专题06 静电场(期末真题分类汇编,陕晋青宁专用)高一物理下学期
2026-05-27
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3份
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45页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 静电场 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 陕西省,山西省,宁夏回族自治区,青海省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.35 MB |
| 发布时间 | 2026-05-27 |
| 更新时间 | 2026-05-27 |
| 作者 | 初高中数理化生秒杀专铺 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58066726.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
静电场专题期末试题汇编,覆盖电场力、电场能、带电粒子运动、库仑定律4大高频考点,精选陕西、山西等地期末真题,注重基础概念与实际情境结合,如闪电、静电防护产业展等案例。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|约30题|等势面电场强度比较、电势差计算、库仑定律应用|结合生活情境,如闪电云层电势差计算、静电除尘原理分析|
|解答题|约15题|带电粒子在复合场运动、电场力与力学平衡综合|多过程问题设计,如匀强电场与点电荷叠加场受力分析、带电小球在电场中运动轨迹推导|
内容正文:
专题06 静电场
4大高频考点概览
考点01 电场力的性质
考点02电场能的性质
考点03 带电粒子在电场中的运动
考点04库仑定律与静电现象
地 城
考点01
电场力的性质
一、单选题
1.C 2.A 3.B 4.B 5.C 6.AD 7.AC 8.BD
二、解答题
9.(1),方向沿方向、由指向
(2),方向与方向成角斜向下
(3),方向沿方向,由指向
10.(1),方向水平向右;(2),方向斜向左下方与水平方向夹角为
地 城
考点02
电场能的性质
一、单选题
1.B 2.A 3.C 4.C 5.C 6.D 7.BD 8.AC
二、解答题
9.(1),
(2)
(3)6V,6V
10.(1)4V;-2V;(2)4V,2V;(3)
地 城
考点03
带电粒子在电场中的运动
一、单选题
1.B 2.D 3.A 4.BC
二、解答题
5.(1)正电;,方向水平向右 (2)
6.(1)
(2)小物块仍静止,所受摩擦力,方向与DB夹角为60°斜向左上方。
(3),方向与DB夹角为斜向右上方;或者,方向与DB夹角为斜向左上方。
7.(1) (2),3mg
8.(1);(2);(3)
9.(1)正电荷;(2);(3)
10.(1)3.0×10-3N;(2)4.0×10-4kg;(3)2.0m/s
地 城
考点04
库仑定律与静电现象
一、单选题
1.D 2.C 3.B 4.B 5.B 6.A 7.C 8.A 9.C
二、解答题
10.(1),
(2)
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专题06 静电场
4大高频考点概览
考点01 电场力的性质
考点02电场能的性质
考点03 带电粒子在电场中的运动
考点04库仑定律与静电现象
地 城
考点01
电场力的性质
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)如图,虚线表示某静电场的等势面,两点的电场强度大小分别为、,一个带负电的粒子在两点的电势能分别为、。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
A.图甲,一架飞机正在竖直面内沿图示轨迹向上爬升,此时飞机所受的合力可能是
B.图乙,是某同学绘制的一种静电场电场线的分布图,其符合客观事实
C.图丙,制作棉花糖时,糖水因为受到离心力而被甩出去
D.图丁,轻杆长为,小球过最高点的速度
3.(24-25高一下·陕西汉中·期末)在如图所示的四种电场中,分别标记有、两点。则下列说法正确的是( )
A.甲图:与点电荷等距的、两点电场强度相同
B.乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点电场强度相同
C.丙图:两等量同种电荷连线中点两侧对称的、两点场强大小相等,方向均向右
D.丁图:两块带等量异种电荷的平行金属板所形成电场的、两点场强相等
4.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)空间存在正方形ABCD,点O为对角线交点,点M为CD边的中点。现将三个点电荷分别固定在A、B、D三点,其电荷量分别为、、(),为了使点O的电场强度为零,下列方法正确的是( )
A.在M点放置电荷量为的点电荷
B.在M点放置电荷量为的点电荷
C.在C点放置电荷量为的点电荷
D.在C点放置电荷量为的点电荷
5.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)下列有关物理概念和现象的描述正确的是( )
A.元电荷是电荷的一种,其电荷量的大小为1.6×10-19C
B.电场和电场线都是实际存在的物质,最早由法拉第提出
C.静电除尘的工作原理主要是利用异种电荷相互吸引的原理
D.避雷针可以使建筑物避免被雷击,其工作原理主要是静电屏蔽
6.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)(多选)如图所示,等量异种点电荷、固定在光滑绝缘水平面上,一个带电小球(可视为点电荷)在两点电荷连线上从靠近负点电荷的P点由静止释放,小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球带负电
B.小球向右运动的加速度先变大后变小
C.小球向右运动的速度先变大后变小
D.小球向右运动的速度不断增大
7.(24-25高一下·陕西西安·期末)(多选)甲、乙两点电荷产生的电场的电场线如图所示。根据电场线的分布情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙为同种电荷 B.甲、乙为异种电荷
C.甲的电荷量小于乙的电荷量 D.甲的电荷量大于乙的电荷量
8.(24-25高一下·山西运城·期末)(多选)点电荷、固定在同一水平线上,电荷量均为,两电荷间的距离为,中垂线上、两点关于点对称。一电子从点由静止释放,已知静电力常量为,下列说法正确的是( )
A.从到,电子速度一直增大,电子所受电场力也一直增大
B.电子自点释放后,将以点为中心做往复运动
C.点的电场强度大小可能为
D.若,在点给电子垂直纸面向里、大小为的速度,则电子做匀速圆周运动
二、解答题
9.(24-25高一下·山西名校联考·期末)如图所示,在匀强电场中,以点为圆心,为半径的圆平面与电场线平行,在点固定一电荷量为的点电荷,、、、为相互垂直的两直径和圆周的交点。当把一试探电荷放在点时恰好平衡(不计电荷重力),静电力常量为,求:
(1)匀强电场电场强度;
(2)试探电荷放在点时受到的静电力;
(3)试探电荷放在点时受到的静电力。
10.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)如图所示,A、B、C为竖直平面内等边三角形的三个顶点,现在A、B点(A、B位于同一水平面上)分别固定等量异种点电荷。已知三角形边长为L,点电荷电荷量大小为q,静电力常量为k。
