第9章 静电场及其应用章末综合提升-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第三册同步辅导与测试(人教版)

探究归纳 :「典例4]「解析]完整球壳在M点产生的电场的场强大小为 「典例2]「解析]带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通！ 过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电，因此，金属空心球C 是电场原理知，右丰球在M点产生电场 和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方 向，而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，因此A球 的场强大小为织一E,根据对称性可知，左半球壳在N点产生的 2R 不受B球电场的影响，而保持竖直位置不变，选项B正确 「答案1B 电场的场强大小也为祭一E,选项A正确 针对训练 [答案]A 3.B[金离罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，A错 误：由于静电感应，使金屑罩B在左侧外表面感应出负电荷，所以！ 第十章 静电场中的能量 金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，B正确，D错误：由于静电 屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故验电器C上无感应电荷，验电 1 电势能和电势 器C的金属箔片不会张开，C错误. 4,D[因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有必备知识·自主梳理 内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，则B的内表面带负电，！一、1，有关无关 D对，B,C错：A带正电，B的内表面带负电，所以空腔内电场强度；二、2.(1)减少量E4一EB(2)减少增加3零势能位置 不为零，A错.] 4.为零无限远处大地表面 素养演练·提升技能 三1，电势能电荷量2.3.伏特41)离场源电荷无限远 1,C[电工穿的铜丝编织的高压作业股使内部场强处处为零，可以 有效避免电工受到电击，对人体起到保护作用，主要应用了静电屏， 处(2)正、负5.逐渐降低 蔽原理，选项C正确.] 即学即用 2.C「处于静电平衡状态的导体内部的电场强度处处为零，选项C1.(1)×(2)/(3)/(4)/(5)× 正确.] :2.解析将负电荷从A点移到B点，静电力做负功，电势能增大， 3.C[在铝板和缝被针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子；E4=q9A=一5X109×15J=一7.5×108J 会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，而被吸附到铝板： EpB=qoB =-5×10-8×10J=-5×10-8J 上，选项A错误：由于静电力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中 WAB =EpA-EpB=-2.5X10-8 J. 离铝板越近速度越大，选项C正确，B错误：由于离铝板越近，电场！ 强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝 答案增大-7.5×10-%-5×10-8-2.5×108 板越近则加速度越小，选项D错误，] 关键能力·合作探究 4.C[A图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起要点1 到屏蔽外电场的作用：B图中金腐壳同大地连为一体，同A一样，：提示(1)静电力F=9E,静电力与位移间的夹角为0，静电力对试 外壳起到屏蔽外电场的作用：C中电荷会使金属壳内外表面带电，： 探电荷q做的功W=FlAB cos0=gELAM. 外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用：D (2)在线段AM上静电力做的功W1=qELAM,在线段MB上静电 中将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏： 力做的功W2=0,总功W=W1十W=gEl4M: 蔽内电场的作用.] 5.AD[避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，D正确：根据探究归纳 (3)静电力做功与路径无关。 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知底端带负电的云层靠：角度1 近避香针时，针尖感应出正电荷，A正确，B错误：由于电荷更容易：典例1][解析]静电力微功的多少与电荷运动路径无关，故小 集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近 的电场强度大，C错误.门 错误：静电力做功只与电荷在电场中的初、末位置有关，所以电荷 从某点出发又回到了该点，静电力做功为零，故B正确：正电荷沿 章末综合提升 着电场线方向运动，则正电荷受到的静电力方向和电荷的运动方 归纳提能 向相同，故静电力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方 [典例1][解析]a和b电荷量为十g,c和d电荷量为-g,则c、d电！ 向运动，静电力对负电荷做正功，故C正确：电荷在电场中运动虽 荷对a电荷的库仑力为引力，b电荷对a电荷的库仑力为斥力.根据库 然有静电力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化 ：瓦=E=号：旅搭力的合成法别a电 仑定律，F1=g 满足能量守恒定律，故D错误， [答案]BC 荷所受的静电力大小为F二警，故A,RC错误，D正瑰 !角度2 [典例2][解析](1)W4c=W4十Wx=(-3×105+1.2× [答案]D 10-5)J=-1.8×10-5J. [典例2][解析]对小球A进行受力分析如图所 可见电势能增加了1.8×10-5J. 示.由于对称性，细线拉力大小等于库仑力大小。F930 (2)如果规定电荷在A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点 根据平衡条件，可知下廉o530°=之mg,解得 B11 的电势能为 EpB =EpA-WAB =0-WAB =3X10-5 J. F年=5ms,细线拉力大小下T=F年③m竖，故B 同理，电荷在C点的电势能为Ec=EpA一WAC=0一W4C=1.8X 3 3 10-5J. 