第22讲 电场力的性质(专项训练)(安徽专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-08
|
3份
|
32页
|
376人阅读
|
9人下载
摘要:
**基本信息**
以考情为导向,通过“概念-规律-应用”逻辑链整合电荷守恒、库仑定律等核心知识点,提炼对称法、补偿法等解题技巧,培养相互作用观念与科学推理能力,实现从基础到重难的系统性突破。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|----|----|----|
|考情研判|近3年考点分析|总结力的叠加、矢量运算等核心考向|对接高考命题趋势,明确复习目标|
|知识解构|4个知识点+方法总结|提炼“两同夹异”平衡规律、场强叠加法则|从电荷守恒(概念)→库仑定律(规律)→电场强度/线(描述)→静电应用(实践)|
|基础演练|10题|强化公式应用与基本模型构建|巩固电场力性质的基础认知|
|重难创新|3题|融合图像分析、动态平衡等综合方法|提升复杂情境下的科学思维能力|
|真题实战|3题|对接高考情境化命题|检验知识迁移与问题解决能力|
内容正文:
第22讲 电场力的性质(专项训练)
目 录
研判·考情前瞻 1
巩固·知识解构 2
知识点1 电荷守恒定律 库仑定律 2
知识点2 电场强度 3
知识点3 电场线及其应用 4
知识点4 静电的防止及利用 5
模拟·基础演练 5
重难·创新演练 9
真题·实战演练 10
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
电荷和库仑定律
广东T2、河南T2
广东T15、湖南T5、安徽T10、北京T11、
山东T10、广东T15、河北T8
电场强度、电场线
浙江1月T4、广东T2
河北T2、黑吉辽蒙T4、湖南T6、上海T7、云南T7
山东T11、湖北T10、湖南T8、云南T4、广西T4、、福建T4、浙江1月T4、北京T11
江苏T1、福建T11、广东T8、河北T7、河北T8
电场力的性质
四川T5
安徽T10、福建T7
天津T8、福建T15、吉林T6、广东T8、江西T1、安徽T8
考情分析
题型与考向:
高考核心考向聚焦于力的分析与叠加原理,题型通常以选择题为主,侧重考查矢量运算与模型构建。
库仑力作用下的平衡(静态):三个自由点电荷的平衡条件,结合库仑定律和受力平衡,计算电荷量比值或距离关系,常需运用对称法或相似三角形法。
电场强度与叠加(矢量):利用平行四边形定则求解合场强,常见于对称模型(如等量同种/异种电荷连线及中垂线),或补偿法(填补空缺电荷,如球体挖孔)。
电场线与运动轨迹(动态):根据带电粒子运动轨迹判断受力方向、场强大小及电势高低,利用曲线运动的“合力指向凹侧”规律,综合考查速度、加速度的变化。多以点电荷、均匀带电球体、平行板电容器为背景,结合图像(如E-x图)或生活情境(如静电除尘)进行命题。
情境与立意:
生活实践类:人体带电头发散开,尖端放电,避雷针,静电吸附,直线加速器,示波器,静电加速器
学习探究类:观察静电感应现象,探究电荷间的作用力的影响因素,库仑扭秤实验,模拟电场线
复习目标
1.掌握库仑定律的内容及条件,并会用来解决问题。
2.理解电场强度的定义,并会计算电场强度的大小,判断电场强度方向。3.理解电场线的特点,会用电场线的特点解决相关问题。
4.知道静电的防止及利用。
巩固·知识解构
知识点1 电荷守恒定律 库仑定律
1.电荷守恒定律
(1)电荷和电荷量
自然界的电荷只有 种,命名为 和 。电荷的多少叫作 ,一般用字母 或 表示,单位是 ,符号是 。正电荷的电荷量为 ,负电荷的电荷量为 。
(2)三种起电方式
可以通过摩擦起电、接触起电和 使原先中性的物体带电,它们的本质均为 ,电子的总数目 。
(3)电荷守恒定律的内容
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 。
(4)元电荷
叫作元电荷,用e表示,所有带电体的电荷量都是e的 ,电荷量是不能连续变化的物理量。一般取e= .