(1)求A、B两点电荷在C点处产生的电场强度E;
(2)若在C点处放一个质量为(g为重力加速度)、电荷量大小也为q的带负电小球(可视为点电荷)并能保持静止状态,可在三角形所在平面内加一匀强电场,求该匀强电场的电场强度。
地 城
考点02
电场能的性质
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)闪电通常由雷电云放电产生,多数闪电发生在云内。如图所示,由于云内冰状颗粒相互碰撞小颗粒冰晶带正电,随气流上浮到云上端;较大颗粒带负电,下坠到云下端。若某雷电云的厚度为2km,云层内的电场可视为匀强电场,电场强度大小为,云层上、下两端相当于平行板电容器的两个极板,则该云层上、下两端的电势差为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)下列说法正确的是( )
A.电场线在电场中不相交
B.带电体的电荷量可以连续变化
C.点电荷在高电势点的电势能一定大于在低电势点的电势能
D.导体的电阻率越大,导电性能越好
3.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为、,电场强度大小分别为、。下列说法正确的是( )
A.若,则M点到电荷Q的距离比N点的远
B.若,则M点到电荷Q的距离比N点的近
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则
4.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)空间有一电场,各点电势随位置的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度一定为零 B.点与点的电场强度不相同
C.和两点在同一等势面上 D.将正电荷从移到,电荷的电势能增大
5.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力,则( )
A.粒子带正电
B.粒子加速度逐渐增大
C.A点的速度大于B点的速度
D.A点的电势能大于B点的电势能
6.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)静止于坐标原点的点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离的关系如图所示。、、为轴上等距的三点,取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是:( )
A.、、三点的场强关系为:
B.、、三点的电势关系为:
C.、间的电势差关系为:
D.负电荷在、、三点的电势能关系为:
7.(23-24高一下·山西临汾翼城中学·期末)(多选)如图所示,水平放置的两块带等量异种电荷的平行金属板M、N,它们之间的电场线是间隔相等的平行线,P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.M板带正电、N板带负电 B.M板带负电、N板带正电
C.P、Q两点的电场强度 D.P、Q两点的电势
8.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)(多选)如图所示,虚线a、b、c为某电场中的三条电场线,实线为一带电粒子射入电场后,仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,则( )
A.粒子可能带正电
B.粒子一定带负电
C.粒子在P点的加速度一定比在Q点的加速度大
D.若在P点由静止释放一带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线a重合
二、解答题
9.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)如图所示,在电场强度为60N/C的匀强电场中有A、B、C三个点,AB为5cm,BC为10cm,其中AB沿电场方向,BC和电场方向的夹角为60°。
(1)将电荷量为的正电荷从A点移到B点,再从B点移到C点,静电力分别做了多少功?
(2)若将该电荷沿直线由A点移到C点,静电力做的功又是多少?
(3)A、C点的电势差UAC是多少?若C点的电势为0,则A点的电势是多少?
10.(23-24高一下·陕西延安第一中学·期末)如图所示,在匀强电场中,将带电荷量q=-6×10-6C的电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了2.4×10-5J的功,再从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5J的功。
(1)求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出过B点的一条电场线。
地 城
考点03
带电粒子在电场中的运动
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)如图所示,左侧两金属板竖直正对放置,右侧两金属板水平正对放置,右侧两金属板的长度均为L,左侧两金属板间的电压是右侧两金属板间电压的2倍。一初速度为零的带正电粒子经左侧两金属板间的电场加速后,从右侧两金属板正中间垂直电场强度方向射入,且恰好从下极板的右边缘射出。不计粒子所受的重力。右侧两金属板间的距离为( )
A. B. C. D.L
2.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场,一质量为m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成θ角)由A向B做直线运动,已知重力加速度为g,微粒的初速度为v0,则( )
A.微粒定带正电
B.微粒一定做匀速直线运动
C.微粒的电势能一定减小
D.可求出微粒运动的加速度
3.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)图中有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿②轨迹落到 B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( )
A.U1∶U2=1∶8 B.U1∶U2=1∶1
C.U1∶U2=1∶2 D.U1∶U2=2∶1
4.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)(多选)如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管的底部固定带电小球甲。质量为m的带电小球乙(视为点电荷)从管口由静止释放,小球乙下落高度h到达A点时的速度为零。重力加速度大小为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小球乙下落过程中所受的静电力先减小后增大
B.小球乙下落过程中的加速度先减小后增大
C.小球乙下落过程中电势能的增加量为mgh
D.若其他情况不变,仅将小球乙的质量变为2m,则小球乙到达A点时的速度大小为
二、解答题
5.(24-25高一下·陕西汉中·期末)如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角为37°。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度。求:
(1)判断带电小球的电性并求出小球所受电场力F的大小和方向;
(2)小球的质量m。
