新疆·期中)甲、乙、丙三个完全相同的物体原来都不带电,今使甲、乙两个物体相互摩擦后,将乙物体再与丙物体接触,最后,甲物体所带的电荷量为,对于乙、丙两个物体最后的带电情况,下列说法正确的是( )
A.乙物体带有电荷量为的正电荷 B.乙物体带有电荷量为的负电荷
C.丙物体带有电荷量为的负电荷 D.丙物体带有电荷量为的负电荷
【答案】BD
【详解】甲、乙、丙三个物体原来都不带电,甲、乙两个物体相互摩擦导致甲物体失去电子而带的正电荷,乙物体得到电子而带的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,由于乙、丙两物体完全相同,故可知乙、丙两物体带等量负电荷,由电荷守恒定律可知乙、丙两物体最终所带的电荷量均为。
故选BD。
10.(22-23高二上·广东江门·期中)如图所示,A,B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,把C移近导体A,下列说法中正确的是( )
A.A、B上的金属箔片都张开
B.A左端带负电,B右端带正电
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍然张开
D.先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍然张开
【答案】ABD
【详解】AB.当C移近导体A时根据静电感应现象得出A的左端带负电,B的右端带正电,所以AB上的金属箔片都张开,故AB正确;
C.先把C移走,再把A、B分开时AB中等量的正负电荷会发生中和,使得AB两端都不带电,所以金属箔片不会张开,故C错误;
D.先把AB分开,再移去C后,此时AB两端带有等量的异种电荷,A、B上的金属箔片仍然张开,故D正确。
故选ABD。
11.(24-25高二上·广东广州·期中)如图是探究库仑力的装置,将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上,下支架固定在高精度电子秤的托盘上,上支架贴上距离标尺,穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零,此时电子秤示数为零,给A、B带上同种电荷,A、B电荷可看成点电荷。下列说法正确的是( )
A.实验中A、B所带电荷量可以不相等
B.A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
C.电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D.用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,电子秤的示数减半
【答案】ABD
【详解】A.库仑力是电荷间的相互作用力,库仑力与电荷所带电荷量的多少有关,与电荷间的距离有关,在探究库仑力的规律时,不一定A、B所带电荷量必须相等,A正确;
B.A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力,故大小相等,B正确;
C.两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比,C错误;
D.用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,则C与A分别所带电荷量是原A所带电荷量的一半,因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比,所以电子秤的示数将减半,D正确。
故选ABD。
12.(23-24高二上·广西玉林·期中)如图所示,绝缘的斜面体ABC静止于水平面上,,,两个可视为质点的带电物体P和Q分别在AB和AC面上静止不动,且PQ连线水平。AB面和AC面光滑,设斜面体和P、Q的质量分别为M、、,重力加速度为g,.下列判断正确的是( )
A.P、Q的质量之比是
B.水平面对斜面底部没有静摩擦力
C.水平面对斜面的支持力等于
D.P、Q一定带异种电荷,且Q的电荷量一定等于P的电荷量
【答案】BC
【详解】A.对P受力分析,可得
对Q受力分析,可得
求得
A错误;
B.对斜面体和带电物体P和Q整体分析,水平面对斜面底部没有静摩擦力,B正确;
C.对斜面体和带电物体P和Q整体分析,水平面对斜面的支持力等于,C正确;
D.P、Q一定带异种电荷,但Q的电荷量不一定等于P的电荷量,P、Q间作用力与反作用力总是等大反向,D错误。
故选BC。
三、解答题
13.(24-25高二上·广东深圳·期中)如图所示,一个电荷量为的带电小球A固定于O点的正下方,质量为m的带电小球B用长为L的绝缘细线悬挂于O点。当小球B静止时,与小球A在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角。两带电小球均可视为点电荷,重力加速度大小为g,静电力常量为k,求:
(1)小球B的带电荷量;
(2)剪断细线的瞬间,小球B的加速度大小。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)分析可知,两球之间有库仑斥力,故小球B带负电荷,对小球B受力分析,水平方向有
解得
故小球B的带电荷量为。
(2)对小球B受力分析,竖直方向有
解得细线的拉力大小
可知小球B所受重力与库仑力的合力大小
剪断细线的瞬间,由牛顿第二定律有
解得
14.(24-25高二上·河北保定·开学考试)如图所示,带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上,带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时,细线b水平,细线a与竖直方向的夹角为37°,小球1、2(均可视为点电荷)的连线与水平方向的夹角也为37°,小球1、2间的距离d=2m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为,静电力常量,取重力加速度大小。求:
(1)小球1、2间的库仑力大小;
(2)细线b上的弹力大小和小球2的质量;
(3)小球1的质量。
【答案】(1)45N (2)36N,2.7kg (3)2.1kg
【详解】(1)根据库仑定律有
解得
(2)对小球2受力分析,水平方向上有
竖直方向上有
解得
,
(3)将小球1、2作为整体受力分析,有
解得
15.(23-24高二上·云南昆明·期中)如图所示,质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂,两球处于静止状态,已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等,小球A、B的带电量也相等,重力加速度为g,静电力常量为k,不计小球大小,求:
(1)小球A的带电量;
(2)O点处的电场强度;
(3)若给小球A施加一个水平向左的拉力,同时给小球B一个水平向右的拉力,两力始终等大反向,让两力同时从0开始缓慢增大,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,作用于小球B上的拉力多大?