带电粒子的 与其 之比叫作比荷,电子的比荷为:=1.76×1011 C/kg。
2.点电荷
(1)含义
代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的 及 对它们之间的作用力的影响的理想化模型。
(2)视为点电荷的条件
当带电体之间的距离比它们自身的大小 ,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,带电体可以看作点电荷。
3.库仑定律
内容: 中两个静止 之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成 ,与它们的距离的二次方成 ,作用力的方向在它们的连线上。
表达式:F=k,式中k= ,叫作静电力常量
条件:① ;②
(
✨
得分速记
:
(1)在物体带电过程,转移的是电子,而不是正电荷。原子核中的质子带正电,摩擦等方式无法让质子脱离原子核的束缚。
(2)
电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体,接触后再分开,二者带等量同种电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
(3)
三个自由点电荷的平衡问题
①
平衡条件:每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。
②
平衡规律:
两同夹异、两大夹小
)
(
⚠
特别提醒
元电荷不是电子,
也不是质子,
元电荷是最小的电荷量。
)
知识点2 电场强度
电场
(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质
(2)基本性质:对放入其中的电荷有
电场强度
定义:放入电场中某点的电荷受到的 与它的 的比值
定义式:E=;单位:N/C或V/m
方向:规定 在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向
点电荷的电场
表达式:
方向:对于正点电荷的电场,方向背离正点电荷;对于负点电荷的电场,方向指向负点电荷
电场强度的叠加
遵循平行四边形定则
(
✨
得分速记
(1)电场强度由激发电场的场源电荷决定,与试探电荷的电性、电荷量大小均无关。
(2)电场强度是矢量,空间中两个点的电场强度相同,这两点的电场强度大小相等,方向相同。
)
(
⚠
特别提醒:
(1)
电场强度定义式中的电荷量
q
取正值,若引入的试探电荷是负电荷,取电荷量绝对值。负试探电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反。
(2)点电荷电场强度表达式
E
=
中,场源电荷
Q
取电荷量绝对值,一般电场强度大小和方向分别判断。
)
知识点3 电场线及其应用
典型电场的电场线
电场线的特征
(1)电场线是假想的,实际电场中不存在
(2)电场线起始于 电荷(或无限远),终止于 (或负电荷)。静电场的电场线
(3)电场线不 ,也不
(4)电场线的 反映电场的强弱
(5)电场线不表示电荷在电场中运动的
两种等量点电荷电场线的比较
比较
等量异种点电荷
等量正点电荷
电场线
分布图
电荷连线上的电场强度
沿连线先变 后变
O点 ,但
O点为
中垂线上的电场强度
O点 ,
向外逐渐
O点 ,向外
关于O点对称位置的电场强度
A与A'、B与B'、C与C'
等大
等大
知识点4 静电的防止及利用
静电平衡
(1)定义:导体放入电场中,附加电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且方向相反,使得叠加电场强度为零时,自由电荷不再发生 ,导体达到静电平衡状态
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
①导体内部的电场强度
②导体是一个等势体,导体表面是等势面
③导体表面处的电场强度方向与导体表面
④导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的外表面上
⑤在导体外表面越尖锐的位置,净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有净电荷
尖端放电
导体尖端周围电场使空气 ,电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷
静电屏蔽
处于电场中的封闭金属壳,由于内部电场强度处处为零,从而外电场对壳内仪器不会产生影响
模拟·基础演练
考查重点:电场强度、叠加原理、库仑定律、电场线、电场力
1.(2026·四川泸州·一模)如图所示,A、B两点固定等量的异种电荷,C、D两点将A、B连线三等分,已知A、B连线上电场强度的最小值为E,则C点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
2.(2026·北京西城·三模)某同学学习了静电的相关知识后,用矿泉水瓶自制了如图所示的静电除尘器。矿泉水瓶去底,在其中心轴安装一根直导线,水瓶外绕有多圈细铁丝,将直导线一端与线圈的一端分别与电源两极相连。在瓶里放一盘点燃的蚊香,整个瓶里烟雾缭绕,接通合适的电源后,瓶内很快变得清澈透明。关于该静电除尘器,下列说法正确的是( )
A.烟尘主要吸附在瓶壁 B.越靠近瓶壁,电场强度越大
C.电源接通后烟尘被电离成正负离子 D.必须接交变电源才能达到除尘效果
3.(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示,点为等边三角形的中心。当在A、B两点放置电荷量均为的同种点电荷时,点处的电场强度大小为。当在A、B两点放置电荷量均为的同种点电荷时,点处的电场强度大小为。若与相等,则与的比值为( )
A.3 B. C. D.