6.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)如图所示,水平地面固定一倾角为的绝缘斜面体,此空间存在一方向平行于斜面(场强大小、方向均可调节,图中未画出)的匀强电场。现有一质量为、电荷量为可视为点电荷的小物块放置在斜面体上。已知小物块与斜面体间的动摩擦因数为,斜面连线与间的夹角为,重力加速度为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若将电场的方向调为沿向上,恰好不受摩擦力,求电场强度的大小;
(2)若保持场强大小为不变,仅将电场的方向调为由指向,通过计算说明小物块所处的运动状态并求此时所受摩擦力的大小和方向;
(3)现调节匀强电场的场强大小和方向,使可以沿的连线做匀速直线运动,求此时电场强度的大小和方向。
7.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)如图所示,长度为L的绝缘轻杆的一端固定在O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质点),整个装置置于方向水平向右的匀强电场中。当小球静止时,轻杆与竖直方向的夹角θ=60°。重力加速度大小为g。
(1)求电场的电场强度大小E;
(2)若其他情况不变,仅将电场的方向变为水平向左,求小球通过最低点时的速度大小v以及此时轻杆的拉力大小F。
8.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为,定值电阻。、为两个平行金属板,板长为,板间距离为。质量为、带电量为的颗粒从两金属板左端沿板间中线以的速度射入两板间。闭合开关S,调节电阻箱,使颗粒刚好打到下板右侧边缘的D点。颗粒重力不能忽略,取重力加速度为。求:
(1)颗粒在两板间运动的加速度大小;
(2)两板间的电压U;
(3)电阻箱的阻值。
9.(23-24高一下·山西临汾翼城中学·期末)质量为m、带电量为q的带电小球,用绝缘细线悬挂在方向水平向右、大小为E的匀强电场中,小球处于静止状态,此时细线与竖直方向夹角为。(重力加速度为g)求:
(1)小球带何种电荷;
(2)电场强度大小E;
(3)细线的拉力。
10.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
地 城
考点04
库仑定律与静电现象
一、单选题
1.(24-25高一下·山西晋中平遥县第二中学校·期末)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都闭合
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片都闭合
C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,用手摸了一下B,再把A、B分开,再把C移走,最后重新让A、B接触,A、B上的金属箔片都张开
2.(24-25高一下·山西名校联考·期末)2025年4月22日,“中国静电防护产业展”在上海世博展览馆盛大开幕。生活中有很多静电现象,有利的我们要加以利用,有害的我们要想办法防止。关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A.复印机是利用同种电荷间的吸引力来工作的
B.小汽车顶上装有一根露在外面的小天线是避雷针
C.高压设备中导体的表面应该尽量光滑是为了避免因尖端放电而损失电能
D.印刷课本时纸张间摩擦产生大量静电,印刷车间要保持干燥
3.(24-25高一下·陕西西安中学·期末)两个相同的金属小球可看作点电荷,带电量之比为:,在真空中相距为,相互间的库仑力大小为,现将两小球相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力大小可能变为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)下列关于生活中的一些静电现象的解释及物理学史的说法正确的是( )
A.燃气灶的电子点火器点火主要应用了摩擦起电的原理
B.一些导线内部的导体线芯用一层金属编织网包裹着是利用静电屏蔽的原理降低干扰
C.元电荷e的数值为,最早由英国物理学家密立根通过实验测量得出
D.牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系
5.(23-24高一下·山西临汾部分学校·期末)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.印刷车间的空气应保证适当潮湿,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
C.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
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
6.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)三个大小相同的带电导体球,带电量分别为、和,让与先接触,然后让与接触,最终所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则,质子和电子都是元电荷
B.电场是库仑首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C.若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右,则放入负电荷时,该点的电场强度方向仍向右
D.在高大的建筑物上安装避雷针的目的是直接导走云层中的电荷
8.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)如下图所示,真空中固定一正点电荷,在其附近适当位置由静止释放一带正电的试探电荷。将试探电荷到正点电荷间的距离记为r,试探电荷所受静电力记为F,则下列四幅图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)如图所示,真空中有三个带正电的点电荷,它们固定在边长为的等边三角形的顶点A、B、C处,已知每个点电荷的电荷量都是q,静电力常量为k,则A、B处的电荷对C处电荷的静电力的合力大小为( )
A. B. C. D.
二、解答题
10.(24-25高一下·山西名校联考·期末)如图所示,小球甲、乙均可视为点电荷,两球均带正电,带电荷量分别为和,甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的点;乙球在水平面上的点由静止释放,瞬间的加速度大小为;、两点的距离为。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为(为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用,不计空气阻力。求:
(1)乙球刚释放时受到甲球的库仑力大小和乙球的质量;
(2)乙球速度最大时两球之间的距离。
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专题06 静电场
4大高频考点概览
考点01 电场力的性质
考点02电场能的性质
考点03 带电粒子在电场中的运动
考点04库仑定律与静电现象
地 城
考点01
电场力的性质
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)如图,虚线表示某静电场的等势面,两点的电场强度大小分别为、,一个带负电的粒子在两点的电势能分别为、。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】AB.根据等差等势面越密的地方电场强度越大,可知,故AB错误;