正确，D错误：由库仑定律可得A、B间库仑力的大 (3)如果规定电荷在B点的电势能为零，则该电荷在A,点的电势 小为F=g,细线拉力下T也为g,故A,C错误。 能为EA'=EB'+WAB=0+WAB=-3X105J. 12 该电荷在C点的电势能为Ex'=EpB'-W=0一Wx=一1.2× 「答案1B 10-5J. [典例3][解析]根据带电粒子的运动轨迹可知，带电粒子所受】 [答案](1)增加了1.8×10-5J(2)3×10-5J1.8×10-5J 电场力的方向跟电场线共线，指向运动轨迹曲线弯曲的内侧，由此 (3)-3×105J-1.2×10-5J 可知，带电粒子与场源电荷电性相反，选项A错误；点电场线比b针对训练 点密，所以口，点电场强度较大，带电粒子在a点所受电场力较大，1.AD[在正点电荷形成的电场中，正电荷受到的静电力沿电场线 选项B正确：假设带电粒子由a,点运动到b,点，所受电场力方向与！ 方向，从M点移到N点，静电力做正功，电势能减少，A正确，B错 速度方向之间的夹角大于90°，电场力做负功，带电粒子的动能减！ 误：在正点电荷形成的电场中，负点电荷受到的静电力与电场线方 少，速度减小，即Ek>E帖o>%,同理可分析带电粒子由b点运 向相反，负点电荷从M,点移到N点，静电力做负功，电势能增加， 动到a点时也有Eka>Ek,>%,故选项C正确，D错误. C错误：把一负点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同 [答案]BC 路径移回到M点，静电力做的总功为零，电势能不变，D正确.] 213第九章静电场及其应用 章末综合提升 ◆网络构建 两种电荷：同种排斥、异种吸引 三种带电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电 电荷 电荷守恒定律：电荷既不会创生、也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体， 或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变 内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比， 库 与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上 仑 定 公式：F=62)92,k为静电力常量，6=9.0X10°N·m2/C 律 真空、静止、点电荷 适用条件 静 点电荷：带电体的形状、大小、电荷分布对电荷间作用力的影响可以忽略 定义：试探电荷所受静电力跟电荷量之比 场及 公式：E= g 电场强度{方向：正电荷所受静电力的方向 用 电场 电场强度 点电荷的电场：E=kQ r2 电场强度的叠加，遵循平行四边形定则 电场战保个不的聚不电架线方向与该点的电场方向京 (定义：导体内的自由电子不再定向移动 静电平衡 特点：E内=0 静电的防 止与利用 尖端放电 静电屏蔽：外电场对壳内仪器不产生影响 静电喷漆 ◆归纳提能心 一、静电力的叠加及平衡问题 /方法点拨/ [典例1]如图所示，在边长为1a9 静电力叠加的计算技巧 的正方形的每个顶点都放置 (1)静电力叠加遵循平行四边形定则，先求出 一个点电荷，其中a和b电荷 点电荷所受的每一个库仑力，再应用平行四边 量均为十q,c和d电荷量均为 形定则求合力. 一q.则a电荷受到的其他三个 (2)注意两个等大的力的合成，合力一定沿其 电荷的静电力的合力大小是 角平分线方向，可利用对称性求解 (3)计算静电力时，不但要求出静电力的大小， A.0 B.Zkg c竿 D.3kg2 212 还要说明静电力的方向. [听课记录] :[典例2]如图所示，质量为m、带电 荷量为q的带电小球A用绝缘细线 悬挂于O点，带电荷量也为q的小 O 球B固定在O点正下方的绝缘柱 上，其中O点与小球A的间距为1， O点与小球B的间距为√3，当小球 23 物理必修第三册 A平衡时，悬线与竖直方向的夹角0=30°，带电：A.电性与场源电荷的电性相同 小球A、B均可视为点电荷，静电力常量为，则： B.在a、b两点所受静电力大小Fa>F6 ( C.在a、b两点的速度大小va>h A.A、B间库仑力大小F库= kg2 D.在a、b两点的动能Eka<Ekb 22 [听课记录] B.A、B间库仑力大小F作=Sg 3 C.细线拉力大小FT=g 312 D.细线拉力大小Fr=√3mg [听课记录] 三、巧用“对称法”解电场的叠加问题 :1.技巧：对称法求电场强度时常利用中心对称、轴 对称等 :2.方法 (1)确定对称性一是电荷相对点（面）对称，还 是点（面）相对电荷对称 (2)确定某对称点的电场强度—常利用公式 E=,号来确定电场强度大小 (3)确定对称点的合电场强度一根据对称性 二、电荷的运动轨迹与电场线的关系 确定两电荷在对称点的合电场强度，或者某电 1.带电粒子运动轨迹与电场线重合的条件 荷在另一对称点的电场强度，再利用矢量合成 (1)电场线是直线！ 的方法求合电场强度， (2)带电粒子受电场力作用，若受其他力，则其；[典例4幻均匀带电的 A 他力的合力为零或合力方向沿电场线所在： 完整球壳在球外空 +/R 直线. 间产生的电场等效CM N D (3)带电粒子初速度为零或初速度方向沿电场： 于电荷集中于球心 ++B 线所在的直线 处产生的电场.如图 以上三个条件必须同时满足· 所示，在半球面AB上均匀分布着正电荷，总电 2.带电粒子在电场中做曲线运动时静电力做正、 荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球面顶 负功的判断 点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点， (1)粒子的速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒 OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E,则 子所受合力方向一定指向轨迹弯曲的凹侧 N点的场强大小为 ( (2)静电力方向与速度方向夹角小于90°，静电 力做正功；夹角大于90°，静电力做负功 A祭一E B. kg 4R2 [典例3]（多选）如图所示是一 簇未标明方向、由单一点电荷 C祭-E D是+E 产生的电场线，虚线是一带电 [听课记录] 粒子通过该电场区域时的运 b 动轨迹，a、b是轨迹上的两点。 若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此： 图可判断出该带电粒子 ( ) 温馨提示 古人学问无遗力，少壮工夫老始成。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 请做章未检测卷（一） 24