4.▶新角度◀(2026·安徽·三模)带电小球固定在竖直的绝缘杆上,有一根不可伸长的绝缘轻质细线一端连接带电小球,另一端系在绝缘杆上,平衡时两小球的位置如图所示。设小球受到细线的拉力为、库仑力为,使小球缓慢向上移动小段距离,小球再次平衡时( )
A.、都变大 B.、都变小
C.变大,变小 D.变小,变大
5.(25-26高三上·辽宁阜新·)电鳗瞬时放电时可产生高压,电流通过水介质传导足以击晕大型猎物或敌人。电鳗瞬时放电时周围的电场可简化为两个点电荷产生的电场如图,图中描述A、B两个点电荷电场的部分电场线,下列说法错误的是( )
A.A带正电,B带负电
B.A的电荷量大于B的电荷量
C.在M点由静止释放一个带正电的粒子,仅在静电力的作用下,粒子会沿电场线运动到N点
D.除无穷远处外,B的左侧还有一处的电场强度为0
6.(2025·安徽芜湖·二模)如图所示,A、B、C为一直角三角形的三个顶点,带电量绝对值分别为和的两个点电荷分别固定在A、B两点,在C点电场强度的大小为,方向与AB连线平行,AB连线中点D点场强大小为,为。则下列关系正确的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
7.(25-26高三上·安徽六安·阶段检测)(多选)如图所示,平面内直线和垂直相交于点,、关于点对称,、关于点对称,是的中点,是的中点,则下列说法正确的是( )
A.若将电荷量为的点电荷放置在点,则、、、四点的电场强度相同
B.若在点和点分别放置等量异种点电荷,则、、三点电场强度最小的是点
C.若在点和点分别放置等量的负点电荷,从点由静止释放的质子将在、间做往返运动
D.若在M点和N点分别放置等量的正点电荷,质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力一直增大
8.▶新考法◀(24-25高三下·安徽淮南·开学考试)如图所示,水平放置的细杆上套一细环,环和带电球间用一绝缘轻质细绳相连,质量分别为、,球受到水平电场力的作用,细绳与竖直方向的夹角为,环与球都保持静止,则下列说法正确的是( )
A.球受到的电场力大小为
B.当场强增大时,轻质绳对球的拉力仍保持不变
C.当场强增大时,杆对环的摩擦力保持不变
D.当场强增大时,杆对环的支持力保持不变
9.(25-26高三下·安徽合肥·阶段检测)静电场中有一水平光滑绝缘桌面,桌面上有一电场线与x轴重合,将一个质量为m、电荷量为可视为点电荷的带电小球从桌面上坐标处由静止释放后,小球沿x轴向正方向运动,其加速度a随坐标x变化的图像如图所示。小球在运动过程中电荷量不发生变化,下列说法正确的是( )
A.该电场为匀强电场 B.该电场线上电场的方向沿x轴负方向
C.小球运动到处的速度大小为 D.小球运动到处速度减为0
10.(25-26高三上·安徽阜阳·开学考试)如图所示,固定的光滑绝缘杆与水平方向的夹角为30°,a、b、c为杆上的三个点,且ab=bc。电荷量为+Q的点电荷固定在d点,a点与d点的连线水平,且。将带有小孔质量为m的带电小球穿过杆放置于b点,小球恰能静止不动。已知重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A.小球带正电
B.小球对杆的压力大小为
C.将小球从c点由静止释放的瞬间,加速度大小为2g
D.将小球移到a点时,库仑力大小为
重难·创新演练
设题创新:电场强度分量变化图像(T1)、带电力的相似三角形(T2)、弹簧和斜面上的带电球综合应用(T3)