【答案】(1);(2),方向竖直向上;(3)
【详解】(1)设绳上的拉力大小为T,则对小球A、B整体,根据力的平衡条件有
设两小球带电量都为,对小球B,根据力的平衡条件有
解得
(2)O点处的电场强度竖直向上,大小为
得
(3)小球B受重力、细线b的拉力、斥力和水平向右的拉力,处于平衡状态,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,根据平衡条件,水平拉力大小为
地 城
考点02
电场、电场强度
一:单选题
1.(24-25高二上·广东广州·期中)以下判断中,正确的是( )
A.电场中某处电场强度的方向跟电荷在该点所受电场力的方向相同
B.电荷在电场中某点受到的电场力小,该处的电场强度就小
C.匀强电场中各位置的电场强度大小相同,方向可以不同
D.电场线越密的区域,同一电荷所受电场力越大
【答案】D
【详解】A.电场强度的方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向,负电荷受力方向与场强方向相反,A错误;
B.由可知,电场强度与电场力及电荷量均有关,仅凭电场力的大小无法确定场强大小,B错误;
C.匀强电场的定义是场强大小和方向均相同,因此方向不可能不同,C错误;
D.电场线越密,场强越大。由
可知,同一电荷在电场线越密的区域所受电场力也越大,D正确;
故选D。
2.(24-25高二上·天津滨海新·期中)关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在
B.电荷间的相互作用是通过电场发生的
C.根据电场强度的定义式可知,E与F成正比,E与q成反比
D.由公式可知,放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,则该点的电场强度越大
【答案】B
【详解】A.电场看不见,摸不着,但电场实际存在,故A错误;
B.每个电荷在周围空间会产生电场,对放入其中的电荷有力的作用,反之亦然,故电荷间的相互作用是通过电场发生的,故B正确;
C. 为电场强度的定义式,E与F、q无关,与电场的本身属性有关,故C错误;
D. 是点电荷产生的电场强度的决定式,E与场源电荷Q成正比,与r2成反比,与检验电荷无关,所以放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,则该点的电场强度不变,故D错误。
故选B。
3.(24-25高二上·河南郑州·期中)如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别2r或r球面上的三点。电荷量为q的试探电荷在c点受到的库仑力方向指向Q,则( )
A.Q带正电
B.a、b两点电场强度相同
C.a、c两点的电场强度大小之比为1:4
D.将c处试探电荷电量变为2q,该处电场强度变为原来的2倍
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,试探电荷和固定的点电荷相互吸引,试探电荷为正,所以Q带负电,A错误;
B.根据公式知
a、b两点电场强度大小相同,但方向不同, B错误;
C.根据公式
可知,a、c两点的电场强度大小之比为1:4,C正确;
D.电场强度由场源电荷有关,与试探电荷无关,D错误。
故选C。
4.(24-25高二上·河南郑州·期中)如图所示,M、N两点固定两个等量的正点电荷(场源电荷),其连线的中垂线上A、B两点关于O点对称,在A点由静止释放一个带负电的粒子,不计粒子的重力,粒子的电量远小于场源电荷的电量,下列说法中正确的是( )
A.中垂线上从A到O到B电场强度的大小一定先减小后增大
B.粒子运动到O点时加速度为零,速度达最大值
C.粒子从A到O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
D.粒子越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度减小为零
【答案】B
【详解】A.如图,为等量正点电荷电场:
则O点场强为零,从O点沿着中垂线向无穷远处延伸,场强先增大后减小,故中垂线上从A到O,电场强度的大小可能先增大再减小,此时中垂线上从A到O到B电场强度先增大再减小,再增大再减小,故A错误;
B.由以上分析可知,带负电的粒子,从A到O过程,电场强度向上,则电场力向下,电场力做正功,由动能定理知,动能增加,则速度增大,同理可得,粒子由O到B的过程,速度减小,则带负电的粒子,到O点速度最大;又因为O点场强为零,则该粒子在O点的电场力为0,加速度为0。故B正确;
C.由以上分析可知,中垂线上从A到O,速度增大,电场强度的大小可能先增大再减小,则电场力的大小可能先增大再减小,则加速度可能先增大后减小,故C错误;
D.由以上分析可知从O到B过程,速度减小,电场强度的大小可能先增大再减小,则电场力的大小可能先增大再减小,则加速度可能先增大后减小。故D错误。
故选B。
5.(24-25高二上·甘肃天水·期中)在电场中某点放一检验电荷,其电荷量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点的电场强度为,那么下列说正确的是( )
A.若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零
B.若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷,该点的场强就变为
C.若在该点放一个电荷量为的检验电荷,该点场强大小仍为E,但场强方向与原来的方向相反
D.若在该点放一个电荷量为的检验电荷,该点场强大小仍为E,场强方向与原来的方向相同
【答案】D
【详解】A.电场强度只由电场自身决定,与试探电荷无关,移去检验电荷q,该点的电场强度保持不变,仍为,故A错误;
B.电场强度只由电场自身决定,与试探电荷无关,若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷,该点的场强仍为,故B错误;
C.电场强度只由电场自身决定,与试探电荷无关,若在该点放一个电荷量为的检验电荷,该点场强大小仍为E,场强方向与原来的方向相同,故C错误;
D.电场强度只由电场自身决定,与试探电荷无关,若在该点放一个电荷量为的检验电荷,该点场强大小仍为E,场强方向与原来的方向相同,故D正确。
故选D。
6.(24-25高二上·四川成都·期中)如图所示,在一对等量异种点电荷形成的电场中,O点是两点电荷连线的中点,B、C两点和A、D两点分别是两点电荷连线上关于O点对称的点,M点、N点是两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的点,则下列说法正确的是( )
A.M、N两点电场强度等大反向
B.A、D两点电场强度等大反向
C.在C点无初速度释放一个电子,仅在电场力作用下,从C点运动到B点的过程中电子的加速度先变小后变大
D.在C点无初速度释放一个电子,仅在电场力作用下,从C点运动到B点的过程中电子先做加速直线运动,后做减速直线运动
【答案】C
【详解】A.由等量异种电荷的电场分布可知,M、N两点电场强度等大同向,均垂直于MN向右,选项A错误;
B.由等量异种电荷的电场分布可知,A、D两点电场强度等大同向,均向左,选项B错误;
CD.在等量异种电荷的连线上,中点O的场强最小,可知在C点无初速度释放一个电子,仅在电场力作用下,从C点运动到B点的过程中电子受电场力先减小后增大,可知加速度先变小后变大,一直做加速运动,选项C正确,选项D错误。
故选C。
二:多选题
7.(24-25高二上·广东广州·期中)如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E。若再将另一等量异种点电荷-Q放在d点,则( )