CD.根据,,可得带负电的粒子在两点的电势能,故C正确,D错误。
故选C。
2.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
A.图甲,一架飞机正在竖直面内沿图示轨迹向上爬升,此时飞机所受的合力可能是
B.图乙,是某同学绘制的一种静电场电场线的分布图,其符合客观事实
C.图丙,制作棉花糖时,糖水因为受到离心力而被甩出去
D.图丁,轻杆长为,小球过最高点的速度
【答案】A
【详解】A.一架飞机正在竖直面内沿图示轨迹向上爬升,此时飞机所受的合力应指向轨迹的凹侧,故可能是,故A正确;
B.静电场的电场线不闭合,故B错误;
C.和向心力类似,离心力是一种作用效果,糖水因为向心力提供不足做离心运动而被甩出去,故C错误;
D.球过最高点时,杆可以提供支持力,故球过最高点的速度可以为0,故D错误。
故选A。
3.(24-25高一下·陕西汉中·期末)在如图所示的四种电场中,分别标记有、两点。则下列说法正确的是( )
A.甲图:与点电荷等距的、两点电场强度相同
B.乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点电场强度相同
C.丙图:两等量同种电荷连线中点两侧对称的、两点场强大小相等,方向均向右
D.丁图:两块带等量异种电荷的平行金属板所形成电场的、两点场强相等
【答案】B
【详解】A.甲图:与点电荷等距的、两点场强大小相同,但是方向不同,故A错误;
B.乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的、两点,场强的大小相同且方向均水平向左,故B正确;
C.丙图:两等量同种电荷连线中点两侧对称的、两点场强的大小相同,但是方向不同,故C错误;
D.丁图:两块带等量异种电荷的平行金属板所形成电场的、两点场强的大小和方向都不同,故D错误。
故选B。
4.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)空间存在正方形ABCD,点O为对角线交点,点M为CD边的中点。现将三个点电荷分别固定在A、B、D三点,其电荷量分别为、、(),为了使点O的电场强度为零,下列方法正确的是( )
A.在M点放置电荷量为的点电荷
B.在M点放置电荷量为的点电荷
C.在C点放置电荷量为的点电荷
D.在C点放置电荷量为的点电荷
【答案】B
【详解】设正方形的边长为,则在O点产生的场强大小为
方向沿OC方向。
和在O点产生的合场强大小为
方向沿OD方向。
、、在O点产生的合场强大小为
方向沿OM方向。要使点O的电场强度为零,该电荷只能放在M点,且该电荷只能是正电荷。由题可知,,由可得该电荷的电荷量
故选B。
5.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)下列有关物理概念和现象的描述正确的是( )
A.元电荷是电荷的一种,其电荷量的大小为1.6×10-19C
B.电场和电场线都是实际存在的物质,最早由法拉第提出
C.静电除尘的工作原理主要是利用异种电荷相互吸引的原理
D.避雷针可以使建筑物避免被雷击,其工作原理主要是静电屏蔽
【答案】C
【详解】A.元电荷是电荷量的最小单位(),并非具体的电荷种类(如电子或质子),故A错误;
B.电场是实际存在的物质,但电场线是人为假想的工具,用于描述电场分布,故B错误;
C.静电除尘通过电晕放电使尘埃带电,带负电的尘埃被正极吸引,符合异种电荷相互吸引的原理,故C正确;
D.避雷针通过尖端放电中和云层电荷,避免电荷积聚引发雷击,与静电屏蔽无关,故D错误。
故选C。
6.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)(多选)如图所示,等量异种点电荷、固定在光滑绝缘水平面上,一个带电小球(可视为点电荷)在两点电荷连线上从靠近负点电荷的P点由静止释放,小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球带负电
B.小球向右运动的加速度先变大后变小
C.小球向右运动的速度先变大后变小
D.小球向右运动的速度不断增大
【答案】AD
【详解】A.小球由静止向B球运动,受到B球的吸引力和A球的斥力,说明小球带负电,A正确;
B.等量异种点电荷的连线上,中点的场强最小,故小球沿着两点电荷的连线向正点电荷运动的过程中加速度先变小后变大,B错误;
C.等量异种点电荷的连线上,场强方向从正电荷指向负电荷,前面分析知小球带负电,故小球受到的电场力方向始终向右,与小球的运动方向相同,则小球向右运动的速度不断增大,C错误;
D.由前面分析知D正确。
故选AD。
7.(24-25高一下·陕西西安·期末)(多选)甲、乙两点电荷产生的电场的电场线如图所示。根据电场线的分布情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙为同种电荷 B.甲、乙为异种电荷
C.甲的电荷量小于乙的电荷量 D.甲的电荷量大于乙的电荷量
【答案】AC
【详解】由电场线分布可知,甲乙带同种电荷,且甲的电荷量小于乙的电荷量。
故选AC。
8.(24-25高一下·山西运城·期末)(多选)点电荷、固定在同一水平线上,电荷量均为,两电荷间的距离为,中垂线上、两点关于点对称。一电子从点由静止释放,已知静电力常量为,下列说法正确的是( )
A.从到,电子速度一直增大,电子所受电场力也一直增大
B.电子自点释放后,将以点为中心做往复运动
C.点的电场强度大小可能为
D.若,在点给电子垂直纸面向里、大小为的速度,则电子做匀速圆周运动
【答案】BD
【详解】A.从到,电场强度可能先增大后减小,电子受电场力
电场力先增大后减小,电场力做正功,电子速度一直增大,A错误;
B.电子在点释放,从到电场力做正功,从到电场力做负功,、关于对称,根据对称性,电子到点速度为0,然后返回,将以点为中心做往复运动,B正确;
C.设到距离为x,、在点产生场强大小
根据平行四边形定则,点合场强,且
令,即
化简
假设,代入左边
若,
实际上通过数学求解可知,该等式无法成立,所以点的电场强度大小不可能为,C错误;
D.若,点场强
电子做圆周运动,向心力由电场力提供,则
可得速度为
D正确。
故选BD。
二、解答题
9.(24-25高一下·山西名校联考·期末)如图所示,在匀强电场中,以点为圆心,为半径的圆平面与电场线平行,在点固定一电荷量为的点电荷,、、、为相互垂直的两直径和圆周的交点。当把一试探电荷放在点时恰好平衡(不计电荷重力),静电力常量为,求:
(1)匀强电场电场强度;
(2)试探电荷放在点时受到的静电力;
(3)试探电荷放在点时受到的静电力。
【答案】(1),方向沿方向、由指向
(2),方向与方向成角斜向下
(3),方向沿方向,由指向
【详解】(1)对试探电荷在点时进行受力分析如图所示
由题意可知,
根据平衡条件,有
即
可得,正电荷所受静电力方向与场强方向相同,故匀强电场方向沿方向、由指向;
(2)设试探电荷放在点时受到的静电力为;点的场强为
所以
方向与方向成角斜向下;
(3)设试探电荷放在点时受到的静电力为,点的场强
所以
方向沿方向,由指向。
10.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)如图所示,A、B、C为竖直平面内等边三角形的三个顶点,现在A、B点(A、B位于同一水平面上)分别固定等量异种点电荷。已知三角形边长为L,点电荷电荷量大小为q,静电力常量为k。
(1)求A、B两点电荷在C点处产生的电场强度E;
(2)若在C点处放一个质量为(g为重力加速度)、电荷量大小也为q的带负电小球(可视为点电荷)并能保持静止状态,可在三角形所在平面内加一匀强电场,求该匀强电场的电场强度。
【答案】(1),方向水平向右;(2),方向斜向左下方与水平方向夹角为