1.▶新角度◀(2025·安徽·模拟预测)如图甲所示,两个带有异种电荷的小球穿在绝缘圆环上,a、b、c、d为圆环与坐标轴的四个交点。球2固定在某位置(图中没有画出),球1从a处开始沿圆环逆时针移到c处,设球1与坐标原点O的连线跟x轴正方向的夹角为θ,图乙和图丙分别为两个小球在坐标原点O产生的电场强度在x方向和y方向的大小与夹角θ的关系图线,则( )
A.球2固定在d处
B.球1带负电荷、球2带正电荷
C.球1与球2的电荷量之比为4:5
D.球1受到的电场力先增大后减小
2.(25-26高三下·安徽合肥·阶段检测)如图所示,固定在竖直面内半径为R的光滑绝缘半圆形轨道内部有A、B两带电小球,质量均为m,A球锁定在轨道最低点,B球可沿轨道滑动。初始时,A、B两球间距为R,由于缓慢漏电,B球逐渐下滑靠近A球,两球可视为质点,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.初始时,A、B两球间的库仑力大小为
B.初始时,B球对轨道的压力大小为2mg
C.漏电过程中,B球受轨道的支持力逐渐变大
D.漏电过程中,A、B两球间的库仑力逐渐变小
3.(2020·浙江·高考真题)如图所示,在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M,,,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。已知静电力常量为k,则( )
A.
B.弹簧伸长量为
C.A球受到的库仑力大小为2Mg
D.相邻两小球间距为
真题·实战演练
高频考点:电场线、电场强度、电场力、电势
1. (2026·河北·高考真题)河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”,实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时,固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的静电场中。电场线( )
A. 是闭合曲线 B. 从感应正电荷出发
C. 在无电荷区域相交 D. 终止于感应正电荷
2.(2026·广东·高考真题)静电卡盘是芯片制造中的重要设备,如图为双极型静电卡盘吸附原理简图,双电极接高压电源后,晶片靠近卡盘的一侧带上与电极极性相反的电荷,在电场力作用下向卡盘运动并被吸附。在晶片运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电场力对晶片做负功 B. 晶片在电场中的电势能逐渐减少
C. 晶片与卡盘电极之间表现为斥力 D. 晶片与卡盘电极之间电场强度处处相同
3.(2026·云南·高考真题)如图所示,在大小、方向均未知的匀强电场中,O、M、N三点处于同一竖直面内,将一质量为0.1kg、电荷量为1.0×10-6C的带正电的小球(视为质点)从O点抛出,小球1s后到达O点正上方3m处的M点,再经1s到达N点,O、N两点在同一水平线上且相距3m。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,设电场强度大小为E,O、N两点的电势分别为φO和φN,则( )
A. E = 6.7×105V/m,φO>φN B. E = 6.7×105V/m,φO<φN
C. E = 5.0×105V/m,φO>φN D. E = 5.0×105V/m,φO<φN
$