A.b点场强大小为 B.c点场强大小为
C.b点场强方向向右 D.c点场强方向向右
【答案】BCD
【详解】AC.设,由题可知+Q在b点产生的场强大小为E,方向水平向右;由点电荷的场强公式
故-Q在b点产生的电场强度大小为
方向水平向右。
所以b点的场强大小为
方向水平向右,故A不符合题意,C符合题意;
BD.根据对称性可知,c点与b点的场强大小相等,则
方向水平向右,故BD符合题意。
故选BCD。
8.(24-25高二上·天津·期中)如图所示,M、N为两个等量同号正电荷Q,在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q,不计重力影响,下列关于点电荷q的运动的说法正确的是( )
A.从的过程中,加速度一定先增大后减小,速度也越来越大
B.从的过程中,加速度可能越来越小,而速度越来越大
C.点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值
D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度可能也越来越小,直到速度为零
【答案】BCD
【详解】AB.点电荷在从的过程中,根据等量同种正电荷电场线分布特点可知,负点电荷所受的电场力方向竖直向下,做加速运动,所以速度越来越大,因为从O点向上到无穷远,电场强度先增大后减小,从的过程中,电场强度大小变化可能越来越小,也可能先增大再减小,加速度的变化也是如此,故A错误,B正确;
C.分析可知点电荷运动到O点时,所受的电场力为零,加速度为零,然后向下做减速运动,所以O点的速度达到最大值,故C正确;
D.根据电场线的对称性可知,越过O点后,负电荷做减速运动,加速度可能越来越小,也可能先增大后减小,故D正确。
故选BCD 。
9.(24-25高二上·甘肃白银·期中)如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线,已知该电场线关于图中虚线对称,O点为A、B两点电荷连线的中点,a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B为等量同号点电荷
B.a、b两点处无电场线,故其电场强度为零
C.将一电子沿虚线从a点移动到b点,电场力先做负功,后做正功
D.同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等,方向相反
【答案】AD
【详解】A.根据电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终止及对称性可以判断,A、B是两个等量同种正点电荷,故A正确;
B.电场线只是形象描述电场的假想曲线,a、b两点处无电场线,但电场强度不为零,故B错误;
C.电子所受电场力方向与电场方向相反,则将一电子沿虚线从a点移动到b点,电场力先做正功,后做负功,故C错误;
D.由对称性可知,a、b两点的电场强度大小相等,方向相反,则同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等,方向相反,故D正确。
故选AD。
10.(24-25高二上·河南许昌期中)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点处电场强度的大小。如图甲所示是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D也关于O对称,则( )
A.B、C两点电场强度大小和方向都相同 B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O的电场强度最强 D.B、O、C三点比较,O点电场强度最弱
【答案】ACD
【详解】A.根据对称性看出,B、C两处电场线疏密程度相同,则B、C两点场强大小相同,这两点场强的方向均由B→C,方向相同,故A正确;
B.根据对称性看出,A、D两处电场线疏密程度相同,则A、D两点场强大小相同,由图看出,A、D两点场强方向相同,故B错误;
C.由图看出,E、F两点中,电场线疏密程度相同,两点场强大小相同,而E、O、F三点比较,O点场强最强,故C正确;
D.由图看出,B、O、C三点比较,O点场强最弱,故D正确。
故选ACD。
三:解答题
11.(24-25高二上·广东梅州·期中)带电量分别为、的异种电荷A、B固定在同一水平线上,相距6x,在它们连线的中点P上方有一悬点O,用绝缘细绳挂着一个质量为m的带电小球C,OP距离为x,如图所示,平衡时小球刚好静止在两电荷连线上且绳子与OP的夹角为。已知重力加速度为g,静电力常量为k,求:
(1)小球所受电场力大小为多少?
(2)小球所带电荷是正还是负?电荷量Q为多少?
【答案】(1) (2)负,
【详解】(1)小球的受力情况如图所示
小球受到的电场力
其中
解得
(2)由几何关系可得,CP长度为
小球所在处电荷产生的电场总场强大小
方向水平向右。由于小球受到的电场力方向向左,所以小球带负电。
根据
可得,小球所带电荷量
12.(24-25高二上·广东湛江·期中)如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球,小球质量为,所带电荷量为,现在小球所在空间加一水平方向的匀强电场,小球静止时绝缘绳与竖直方向夹角(,,g取),求:
(1)这个匀强电场的电场强度E的大小;
(2)此时细线拉力F的大小。
【答案】(1) (2)0.0125N
【详解】(1)受力分析如图所示
根据共点力平衡有
解得
(2)同理,可知
13.(24-25高二上·福建福州·期中)如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),电荷量大小均为。A固定在竖直放置的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为的斜面上且恰与A等高,若B的质量为40g,整个装置处于真空中,重力加速度为g取,;;。求:
(1)B球受到的静电力大小;
(2)带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度;
(3)A、B两球间的距离。
【答案】(1)0.3N
(2)3×105N/C,水平向左
(3)
【详解】(1)对B进行受力分析如图所示
根据受力平衡可得
(2)带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度为
方向水平向左。
(3)根据可得A、B两球间的距离
14.(24-25高二上·安徽·期中)如图所示,真空中一水平地面上固定有两个光滑斜面,倾角分别为60°、30°,A、B两带电小球,电荷量分别为+q、+9q,质量分别记为m1和m2,同时静止在两个斜面上,且A、B两球处于同一水平线上,其中A球到斜面底端的距离为L,带电小球均可视为点电荷,静电力常量为k。求:
(1)A、B间的库仑力大小;
(2)A、B两球的质量m1和m2之比;
(3)AB连线与斜面底端所在竖直线交点D处的电场强度。
【答案】(1) (2)1:3 (3)0
【详解】(1)A球到斜面底端的距离为L,所以两球间距
A、B间的库仑力大小
(2)根据受力分析,两球都受到重力,库仑力及斜面对球的弹力,合力为零,对A球
F=m1gtan60°
对B球
F=m2gtan30°
解得
m1:m2=1:3
(3)两个带电小球在D点产生的场强大小分别是
方向相反,因此D点的合场强为零。
地 城
考点03
静电的防止与利用
一:单选题
1.(24-25高二上·广东·期中)下列关于起电和防止静电危害下列说法中错误的是( )
A.不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律