【详解】(1)根据点电荷电场强度的表达式,A、B两点电荷在C点各自产生的电场强度大小相等,均为
根据电场强度叠加原理,则C点处产生的电场强度
方向水平向右。
(2)小球受到重力与点电荷对小球水平向左的电场力的合力为解得
令F与水平向左的电场力方向夹角为,则有解得
小球保持相对静止,则有
解得
根据平衡条件可知,匀强电场对小球的作用力方向与F方向相反,小球带负电,则匀强电场方向斜向左下方,与水平方向夹角为。
地 城
考点02
电场能的性质
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)闪电通常由雷电云放电产生,多数闪电发生在云内。如图所示,由于云内冰状颗粒相互碰撞小颗粒冰晶带正电,随气流上浮到云上端;较大颗粒带负电,下坠到云下端。若某雷电云的厚度为2km,云层内的电场可视为匀强电场,电场强度大小为,云层上、下两端相当于平行板电容器的两个极板,则该云层上、下两端的电势差为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】该云层上、下两端的电势差
故选B。
2.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)下列说法正确的是( )
A.电场线在电场中不相交
B.带电体的电荷量可以连续变化
C.点电荷在高电势点的电势能一定大于在低电势点的电势能
D.导体的电阻率越大,导电性能越好
【答案】A
【详解】A.电场线在电场中某一点的切线方向表示场强方向,同一位置场强方向唯一,因此电场线不相交,故A正确;
B.电荷量遵循量子化规律,只能是元电荷的整数倍,不能连续变化,故B错误;
C.电势能
可知若点电荷带负电,高电势处电势能反而更小,故C错误;
D.电阻率越大,导电性能越差,故D错误。
故选A。
3.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点,其电势分别为、,电场强度大小分别为、。下列说法正确的是( )
A.若,则M点到电荷Q的距离比N点的远
B.若,则M点到电荷Q的距离比N点的近
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则
【答案】C
【详解】A.沿着电场线的方向电势降低,根据正点电荷产生的电场特点可知若
则M点到电荷Q的距离比N点的近,故A错误;
B.电场线的疏密程度表示电场强度的大小,根据正点电荷产生的电场特点可知若
则M点到电荷Q的距离比N点的远,故B错误;
C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点,电场力做正功,则是逆着电场线运动,电势增加,故有
故C正确;
D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点,电场力做负功,则是逆着电场线运动;根据正点电荷产生的电场特点可知
故D错误。
故选C。
4.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)空间有一电场,各点电势随位置的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.O点的电场强度一定为零 B.点与点的电场强度不相同
C.和两点在同一等势面上 D.将正电荷从移到,电荷的电势能增大
【答案】C
【详解】A.-x图像的斜率为电场强度E,故O点的电场强度不为零,选项A错误;
B.因点与点的斜率相同,故电场强度相同,选项B错误;
C.由图像知和两点的电势相等,选项C正确;
D.正电荷在高电势,电势能大,将正电荷从移到,电荷的电势能减小,选项D错误。
故选C。
5.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)一带电粒子从电场中的A点运动到B点,轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力,则( )
A.粒子带正电
B.粒子加速度逐渐增大
C.A点的速度大于B点的速度
D.A点的电势能大于B点的电势能
【答案】C
【详解】A.由运动轨迹可知电场力方向向左,粒子带负电,故A错误;
B.A→B电场强度变小,电场力变小,加速度变小,故B错误;
C.粒子运动过程中,电场力与运动方向的夹角大于90°角,所以速率减小,故C正确;
D.电场力做负功,故A点的电势能小于B点的电势能,故D错误。
故选C。
6.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)静止于坐标原点的点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离的关系如图所示。、、为轴上等距的三点,取无穷远处的电势为零,下列说法正确的是:( )
A.、、三点的场强关系为:
B.、、三点的电势关系为:
C.、间的电势差关系为:
D.负电荷在、、三点的电势能关系为:
【答案】D
【详解】A.根据点电荷场强公式
离点电荷距离越大,场强越小,即
故A错误;
B.由图可知
故B错误;
C.根据
AB的平均场强大于BC间的平均场强,
故C错误;
D.根据电势能定义式,
负电荷在、、三点的电势能关系为,故D正确。
故选D。
7.(23-24高一下·山西临汾翼城中学·期末)(多选)如图所示,水平放置的两块带等量异种电荷的平行金属板M、N,它们之间的电场线是间隔相等的平行线,P、Q是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.M板带正电、N板带负电 B.M板带负电、N板带正电
C.P、Q两点的电场强度 D.P、Q两点的电势
【答案】BD
【详解】AB.电场方向由正极板指向负极板,可知M板带负电、N板带正电,故A错误,B正确;
C.由于板间电场为匀强电场,则P、Q两点的电场强度,故C错误;
D.根据沿电场方向电势降低可知,P、Q两点的电势,故D正确。
故选BD。
8.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)(多选)如图所示,虚线a、b、c为某电场中的三条电场线,实线为一带电粒子射入电场后,仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,则( )
A.粒子可能带正电
B.粒子一定带负电
C.粒子在P点的加速度一定比在Q点的加速度大
D.若在P点由静止释放一带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹可能与电场线a重合
【答案】AC
【详解】AB.根据曲线运动规律电场力方向指向轨迹内侧,若电场线方向从上到下,则粒子带负电;若电场线方向从下到上,则粒子带正电,故A正确,B错误;
C.在同一电场中,电场线越密集的地方电场强度越大,电场线越稀疏的地方电场强度越小,则可知。所以点电荷在P处所受的电场力大于在Q处所受的电场力,即,则该带电粒子在电场中P点处的加速度比Q点处大,故C正确;
D.电场线a为曲线,带电粒子在电场中仅受到电场力的方向不断变化,且力的方向沿电场线的切线方向。根据曲线运动的规律可知,物体运动的轨迹夹在合外力方向和速度方向之间,故在P点由静止释放一带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹不可能与电场线a重合,故D错误。
故选AC。
二、解答题
9.(24-25高一下·陕西渭南韩城·期末)如图所示,在电场强度为60N/C的匀强电场中有A、B、C三个点,AB为5cm,BC为10cm,其中AB沿电场方向,BC和电场方向的夹角为60°。
(1)将电荷量为的正电荷从A点移到B点,再从B点移到C点,静电力分别做了多少功?