第22讲 电场力的性质(专项训练)
模拟·基础演练
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
C
A
C
A
BC
D
B
B
重难·创新演练
题号
1
2
3
答案
A
D
A
真题·实战演练
题号
1
2
3
答案
B
B
C
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
$
第22讲 电场力的性质(专项训练)
目 录
研判·考情前瞻 1
巩固·知识解构 2
知识点1 电荷守恒定律 库仑定律 2
知识点2 电场强度 3
知识点3 电场线及其应用 4
知识点4 静电的防止及利用 5
模拟·基础演练 5
重难·创新演练 13
真题·实战演练 16
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
电荷和库仑定律
广东T2、河南T2
广东T15、湖南T5、安徽T10、北京T11、
山东T10、广东T15、河北T8
电场强度、电场线
浙江1月T4、广东T2
河北T2、黑吉辽蒙T4、湖南T6、上海T7、云南T7
山东T11、湖北T10、湖南T8、云南T4、广西T4、、福建T4、浙江1月T4、北京T11
江苏T1、福建T11、广东T8、河北T7、河北T8
电场力的性质
四川T5
安徽T10、福建T7
天津T8、福建T15、吉林T6、广东T8、江西T1、安徽T8
考情分析
题型与考向:
高考核心考向聚焦于力的分析与叠加原理,题型通常以选择题为主,侧重考查矢量运算与模型构建。
库仑力作用下的平衡(静态):三个自由点电荷的平衡条件,结合库仑定律和受力平衡,计算电荷量比值或距离关系,常需运用对称法或相似三角形法。
电场强度与叠加(矢量):利用平行四边形定则求解合场强,常见于对称模型(如等量同种/异种电荷连线及中垂线),或补偿法(填补空缺电荷,如球体挖孔)。
电场线与运动轨迹(动态):根据带电粒子运动轨迹判断受力方向、场强大小及电势高低,利用曲线运动的“合力指向凹侧”规律,综合考查速度、加速度的变化。多以点电荷、均匀带电球体、平行板电容器为背景,结合图像(如E-x图)或生活情境(如静电除尘)进行命题。
情境与立意:
生活实践类:人体带电头发散开,尖端放电,避雷针,静电吸附,直线加速器,示波器,静电加速器
学习探究类:观察静电感应现象,探究电荷间的作用力的影响因素,库仑扭秤实验,模拟电场线
复习目标
1.掌握库仑定律的内容及条件,并会用来解决问题。
2.理解电场强度的定义,并会计算电场强度的大小,判断电场强度方向。3.理解电场线的特点,会用电场线的特点解决相关问题。
4.知道静电的防止及利用。
巩固·知识解构
知识点1 电荷守恒定律 库仑定律
1.电荷守恒定律
(1)电荷和电荷量
自然界的电荷只有 两 种,命名为 正电荷 和 负电荷 。电荷的多少叫作 电荷量 ,一般用字母 Q 或 q 表示,单位是 库 ,符号是 C 。正电荷的电荷量为 正值 ,负电荷的电荷量为 负值 。
(2)三种起电方式
可以通过摩擦起电、接触起电和 感应起电 使原先中性的物体带电,它们的本质均为 得失电子 ,电子的总数目 不变 。
(3)电荷守恒定律的内容
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 。
(4)元电荷
最小的电荷量 叫作元电荷,用e表示,所有带电体的电荷量都是e的 整数倍 ,电荷量是不能连续变化的物理量。一般取e= 1.60×10-19C .