B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电
C.一个带电体接触一个不带电的物体,则两个物体带上等量异种电荷
D.印染车间里保持适当的湿度、飞机的轮胎装有搭地线或用导电的橡胶制造都是防止静电危害
【答案】C
【详解】A.电荷不能凭空产生,也不能凭空消失,电荷只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变,则不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律,故A正确,不符合题意;
B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,故B正确,不符合题意;
C.一个带电体接触一个不带电的物体,电荷会发生转移,使两个物体带上同种电荷,故C错误,符合题意;
D.印染车间里保持适当的湿度、飞机的轮胎装有搭地线或用导电的橡胶制造都是防止静电危害,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.(24-25高二上·天津宁河·期中)下列叙述正确的是( )
A.只有体积很小的球形带电体才叫作点电荷
B.静电平衡时,导体内没有自由电子
C.在一个以点电荷为中心、r为半径的球面上,各处的电场强度都相同
D.夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,这是微弱的放电现象
【答案】D
【详解】A.当带电体的形状和大小对所研究的问题没有影响时,可以把带电体看作点电荷,物体能不能看作点电荷,与物体的体积没有直接关系,故A错误;
B.静电平衡时,导体内的自由电子不再发生定向移动,但导体内仍然存在自由电子,故B错误;
C.在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度大小相同,但方向不同,故C错误;
D.夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,这是微弱的放电现象,故D正确。
故选D。
3.(24-25高二上·北京·期中)电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例,如图,针式电极周围空气在高电压作用下发生电离,在周围产生电晕区,生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动,途中黏附在灰尘上,并在电场力作用下继续向集尘极移动,最后沉积在集尘极上。下列说法正确的是 ( )
A.供电装置上端为电源正极,下端为电源负极
B.针式电极附近电场较弱
C.带电灰尘飞向集尘极的过程中,电势能减小
D.带电灰尘飞向集尘极的过程中,做匀加速直线运动
【答案】C
【详解】A.负离子在电场力的作用下向集尘极移动,说明集尘极为正极,故供电装置上端为电源负极,下端为电源正极,故A错误;
B.导体尖端的电荷比较密集,所以附近电场比较强,故B错误;
C.带电灰尘飞向集尘极的过程中,电场力做正功,电势能减小,故C正确;
D.由于电场并非匀强电场,另外,灰尘受到重力作用,所以带电灰尘做变加速运动,故D错误。
故选C。
4.(24-25高二上·北京·期中)如图所示,将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上,金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况,以下说法中不正确的是( )
A.金属球内部电场强度处处为零
B.电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场强度都是等大且反向的
C.电荷Q在金属球球心处激发的电场强度,方向向右
D.感应电荷在金属球球心处激发的电场强度,方向向右
【答案】C
【详解】AB.电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场强度都是等大且反向,金属球内部合电场为零,电荷不再移动,处于静电平衡状态,故AB正确;
C.由公式
电荷Q在金属球球心处激发的电场强度为
方向向左,故C错误;
D.感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等,方向相反,即为,方向向右,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
5.(24-25高二上·浙江温州·期中)如图所示,高压静电防护服接地,O为防护服内的一点,把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷,静电力常量为k,取大地电势为0,下列说法正确的是( )
A.高压静电防护服应采用绝缘性能特别好的绝缘材料制作
B.感应电荷在O点处产生的场强大小等于,方向由O指向金属小球
C.高压静电防护服外表面场强处处为零
D.高压静电防护服左侧外表面带负电,电势小于0
【答案】B
【详解】A.高压静电防护服是内部有用金属丝织成的金属网,金属导电性好,对外部电场能起到屏蔽作用。故A错误;
B.由场强叠加原理可知
感应电荷场强方向与金属小球产生的场强方向相反,由O指向金属小球。故B正确;
C.高压静电防护服内部电场强度处处为零,电荷分布在外表面上,表面处的场强不等于0。故C错误;
D.由于防护服接地,应为左侧外表面带负电,大地无限远处带正电(防护服与大地连成一无限大导体),所以右侧不带电,防护服与大地相连,所以防护服上各点电势为0。故D错误。
故选B。
6.(24-25高二上·江西·期中)学校楼顶装有数根接地的细长金属装置,如图所示,关于该装置,下列说法可能正确的是( )
A.该装置利用静电屏蔽,在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B.该装置利用静电吸附,通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C.在雷雨天气,该装置会主动引导雷电击中自身,危害安全,应当拆除
D.在雷雨天气,该装置通过电离附近空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击
【答案】D
【详解】楼顶装有数根接地的细长金属装置是避雷针,在雷雨天气,该装置通过电离附近空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击。
故选D。
7.(24-25高二上·福建厦门·期中)以下关于静电现象的说法中正确的是( )
A.干燥天气里脱毛衣时产生电火花,是因为摩擦创造出电荷
B.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性
C.印刷车间空气应尽量保持干燥,以便于导走纸页间相互摩擦产生的静电
D.油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电
【答案】D
【详解】A.干燥天气里脱毛衣时产生电火花,是因为摩擦使得电荷从一个物体转移到另一个物体,而不是创造出新的电荷,故A错误;
B.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是起到静电屏蔽的作用,使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来,对工人起到保护作用,故B错误;
C.印刷车间的空气应保持湿润,以便于导走纸页间因相互摩擦而产生的静电,故C错误;