(2)若将该电荷沿直线由A点移到C点,静电力做的功又是多少?
(3)A、C点的电势差UAC是多少?若C点的电势为0,则A点的电势是多少?
【答案】(1),
(2)
(3)6V,6V
【详解】(1)将正电荷从A点移到B点静电力做功
从B点移到C点,静电力做功
(2)由(1)可知,将正电荷从A点移到B点,再从B点移到C点静电力做的功
可知电场力做功与路径无关,则将该电荷沿直线由A点移到C点,静电力做的功仍为
(3)根据
解得
根据
又
联立解得
10.(23-24高一下·陕西延安第一中学·期末)如图所示,在匀强电场中,将带电荷量q=-6×10-6C的电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做了2.4×10-5J的功,再从B点移到C点,电场力做了1.2×10-5J的功。
(1)求A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)作出过B点的一条电场线。
【答案】(1)4V;-2V;(2)4V,2V;(3)
【详解】(1)根据电场力做功与电势差的关系得
(2)根据电势差的定义式,,
所以,
(3)AB的中点D的电势为
连接CD,CD为等势线,电场线与等势线垂直,且由高电势指向低电势,如图所示
地 城
考点03
带电粒子在电场中的运动
一、单选题
1.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)如图所示,左侧两金属板竖直正对放置,右侧两金属板水平正对放置,右侧两金属板的长度均为L,左侧两金属板间的电压是右侧两金属板间电压的2倍。一初速度为零的带正电粒子经左侧两金属板间的电场加速后,从右侧两金属板正中间垂直电场强度方向射入,且恰好从下极板的右边缘射出。不计粒子所受的重力。右侧两金属板间的距离为( )
A. B. C. D.L
【答案】B
【详解】设右侧平行金属板间距为d,左侧两金属板间的电压是,右侧两金属板间电压是,电子在加速电场中运动时,由动能定理得
垂直进入右侧平行金属板间的电场做类平抛运动,则有水平方向
竖直方向
又
解得偏转距离
由题意知,
解得
故选B。
2.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)真空中某竖直平面内存在一水平向右的匀强电场,一质量为m的带电微粒恰好能沿图示虚线(与水平方向成θ角)由A向B做直线运动,已知重力加速度为g,微粒的初速度为v0,则( )
A.微粒定带正电
B.微粒一定做匀速直线运动
C.微粒的电势能一定减小
D.可求出微粒运动的加速度
【答案】D
【详解】A.微粒做直线运动,所受合力不可能为零,只能与运动方向共线,受力分析只能是如图所示的情况
电场力与场强方向相反,微粒带负电,A错误;
B.合力与运动方向相反,故微粒做匀减速直线运动,B错误;
C.由A向B做直线运动的过程,电场力做负功,电势能增大,C错误;
D.由牛顿第二定律可得
可得,即可求出微粒运动的加速度,D正确。
故选D。
3.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)图中有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为U1时,带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出;当偏转电压为U2时,带电粒子沿②轨迹落到 B板中间;设粒子两次射入电场的水平速度相同,则两次偏转电压之比为( )
A.U1∶U2=1∶8 B.U1∶U2=1∶1
C.U1∶U2=1∶2 D.U1∶U2=2∶1
【答案】A
【详解】根据x=v0t可知,两种情况下带电粒子的运动时间之比t1∶t2=2∶1
偏转距离之比y1∶y2=1∶2
由y=at2得两种情况下粒子的加速度之比=·=
由于
a=U∝a,故U1∶U2=1∶8
故选A。
4.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)(多选)如图所示,一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管的底部固定带电小球甲。质量为m的带电小球乙(视为点电荷)从管口由静止释放,小球乙下落高度h到达A点时的速度为零。重力加速度大小为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小球乙下落过程中所受的静电力先减小后增大
B.小球乙下落过程中的加速度先减小后增大
C.小球乙下落过程中电势能的增加量为mgh
D.若其他情况不变,仅将小球乙的质量变为2m,则小球乙到达A点时的速度大小为
【答案】BC
【详解】A.根据
在小球乙下落过程中两球的距离越来越小,则小球乙所受的静电力越来越大,故A错误;
B.由题知,从管口由静止释放,小球乙下落高度h到达A点时的速度为零,说明小球乙先做加速运动后做减速运动;即刚开始静电力小于重力,根据牛顿第二定律
可知随着静电力的增大,加速度在减小,方向向下,故小球乙的速度增加;当静电力等于重力时,加速度为零,小球乙的速度最大;之后,静电力大于重力,根据牛顿第二定律
可知随着静电力的不断增大,加速度增大,方向向上,故小球乙的速度减小, 所以该过程中小球乙的加速度先减小后增大,故B正确;
C.对小球乙下落的过程,根据能量守恒有,故C正确;
D.对小球乙下落的过程,静电力做功不变,所以电势能的增加量仍为mgh,根据能量守恒有
解得,故D错误。
故选BC。
二、解答题
5.(24-25高一下·陕西汉中·期末)如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角为37°。已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度。求:
(1)判断带电小球的电性并求出小球所受电场力F的大小和方向;
(2)小球的质量m。
【答案】(1)正电;,方向水平向右
(2)
【详解】(1)作出小球的受力分析图,如图所示
电场力方向水平向右,电场力的大小为
因为小球所受静电力与电场方向同向,所以小球带正电
(2)根据平衡条件有
解得
6.(24-25高一下·山西临汾部分学校·期末)如图所示,水平地面固定一倾角为的绝缘斜面体,此空间存在一方向平行于斜面(场强大小、方向均可调节,图中未画出)的匀强电场。现有一质量为、电荷量为可视为点电荷的小物块放置在斜面体上。已知小物块与斜面体间的动摩擦因数为,斜面连线与间的夹角为,重力加速度为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)若将电场的方向调为沿向上,恰好不受摩擦力,求电场强度的大小;
(2)若保持场强大小为不变,仅将电场的方向调为由指向,通过计算说明小物块所处的运动状态并求此时所受摩擦力的大小和方向;