带电粒子的 电荷量 与其 质量 之比叫作比荷,电子的比荷为:=1.76×1011 C/kg。
2.点电荷
(1)含义
代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的 大小、形状 及 电荷分布 对它们之间的作用力的影响的理想化模型。
(2)视为点电荷的条件
当带电体之间的距离比它们自身的大小 大得多 ,以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,带电体可以看作点电荷。
3.库仑定律
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 ,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。
表达式:F=k,式中k= 9.0×109 N·m2/C2,叫作静电力常量
条件:① 真空中 ;② 静止点电荷
(
✨
得分速记
:
(1)在物体带电过程,转移的是电子,而不是正电荷。原子核中的质子带正电,摩擦等方式无法让质子脱离原子核的束缚。
(2)
电荷的分配原则:两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体,接触后再分开,二者带等量同种电荷,若两导体原来带异种电荷,则电荷先中和,余下的电荷再平分。
(3)
三个自由点电荷的平衡问题
①
平衡条件:每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零或每个点电荷处于另外两个点电荷产生的合电场强度为零的位置。
②
平衡规律:
两同夹异、两大夹小
)
(
⚠
特别提醒
元电荷不是电子,
也不是质子,
元电荷是最小的电荷量。
)
知识点2 电场强度
电场
(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质
(2)基本性质:对放入其中的电荷有 力的作用
电场强度
定义:放入电场中某点的电荷受到的 静电力F 与它的 电荷量q 的比值
定义式:E=;单位:N/C或V/m
方向:规定 正电荷 在电场中某点所受静电力的方向为该点电场强度的方向
点电荷的电场
表达式: E=k
方向:对于正点电荷的电场,方向背离正点电荷;对于负点电荷的电场,方向指向负点电荷
电场强度的叠加
遵循平行四边形定则
(
✨
得分速记
(1)电场强度由激发电场的场源电荷决定,与试探电荷的电性、电荷量大小均无关。
(2)电场强度是矢量,空间中两个点的电场强度相同,这两点的电场强度大小相等,方向相同。
)
(
⚠
特别提醒:
(1)
电场强度定义式中的电荷量
q
取正值,若引入的试探电荷是负电荷,取电荷量绝对值。负试探电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反。
(2)点电荷电场强度表达式
E
=
中,场源电荷
Q
取电荷量绝对值,一般电场强度大小和方向分别判断。
)
知识点3 电场线及其应用
典型电场的电场线
电场线的特征
(1)电场线是假想的,实际电场中不存在
(2)电场线起始于 正 电荷(或无限远),终止于 无限远 (或负电荷)。静电场的电场线 不闭合
(3)电场线不相交,也不 相切
(4)电场线的 疏密程度 反映电场的强弱
(5)电场线不表示电荷在电场中运动的 轨迹
两种等量点电荷电场线的比较
比较
等量异种点电荷
等量正点电荷
电场线
分布图
电荷连线上的电场强度
沿连线先变 小 后变 大
O点 最小 ,但 不为零
O点为 零
中垂线上的电场强度
O点 最大 ,
向外逐渐 减小
O点 最小 ,向外
先变大后变小
关于O点对称位置的电场强度
A与A'、B与B'、C与C'
等大 同向
等大 反向
知识点4 静电的防止及利用
静电平衡
(1)定义:导体放入电场中,附加电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且方向相反,使得叠加电场强度为零时,自由电荷不再发生 定向移动 ,导体达到静电平衡状态
(2)处于静电平衡状态的导体的特点
①导体内部的电场强度 处处为零
②导体是一个等势体,导体表面是等势面
③导体表面处的电场强度方向与导体表面 垂直
④导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的外表面上