D.油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电,故D正确。
故选D。
8.(24-25高二上·广东梅州·期中)静电现象在自然界普遍存在,在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活,但也需对其进行防护,做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是( )
A.静电除尘的原理是静电屏蔽
B.避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点
C.静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面
D.干燥天气里脱毛衣时会产生火花,是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷
【答案】C
【详解】A.静电除尘的原理是因为带电物体能够吸引轻小物体,A错误;
B.避雷针的原理是利用了尖端放电,尖端的电荷分布密集,B错误;
C.静电喷涂是因为吸引力而导致油漆均匀的喷涂在工件表面,C正确;
D.摩擦起电是因为电荷发生了转移,而非凭空产生,D错误。
故选C。
二、多选题
9.(24-25高二上·重庆·期中)下列关于静电的利用与防护的说法中正确的是( )
A.高压输电线上方有两条与之平行的接地导线,目的是把高压线屏蔽起来以防止雷击
B.达到静电平衡的导体,感应电荷在导体内部的场强为零
C.静电喷涂利用静电场对电荷的作用,喷涂过程相比人工手喷效率高、浪费少
D.雷雨时可以在大树下躲雨
【答案】AC
【详解】A.根据静电屏蔽原理可知,高压输电线上方有两条与之平行的接地导线,目的是把高压线屏蔽起来以防止雷击,故A正确;
B.达到静电平衡的导体,导体内部的合场强为零,但感应电荷在导体内部的场强不为零,故B错误;
C.静电喷涂利用静电场对电荷的作用,喷涂过程相比人工手喷效率高、浪费少,故C正确;
D.大树容易发生尖端放电,雷雨时不能够在大树下躲雨,故D错误。
故选AC。
10.(24-25高二上·福建福州·期中)如图所示为一简易的静电除尘器,静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接,正极连接铝片,充入烟尘,通电后烟尘在电场中通过某种机制带电,被吸附在了铝片上,达到除尘效果。则( )
A.烟尘在电场中带上的是负电
B.矿泉水瓶内部形成的电场是匀强电场
C.矿泉水瓶内越靠近铜丝,电势越低
D.带电后,向铝片运动的过程中,电场力越来越大
【答案】AC
【详解】A.由于带电烟尘颗粒被吸附在了铝片上,即高压电源的正极,所以烟尘应受到指向正极的电场力,说明烟尘颗粒带负电,故A正确;
BD.矿泉水瓶内的电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场,并非匀强电场,烟尘带电后,向铝片运动的过程中,电场力越来越小,故BD错误;
C.矿泉水瓶内电场线方向由铝片指向铜丝,沿着电场线方向电势逐渐降低,则越靠近铜丝,电势越低,故C正确。
故选AC。
11.(24-25高二上·广东东莞·期中)从生活走向物理,从物理走向社会,物理和生活息息相关,联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中,正确的是( )
A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷
【答案】ABD
【详解】A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理,故A正确;
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的,故B正确;
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上,故C错误;
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷,从而产生引力,故D正确。
故选ABD。
12.(24-25高二上·浙江·期中)对于以下几幅图片所涉及的物理现象或原理,下列说法正确的是( )
A.甲图中,该女生和带电的金属球带有异种性质的电荷
B.图乙中,库仑使用过的扭秤装置利用了微小量放大原理
C.丙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D.丁图中,超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服
【答案】BC
【详解】A.女生接触金属球,与金属球带同种电荷,故A错误;
B.库仑使用过的扭秤装置利用了微小量放大原理,提高了测量精确度,故B正确;
C.燃气灶电子点火器应用了尖端放电原理,故C正确;
D.电力工人进行高压带电操作时一定要穿含金属丝的工作服,通过静电屏蔽来防止静电对人体的危害,故D错误。
故选BC 。
13.(24-25高二上·广东广州·期中)很多以煤做燃料的电厂每天排出的烟气带走大量的煤粉,如图甲所示,这不仅浪费燃料,而且严重地污染环境,为了消除烟气中的煤粉。可利用静电除尘,如图乙,m、n为金属管内两点。在P、Q两点加高电压时,金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,导致煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了。就此示意图,下列说法正确的是( )
A.Q接电源的正极
B.Q接电源的负极
C.电场强度Em<En
D.同一个煤粉在m、n两点的电势能Epm>Epn
【答案】AD
【详解】AB.管内接电高压时,管内产生强电场,它使空气电离而产生正、负离子,负离子在电场力的作用下,向正极移动时,碰到烟尘微粒使煤粉带负电,所以金属管Q应接高压电源的正极,金属丝P接负极,故A正确,B错误;
C.金属丝周围形成类似于点电荷的辐向电场,所以越靠近金属丝的电场强度越强,即
EmEn
故C错误;
D.由于金属丝P接电源负极,所以越靠近金属丝P电势会越小,因为煤粉带负电,所以越靠近金属丝P时,电势越低,电势能越大,则
Epm>Epn
故D正确。
故选AD。
14.(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )
A.A、B两点电场强度相等,且都不为零
B.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小
C.当开关闭合时,电子从导体沿导线向地面移动
D.当开关闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
【答案】BD
【详解】A.导体处于静电平衡状态,导体是一个等势体,导体内部场强处处为零,A、B两点电场强度都为零,故A错误;
B.在导体内部,感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等值反向,正电荷A在点产生的场强较大,故
B正确;
C.当电键闭合时,导体右侧的电场线指向无穷远处,即导体的电势大于零,电子从低电势运动到高电势,电子从大地沿导线向导体移动,C错误;
D.当开关闭合时,电子从大地沿导线向导体移动,D正确。
故选BD。
试卷第1页,共3页
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专题01 静电场及其应用
3大高频考点概览
考点01电荷、库仑定律
考点02 电场、电场强度
考点03 静电的防止与利用
地 城
考点01
电荷、库仑定律
一、单选题