(3)现调节匀强电场的场强大小和方向,使可以沿的连线做匀速直线运动,求此时电场强度的大小和方向。
【答案】(1)
(2)小物块仍静止,所受摩擦力,方向与DB夹角为60°斜向左上方。
(3),方向与DB夹角为斜向右上方;或者,方向与DB夹角为斜向左上方。
【详解】(1)若将电场的方向调为沿向上,恰好不受摩擦力,则满足
解得
(2)若保持场强大小为不变,仅将电场的方向调为由指向,则物块受沿DB方向的电场力,大小为mg;沿斜面向下的重力的分量为mg,两个力夹角为120°,则两个力的合力为mg,方向水平向右;小物块与斜面的最大静摩擦力为
则小物块仍静止,所受摩擦力,方向与DB夹角为60°斜向左上方。
(3)若物块沿DB方向向上做匀速直线运动,则摩擦力沿BD向下,大小为mg,沿斜面向下的重力的分量为mg,两个力夹角为,可知
解得,方向与DB夹角为30°斜向右上方;
若物块沿BD方向向下做匀速直线运动,则摩擦力沿DB向上,大小为mg,沿斜面向下的重力的分量为mg,两个力夹角为,可知
解得,方向与DB夹角为60°斜向左上方。
7.(24-25高一下·陕西西安临潼区华清中学·期末)如图所示,长度为L的绝缘轻杆的一端固定在O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质点),整个装置置于方向水平向右的匀强电场中。当小球静止时,轻杆与竖直方向的夹角θ=60°。重力加速度大小为g。
(1)求电场的电场强度大小E;
(2)若其他情况不变,仅将电场的方向变为水平向左,求小球通过最低点时的速度大小v以及此时轻杆的拉力大小F。
【答案】(1)
(2),3mg
【详解】(1)根据平衡条件得
解得
(2)根据动能定理得
解得
根据牛顿第二定律得
解得
8.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为,定值电阻。、为两个平行金属板,板长为,板间距离为。质量为、带电量为的颗粒从两金属板左端沿板间中线以的速度射入两板间。闭合开关S,调节电阻箱,使颗粒刚好打到下板右侧边缘的D点。颗粒重力不能忽略,取重力加速度为。求:
(1)颗粒在两板间运动的加速度大小;
(2)两板间的电压U;
(3)电阻箱的阻值。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)颗粒在两板间做类平抛运动,平行于板方向匀速直线运动,运动时间为
垂直于板方向做初速度为零的匀加速运动
解得颗粒在两板间运动的加速度大小
(2)颗粒受电场力方向竖直向上,由牛顿第二定律可得
又解得两板间的电压
(3)由欧姆定律可知
由闭合电路欧姆定律可知
解得
9.(23-24高一下·山西临汾翼城中学·期末)质量为m、带电量为q的带电小球,用绝缘细线悬挂在方向水平向右、大小为E的匀强电场中,小球处于静止状态,此时细线与竖直方向夹角为。(重力加速度为g)求:
(1)小球带何种电荷;
(2)电场强度大小E;
(3)细线的拉力。
【答案】(1)正电荷;(2);(3)
【详解】(1)因为小球静止时偏右,所以受到的电场力向右,与电场线方向相同,所以带正电荷。
(2)受力分析如图所示
则有
电场强度为
(3)根据受力分析则有
则绳子的拉力为
10.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)如图所示,长的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角;已知小球所带电荷量,匀强电场的场强,取重力加速度,,。求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小。
【答案】(1)3.0×10-3N;(2)4.0×10-4kg;(3)2.0m/s
【详解】(1)根据电场力的计算公式可得电场力
(2)小球受力情况如图所示
根据几何关系可得
所以
(3)电场撤去后小球运动过程中机械能守恒,则解得
地 城
考点04
库仑定律与静电现象
一、单选题
1.(24-25高一下·山西晋中平遥县第二中学校·期末)如图所示,A、B为相互接触并用绝缘支柱支持的金属导体,起初都不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电的小球,下列说法正确的是( )
A.把C移近导体A时,A、B上的金属箔片都闭合
B.把C移近导体A,先把A、B分开,然后移去C,A、B上的金属箔片都闭合
C.把C移近导体A,先把C移走,再把A、B分开,A、B上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,用手摸了一下B,再把A、B分开,再把C移走,最后重新让A、B接触,A、B上的金属箔片都张开
【答案】D
【详解】A.把C移近导体A时,导体A、B的电子被吸引到左端,左端多电子带负电,右端少电子带正电,A、B上的金属箔片都张开,A错误;
B.把C移近导体A,导体A、B的电子被吸引到左端,左端多电子带负电,右端少电子带正电;先把A、B分开,导体A多电子带负电,导体B少电子带正电;
然后移去C,导体A多电子带负电,导体B少电子带正电,A、B上的金属箔片都张开;B错误;
C.把C移近导体A,导体A、B的电子被吸引到左端,左端多电子带负电,右端少电子带正电;先把C移走,左端的电子又回到右端,两端均不带电,导体A、B均不带电,A、B上的金属箔片闭合;再把A、B分开,导体A、B均不带电,A、B上的金属箔片仍闭合;C错误;
D.把C移近导体A,导体A、B的电子被吸引到左端,左端多电子带负电,右端少电子带正电,A、B上的金属箔片都张开;用手摸了一下B,地球远端的电子被吸引到左端,左端多电子带负电,地球远端少电子带正电,导体B不带电,A上的金属箔片张开,B上的金属箔片闭合;再把A、B分开,A多电子带负电,地球远端少电子带正电,导体B不带电;再把C移走,导体A多电子带负电,导体B不带电;最后重新让A、B接触,由于静电斥力,电子平分到左右两端,导体A、B多电子均带负电, A、B上的金属箔片都张开;D正确。
故选D。
2.(24-25高一下·山西名校联考·期末)2025年4月22日,“中国静电防护产业展”在上海世博展览馆盛大开幕。生活中有很多静电现象,有利的我们要加以利用,有害的我们要想办法防止。关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A.复印机是利用同种电荷间的吸引力来工作的
B.小汽车顶上装有一根露在外面的小天线是避雷针
C.高压设备中导体的表面应该尽量光滑是为了避免因尖端放电而损失电能
D.印刷课本时纸张间摩擦产生大量静电,印刷车间要保持干燥
【答案】C
【详解】A.复印机是利用异种电荷间的吸引力来工作的,属于静电的利用,故A错误;
B.小汽车顶上装有一根露在外面的小天线是收音机天线,不是避雷针,故B错误;