⑤在导体外表面越尖锐的位置,净电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有净电荷
尖端放电
导体尖端周围电场使空气 电离 ,电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷
静电屏蔽
处于电场中的封闭金属壳,由于内部电场强度处处为零,从而外电场对壳内仪器不会产生影响
模拟·基础演练
考查重点:电场强度、叠加原理、库仑定律、电场线、电场力
1.(2026·四川泸州·一模)如图所示,A、B两点固定等量的异种电荷,C、D两点将A、B连线三等分,已知A、B连线上电场强度的最小值为E,则C点的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据电场线分布特点可知,A、B连线中点处是连线上电场强度最小值点,设两点电荷带电量均为q,A、B间距离为L,则
则C点的电场强度
故选D。
2.(2026·北京西城·三模)某同学学习了静电的相关知识后,用矿泉水瓶自制了如图所示的静电除尘器。矿泉水瓶去底,在其中心轴安装一根直导线,水瓶外绕有多圈细铁丝,将直导线一端与线圈的一端分别与电源两极相连。在瓶里放一盘点燃的蚊香,整个瓶里烟雾缭绕,接通合适的电源后,瓶内很快变得清澈透明。关于该静电除尘器,下列说法正确的是( )
A.烟尘主要吸附在瓶壁 B.越靠近瓶壁,电场强度越大
C.电源接通后烟尘被电离成正负离子 D.必须接交变电源才能达到除尘效果
【答案】A
【详解】A.烟尘颗粒被电离后,会吸附电子带负电,在电场力作用下向带正电的瓶壁运动并附着,所以烟尘主要吸附在瓶壁,A正确;
B.越靠近瓶壁,电场线稀疏,电场强度较小,B错误;
C.电源接通后,是空气分子被强电场电离成正负离子,而非烟尘本身被电离。烟尘颗粒是吸附了离子而带电,C错误;
D.静电除尘用的是直流电源(必须保证中心导线和外围线圈极性固定),交变电源会让电场方向不断变化,无法稳定吸附带电烟尘,D错误。
故选A。
3.(2025·安徽合肥·模拟预测)如图所示,点为等边三角形的中心。当在A、B两点放置电荷量均为的同种点电荷时,点处的电场强度大小为。当在A、B两点放置电荷量均为的同种点电荷时,点处的电场强度大小为。若与相等,则与的比值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【详解】设等边三角形的边长为l,则A处点电荷在C点产生的电场强度大小为
由矢量叠加原理可知C点的电场强度大小为
由几何关系可知A、O两点间的距离为,则
由矢量叠加原理可知O点的电场强度大小为
即有
解得
故选C。
4.▶新角度◀(2026·安徽·三模)带电小球固定在竖直的绝缘杆上,有一根不可伸长的绝缘轻质细线一端连接带电小球,另一端系在绝缘杆上,平衡时两小球的位置如图所示。设小球受到细线的拉力为、库仑力为,使小球缓慢向上移动小段距离,小球再次平衡时( )
A.、都变大 B.、都变小
C.变大,变小 D.变小,变大
【答案】A
【详解】小球受重力G,细绳拉力T和库仑力F处于静止状态,设O点到、的距离分别为h、l,Q1、Q2的距离为d,如图所示
由相似三角形可得
根据库仑定律
代入可得
向上移动,h变小,d减小,变大,变大
因此F、T都变大。
故选A。
5.(25-26高三上·辽宁阜新·)电鳗瞬时放电时可产生高压,电流通过水介质传导足以击晕大型猎物或敌人。电鳗瞬时放电时周围的电场可简化为两个点电荷产生的电场如图,图中描述A、B两个点电荷电场的部分电场线,下列说法错误的是( )
A.A带正电,B带负电
B.A的电荷量大于B的电荷量
C.在M点由静止释放一个带正电的粒子,仅在静电力的作用下,粒子会沿电场线运动到N点
D.除无穷远处外,B的左侧还有一处的电场强度为0
【答案】C
【详解】A.电场线是从正电荷出发,终止于负电荷。电场线从A出发,部分终止于B,所以A带正电,B带负电,故A正确;
B.由图可知,电荷A附近的电场线比电荷B附近的电场线密,则电荷A附近的场强必比电荷B附近的场强大,A的电荷量大于B的电荷量,故B正确;
C.由于M点和N点在同一条电场线上且电场线为曲线,所以该粒子仅在静电力作用下不可能沿电场线运动,故C错误;
D.由于A带正电,B带负电,且A的电荷量大于B的电荷量,根据点电荷场强公式结合场强叠加原理可知,除无穷远处外,B的左侧还有一处的电场强度是0,故D正确。