1.(24-25高二上·广西玉林·期中)如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开( )
A.此时A带负电,B带正电
B.此时A带的电荷量大于B带的电荷量
C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都张开
D.把A、B分开,再移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合
2.(24-25高二上·江苏徐州·期中)如图所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。让带正电的C靠近A,A端和B端分别带( )
A.正电、正电 B.负电、负电 C.正电、负电 D.负电、正电
3.(24-25高二上·广东广州·期中)不带电的玻璃棒与丝绸,相互摩擦后都带上了电,如图所示。其原因是( )
A.丝绸创造了负电荷
B.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上
C.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上
4.(24-25高二上·福建福州·期中)教学或生活中会有以下情景:①图1,用毛巾反复摩擦PVC管和塑料细带,将塑料带往上抛,PVC管放在塑料带下方,可观察到塑料带化身为“章鱼”在空中漂浮;②图2,干燥的冬天,带负电的手靠近金属门锁时会被电击。下列说法正确的是( )
A.图1中,PVC管与塑料带带异种电荷
B.图1中,塑料带会张开是因为受到了PVC管对它的吸引力
C.图2中,在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷
D.图2中,电击过程,门锁上的部分电子转移到手上
5.(24-25高二上·福建莆田·期中)真空中有两个静止的点电荷,它们之间相互作用的库仑力大小为F。若保持它们各自的带电量不变,将它们之间的距离增大为原来的2倍,则它们之间相互作用的库仑力大小变为( )
A.F B.F C.2F D.4F
6.(24-25高二上·广东惠州·期中)如图所示,充气后的气球在头发上摩擦,再靠近不带电的空易拉罐,在气球未接触易拉罐的情况下,可观察到易拉罐会朝气球方向滚动,(已知)下列说法正确的是( )
A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球不相同
B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球不相同
C.气球所带电荷量可能是
D.气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等
7.(24-25高二上·广东江门·期中)如图所示,光滑绝缘水平面上有三个带电小球a、b、c(均视为点电荷),三球沿一条直线摆放且均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.a对b的静电力一定是斥力
B.b对c的静电力可能是斥力
C.a的电荷量不可能比b的电荷量小
D.若给c施加一个向右的恒力,则三个球能向右运动且相互间的距离保持不变
8.(24-25高二上·重庆万州·期中)两个完全相同金属小球A、B带有电荷量大小相等的电荷,两球之间的相互吸引力大小为F,不带电金属小球C与A、B完全相同,且带有绝缘手柄,使C与A、B两个球依次接触后移远,金属小球A、B可视为点电荷,间距始终不变,此时A、B两个球之间的相互作用力大小是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(23-24高二上·新疆·期中)甲、乙、丙三个完全相同的物体原来都不带电,今使甲、乙两个物体相互摩擦后,将乙物体再与丙物体接触,最后,甲物体所带的电荷量为,对于乙、丙两个物体最后的带电情况,下列说法正确的是( )
A.乙物体带有电荷量为的正电荷 B.乙物体带有电荷量为的负电荷
C.丙物体带有电荷量为的负电荷 D.丙物体带有电荷量为的负电荷
10.(22-23高二上·广东江门·期中)如图所示,A,B为两个相互接触的、用绝缘支柱支持的金属导体,起初它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,把C移近导体A,下列说法中正确的是( )
A.A、B上的金属箔片都张开
B.A左端带负电,B右端带正电
C.先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍然张开
D.先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片仍然张开
11.(24-25高二上·广东广州·期中)如图是探究库仑力的装置,将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上,下支架固定在高精度电子秤的托盘上,上支架贴上距离标尺,穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示数清零,此时电子秤示数为零,给A、B带上同种电荷,A、B电荷可看成点电荷。下列说法正确的是( )
A.实验中A、B所带电荷量可以不相等
B.A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
C.电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D.用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开,电子秤的示数减半
12.(23-24高二上·广西玉林·期中)如图所示,绝缘的斜面体ABC静止于水平面上,,,两个可视为质点的带电物体P和Q分别在AB和AC面上静止不动,且PQ连线水平。AB面和AC面光滑,设斜面体和P、Q的质量分别为M、、,重力加速度为g,.下列判断正确的是( )
A.P、Q的质量之比是
B.水平面对斜面底部没有静摩擦力
C.水平面对斜面的支持力等于
D.P、Q一定带异种电荷,且Q的电荷量一定等于P的电荷量
三、解答题
13.(24-25高二上·广东深圳·期中)如图所示,一个电荷量为的带电小球A固定于O点的正下方,质量为m的带电小球B用长为L的绝缘细线悬挂于O点。当小球B静止时,与小球A在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角。两带电小球均可视为点电荷,重力加速度大小为g,静电力常量为k,求:
(1)小球B的带电荷量;
(2)剪断细线的瞬间,小球B的加速度大小。
14.(24-25高二上·河北保定)如图所示,带正电的小球1用绝缘细线a悬挂在水平墙壁上,带负电的小球2用绝缘细线悬挂在竖直墙壁上。两小球处于静止状态时,细线b水平,细线a与竖直方向的夹角为37°,小球1、2(均可视为点电荷)的连线与水平方向的夹角也为37°,小球1、2间的距离d=2m。已知小球1、2所带的电荷量大小分别为,静电力常量,取重力加速度大小。求:
(1)小球1、2间的库仑力大小;
(2)细线b上的弹力大小和小球2的质量;
(3)小球1的质量。
15.(23-24高二上·云南昆明·期中)如图所示,质量均为m、带同种正电荷的小球A、B用长均为L的a、b绝缘细线悬挂,两球处于静止状态,已知细线b的拉力与细线a的拉力大小相等,小球A、B的带电量也相等,重力加速度为g,静电力常量为k,不计小球大小,求:
(1)小球A的带电量;
(2)O点处的电场强度;
(3)若给小球A施加一个水平向左的拉力,同时给小球B一个水平向右的拉力,两力始终等大反向,让两力同时从0开始缓慢增大,当细线b与竖直方向的夹角为53°时,作用于小球B上的拉力多大?