C.为了避免因尖端放电而损失电能,高压设备中导体的表面应该尽量光滑,故C正确;
D.印刷车间中,纸张间摩擦产生大量静电,所以印刷车间中保持适当的湿度,及时把静电导走,避免静电造成的危害,故D错误。
故选C。
3.(24-25高一下·陕西西安中学·期末)两个相同的金属小球可看作点电荷,带电量之比为:,在真空中相距为,相互间的库仑力大小为,现将两小球相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力大小可能变为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】开始时两电荷间的库仑力为
若两电荷带同种电荷,由电荷守恒定律,则接触后电荷量均分,故各带电量为4q,则库仑力
若两电荷带异种电荷,由电荷守恒定律,则接触后电荷量先中和再均分,故接触后各带电量为3q,则库仑力
故选B。
4.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)下列关于生活中的一些静电现象的解释及物理学史的说法正确的是( )
A.燃气灶的电子点火器点火主要应用了摩擦起电的原理
B.一些导线内部的导体线芯用一层金属编织网包裹着是利用静电屏蔽的原理降低干扰
C.元电荷e的数值为,最早由英国物理学家密立根通过实验测量得出
D.牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系
【答案】B
【详解】A.燃气灶的电子点火器点火主要应用了尖端放电的原理,故A错误;
B.静电屏蔽能够避免外界电场的干扰,一些导线内部的导体线芯用一层金属编织网包裹着是利用静电屏蔽的原理降低干扰,故B正确;
C.元电荷e的数值为,最早由美国物理学家密立根通过实验测量得出,故C错误;
D.伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法,并用这种方法研究了力与运动的关系,故D错误。
故选B。
5.(23-24高一下·山西临汾部分学校·期末)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.印刷车间的空气应保证适当潮湿,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电
C.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
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】B
【详解】A.静电除尘的原理是带电粒子受到电场力作用,故A错误;
B.印刷车间中,纸张间摩擦产生大量静电,需空气保持一定湿度,以便及时导走静电,故B正确;
C.避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷密集、附近空间电场较强的特点,故C错误;
D.摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体,而不是创造出新的电荷,故D错误;
故选B。
6.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)三个大小相同的带电导体球,带电量分别为、和,让与先接触,然后让与接触,最终所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】相同大小的三个带电导体球,根据电荷守恒定律得,与先接触后两球分别带电为
再让与接触,两球最后分别带电为
故选A。
7.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)下列说法正确的是( )
A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则,质子和电子都是元电荷
B.电场是库仑首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C.若放入正电荷时,电场中某点的电场强度方向向右,则放入负电荷时,该点的电场强度方向仍向右
D.在高大的建筑物上安装避雷针的目的是直接导走云层中的电荷
【答案】C
【详解】A.“元电荷”是最小的电荷量,用e表示,则e=1.60×10−19C,质子和电子的电荷量数值都等于元电荷,但质子和电子是实物粒子,不是元电荷,故A错误;
B.电场是法拉第首先提出来的,电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用,故B错误;
C.放入正电荷和负电荷时,该点的场强均向右,故C正确;
D.建筑物上安装避雷针的原理是通过尖端放电来中和云层中的电荷,故D错误;
故选C。
8.(23-24高一下·山西长治上党联盟·期末)如下图所示,真空中固定一正点电荷,在其附近适当位置由静止释放一带正电的试探电荷。将试探电荷到正点电荷间的距离记为r,试探电荷所受静电力记为F,则下列四幅图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据库仑定律有可知,图像为一条过原点的倾斜直线,其它图像均应为曲线。
故选A。
9.(23-24高一下·陕西西安临潼区临潼中学·期末)如图所示,真空中有三个带正电的点电荷,它们固定在边长为的等边三角形的顶点A、B、C处,已知每个点电荷的电荷量都是q,静电力常量为k,则A、B处的电荷对C处电荷的静电力的合力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可得,两点电荷间的静电力为
由三个带正电的点电荷构成等边三角形,由几何知识可得,A、B处的电荷对C处电荷的静电力的合力大小为
故选C。
二、解答题
10.(24-25高一下·山西名校联考·期末)如图所示,小球甲、乙均可视为点电荷,两球均带正电,带电荷量分别为和,甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的点;乙球在水平面上的点由静止释放,瞬间的加速度大小为;、两点的距离为。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外,还受到一个大小为(为静电力常量)、方向指向甲球的恒力作用,不计空气阻力。求:
(1)乙球刚释放时受到甲球的库仑力大小和乙球的质量;
(2)乙球速度最大时两球之间的距离。
【答案】(1),
(2)
【详解】(1)乙球刚释放时受到的库仑力
根据牛顿第二定律得
又,可解得乙球的质量
(2)当乙球所受的甲的静电斥力和大小相等时,乙球的速度最大
可解得乙球的速度最大时两球之间的距离
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