地 城
考点02
电场、电场强度
一:单选题
1.(24-25高二上·广东广州·期中)以下判断中,正确的是( )
A.电场中某处电场强度的方向跟电荷在该点所受电场力的方向相同
B.电荷在电场中某点受到的电场力小,该处的电场强度就小
C.匀强电场中各位置的电场强度大小相同,方向可以不同
D.电场线越密的区域,同一电荷所受电场力越大
2.(24-25高二上·天津滨海新·期中)关于电场强度,下列说法正确的是( )
A.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在
B.电荷间的相互作用是通过电场发生的
C.根据电场强度的定义式可知,E与F成正比,E与q成反比
D.由公式可知,放入电场中某点的检验电荷电荷量Q越大,则该点的电场强度越大
3.(24-25高二上·河南郑州·期中)如图所示,Q是真空中固定的点电荷,a、b、c是以Q所在位置为圆心、半径分别2r或r球面上的三点。电荷量为q的试探电荷在c点受到的库仑力方向指向Q,则( )
A.Q带正电
B.a、b两点电场强度相同
C.a、c两点的电场强度大小之比为1:4
D.将c处试探电荷电量变为2q,该处电场强度变为原来的2倍
4.(24-25高二上·河南郑州·期中)如图所示,M、N两点固定两个等量的正点电荷(场源电荷),其连线的中垂线上A、B两点关于O点对称,在A点由静止释放一个带负电的粒子,不计粒子的重力,粒子的电量远小于场源电荷的电量,下列说法中正确的是( )
A.中垂线上从A到O到B电场强度的大小一定先减小后增大
B.粒子运动到O点时加速度为零,速度达最大值
C.粒子从A到O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大
D.粒子越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到速度减小为零
5.(24-25高二上·甘肃天水·期中)在电场中某点放一检验电荷,其电荷量为q,检验电荷受到的电场力为F,则该点的电场强度为,那么下列说正确的是( )
A.若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零
B.若在该点放一个电荷量为2q的检验电荷,该点的场强就变为
C.若在该点放一个电荷量为的检验电荷,该点场强大小仍为E,但场强方向与原来的方向相反
D.若在该点放一个电荷量为的检验电荷,该点场强大小仍为E,场强方向与原来的方向相同
6.(24-25高二上·四川成都·期中)如图所示,在一对等量异种点电荷形成的电场中,O点是两点电荷连线的中点,B、C两点和A、D两点分别是两点电荷连线上关于O点对称的点,M点、N点是两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的点,则下列说法正确的是( )
A.M、N两点电场强度等大反向
B.A、D两点电场强度等大反向
C.在C点无初速度释放一个电子,仅在电场力作用下,从C点运动到B点的过程中电子的加速度先变小后变大
D.在C点无初速度释放一个电子,仅在电场力作用下,从C点运动到B点的过程中电子先做加速直线运动,后做减速直线运动
二:多选题
7.(24-25高二上·广东广州·期中)如图所示,真空中a、b、c、d四点共线且等距。先在a点固定一点电荷+Q,测得b点场强大小为E。若再将另一等量异种点电荷-Q放在d点,则( )
A.b点场强大小为 B.c点场强大小为
C.b点场强方向向右 D.c点场强方向向右
8.(24-25高二上·天津·期中)如图所示,M、N为两个等量同号正电荷Q,在其连线的中垂线上任意一点P自由释放一个负点电荷q,不计重力影响,下列关于点电荷q的运动的说法正确的是( )
A.从的过程中,加速度一定先增大后减小,速度也越来越大
B.从的过程中,加速度可能越来越小,而速度越来越大
C.点电荷运动到O点时加速度为零,速度达到最大值
D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度可能也越来越小,直到速度为零
9.(24-25高二上·甘肃白银·期中)如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线,已知该电场线关于图中虚线对称,O点为A、B两点电荷连线的中点,a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于O点对称的两点,则下列说法正确的是( )
A.A、B为等量同号点电荷
B.a、b两点处无电场线,故其电场强度为零
C.将一电子沿虚线从a点移动到b点,电场力先做负功,后做正功
D.同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等,方向相反
10.(24-25高二上·河南许昌期中)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点处电场强度的大小。如图甲所示是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上关于O对称的两点,B、C和A、D也关于O对称,则( )
A.B、C两点电场强度大小和方向都相同 B.A、D两点电场强度大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O的电场强度最强 D.B、O、C三点比较,O点电场强度最弱
三:解答题
11.(24-25高二上·广东梅州·期中)带电量分别为、的异种电荷A、B固定在同一水平线上,相距6x,在它们连线的中点P上方有一悬点O,用绝缘细绳挂着一个质量为m的带电小球C,OP距离为x,如图所示,平衡时小球刚好静止在两电荷连线上且绳子与OP的夹角为。已知重力加速度为g,静电力常量为k,求:
(1)小球所受电场力大小为多少?
(2)小球所带电荷是正还是负?电荷量Q为多少?
12.(24-25高二上·广东湛江·期中)如图所示,用一条绝缘轻绳悬挂一个带正电小球,小球质量为,所带电荷量为,现在小球所在空间加一水平方向的匀强电场,小球静止时绝缘绳与竖直方向夹角(,,g取),求:
(1)这个匀强电场的电场强度E的大小;
(2)此时细线拉力F的大小。
13.(24-25高二上·福建福州·期中)如图所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷),电荷量大小均为。A固定在竖直放置的绝缘支杆上,B静止于光滑绝缘的倾角为的斜面上且恰与A等高,若B的质量为40g,整个装置处于真空中,重力加速度为g取,;;。求:
(1)B球受到的静电力大小;
(2)带电小球A在图中B球静止位置处产生的电场强度;
(3)A、B两球间的距离。
【答案】(1)0.3N
14.(24-25高二上·安徽·期中)如图所示,真空中一水平地面上固定有两个光滑斜面,倾角分别为60°、30°,A、B两带电小球,电荷量分别为+q、+9q,质量分别记为m1和m2,同时静止在两个斜面上,且A、B两球处于同一水平线上,其中A球到斜面底端的距离为L,带电小球均可视为点电荷,静电力常量为k。求:
(1)A、B间的库仑力大小;
(2)A、B两球的质量m1和m2之比;
(3)AB连线与斜面底端所在竖直线交点D处的电场强度。
地 城
考点03
静电的防止与利用
一:单选题
1.(24-25高二上·广东·期中)下列关于起电和防止静电危害下列说法中错误的是( )
A.不管是何种起电方式,都要遵循电荷守恒定律
B.摩擦起电时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电
C.一个带电体接触一个不带电的物体,则两个物体带上等量异种电荷
D.印染车间里保持适当的湿度、飞机的轮胎装有搭地线或用导电的橡胶制造都是防止静电危害
2.(24-25高二上·天津宁河·期中)下列叙述正确的是( )
A.只有体积很小的球形带电体才叫作点电荷
B.静电平衡时,导体内没有自由电子
C.在一个以点电荷为中心、r为半径的球面上,各处的电场强度都相同
D.夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,这是微弱的放电现象
3.(24-25高二上·北京·期中)电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例,如图,针式电极周围空气在高电压作用下发生电离,在周围产生电晕区,生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动,途中黏附在灰尘上,并在电场力作用下继续向集尘极移动,最后沉积在集尘极上。下列说法正确的是 ( )
A.供电装置上端为电源正极,下端为电源负极
B.针式电极附近电场较弱
C.带电灰尘飞向集尘极的过程中,电势能减小
D.带电灰尘飞向集尘极的过程中,做匀加速直线运动
4.(24-25高二上·北京·期中)如图所示,将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上,金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况,以下说法中不正确的是( )
A.金属球内部电场强度处处为零
B.电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场强度都是等大且反向的
C.电荷Q在金属球球心处激发的电场强度,方向向右
D.感应电荷在金属球球心处激发的电场强度,方向向右
5.(24-25高二上·浙江温州·期中)如图所示,高压静电防护服接地,O为防护服内的一点,把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷,静电力常量为k,取大地电势为0,下列说法正确的是( )
A.高压静电防护服应采用绝缘性能特别好的绝缘材料制作
B.感应电荷在O点处产生的场强大小等于,方向由O指向金属小球
C.高压静电防护服外表面场强处处为零
D.高压静电防护服左侧外表面带负电,电势小于0
6.(24-25高二上·江西·期中)学校楼顶装有数根接地的细长金属装置,如图所示,关于该装置,下列说法可能正确的是( )
A.该装置利用静电屏蔽,在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B.该装置利用静电吸附,通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C.在雷雨天气,该装置会主动引导雷电击中自身,危害安全,应当拆除
D.在雷雨天气,该装置通过电离附近空气,减小大地与云层间的电势差,避免雷击
7.(24-25高二上·福建厦门·期中)以下关于静电现象的说法中正确的是( )
A.干燥天气里脱毛衣时产生电火花,是因为摩擦创造出电荷
B.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性
C.印刷车间空气应尽量保持干燥,以便于导走纸页间相互摩擦产生的静电
D.油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电
8.(24-25高二上·广东梅州·期中)静电现象在自然界普遍存在,在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活,但也需对其进行防护,做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是( )
A.静电除尘的原理是静电屏蔽
B.避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点
C.静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面
D.干燥天气里脱毛衣时会产生火花,是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷
二、多选题
9.(24-25高二上·重庆·期中)下列关于静电的利用与防护的说法中正确的是( )
A.高压输电线上方有两条与之平行的接地导线,目的是把高压线屏蔽起来以防止雷击
B.达到静电平衡的导体,感应电荷在导体内部的场强为零
C.静电喷涂利用静电场对电荷的作用,喷涂过程相比人工手喷效率高、浪费少
D.雷雨时可以在大树下躲雨
10.(24-25高二上·福建福州·期中)如图所示为一简易的静电除尘器,静电高压电源的负极与矿泉水瓶中的铜丝连接,正极连接铝片,充入烟尘,通电后烟尘在电场中通过某种机制带电,被吸附在了铝片上,达到除尘效果。则( )
A.烟尘在电场中带上的是负电
B.矿泉水瓶内部形成的电场是匀强电场
C.矿泉水瓶内越靠近铜丝,电势越低
D.带电后,向铝片运动的过程中,电场力越来越大
11.(24-25高二上·广东东莞·期中)从生活走向物理,从物理走向社会,物理和生活息息相关,联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中,正确的是( )
A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷
12.(24-25高二上·浙江·期中)对于以下几幅图片所涉及的物理现象或原理,下列说法正确的是( )
A.甲图中,该女生和带电的金属球带有异种性质的电荷
B.图乙中,库仑使用过的扭秤装置利用了微小量放大原理
C.丙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D.丁图中,超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服
13.(24-25高二上·广东广州·期中)很多以煤做燃料的电厂每天排出的烟气带走大量的煤粉,如图甲所示,这不仅浪费燃料,而且严重地污染环境,为了消除烟气中的煤粉。可利用静电除尘,如图乙,m、n为金属管内两点。在P、Q两点加高电压时,金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,导致煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了。就此示意图,下列说法正确的是( )
A.Q接电源的正极
B.Q接电源的负极
C.电场强度Em<En
D.同一个煤粉在m、n两点的电势能Epm>Epn
14.(24-25高二上·江西南昌期中)如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )
A.A、B两点电场强度相等,且都不为零
B.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小
C.当开关闭合时,电子从导体沿导线向地面移动
D.当开关闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
试卷第1页,共3页
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