故选C。
6.(2025·安徽芜湖·二模)如图所示,A、B、C为一直角三角形的三个顶点,带电量绝对值分别为和的两个点电荷分别固定在A、B两点,在C点电场强度的大小为,方向与AB连线平行,AB连线中点D点场强大小为,为。则下列关系正确的是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】A
【详解】由于在C点电场强度方向与AB连线平行,可知和为异种电荷,设BC长度为d,则和在C点产生的电场强度大小分别为
几何关系可知
联立解得
由电场叠加原理可知,在C点电场强度的大小为
在D点电场强度的大小为
联立解得
故选A。
7.(25-26高三上·安徽六安·阶段检测)(多选)如图所示,平面内直线和垂直相交于点,、关于点对称,、关于点对称,是的中点,是的中点,则下列说法正确的是( )
A.若将电荷量为的点电荷放置在点,则、、、四点的电场强度相同
B.若在点和点分别放置等量异种点电荷,则、、三点电场强度最小的是点
C.若在点和点分别放置等量的负点电荷,从点由静止释放的质子将在、间做往返运动
D.若在M点和N点分别放置等量的正点电荷,质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力一直增大
【答案】BC
【详解】A.若将电荷量为的点电荷放置在O点,则C、M、D、N四点的电场强度方向不同,故A错误;
B.若在A点和B点两点分别放置等量的异种点电荷,由等量异种点电荷电场分布特点可知,在AB连线上中点O点电场强度最小;在中垂线CD上O点电场强度最大;因此C、O、N三点电场强度最小的是C点,故B正确;
C.若在M点和N点两点分别放置等量的负点电荷,根据等量同种负点电荷电场分析特点可知,中垂线上的场强方向由无穷远指向O点,则从C点由静止释放的质子,质子从C点到O点做加速运动,从O点到D点做减速运动,到达D点质子的速度刚好为0,所以质子将在C、D间做往返运动,故C正确;
D.若在M点和N点分别放置等量的正点电荷,根据等量同种正点电荷电场分析特点可知,从O点沿直线运动到C点,场强可能一直增大,也可能先增大后减小,所以质子从O点沿直线运动到C点的过程中静电力可能一直增大,也可能先增大后减小,故D错误。
故选BC。
8.▶新考法◀(24-25高三下·安徽淮南·开学考试)如图所示,水平放置的细杆上套一细环,环和带电球间用一绝缘轻质细绳相连,质量分别为、,球受到水平电场力的作用,细绳与竖直方向的夹角为,环与球都保持静止,则下列说法正确的是( )
A.球受到的电场力大小为
B.当场强增大时,轻质绳对球的拉力仍保持不变
C.当场强增大时,杆对环的摩擦力保持不变
D.当场强增大时,杆对环的支持力保持不变
【答案】D
【详解】A.对球B受力分析,受重力、电场力和拉力,如图所示
由几何知识,电场力,A错误;
BCD.把环和球当作一个整体,对其受力分析,受重力、支持力N、电场力F和向左的摩擦力f,如图所示
根据共点力平衡条件可得,杆对A环的支持力
可见,当电场力增大时,杆对A环的支持力不变,由左图可得绳对B球的拉力
当电场力增大时,θ增大,则T增大,摩擦力
当电场力增大时,θ增大,T增大,f也增大,BC错误,D正确。
故选D。
9.(25-26高三下·安徽合肥·阶段检测)静电场中有一水平光滑绝缘桌面,桌面上有一电场线与x轴重合,将一个质量为m、电荷量为可视为点电荷的带电小球从桌面上坐标处由静止释放后,小球沿x轴向正方向运动,其加速度a随坐标x变化的图像如图所示。小球在运动过程中电荷量不发生变化,下列说法正确的是( )
A.该电场为匀强电场 B.该电场线上电场的方向沿x轴负方向
C.小球运动到处的速度大小为 D.小球运动到处速度减为0
【答案】B
【详解】A.由牛顿第二定律可知,小球的加速度为
因为小球的加速度先增大后减小,故电场强度先增大后减小,不是匀强电场,A错误;
B.由图像可知,加速度的方向一直沿x轴正方向,负电荷受力方向与场强方向相反,故电场方向沿x轴负方向,B正确;
C.由可知,图像的面积为
故,解得,C错误;
D.小球从至一直做加速度运动,故小球运动到处速度最大,D错误。
故选B。
10.(25-26高三上·安徽阜阳·开学考试)如图所示,固定的光滑绝缘杆与水平方向的夹角为30°,a、b、c为杆上的三个点,且ab=bc。电荷量为+Q的点电荷固定在d点,a点与d点的连线水平,且。将带有小孔质量为m的带电小球穿过杆放置于b点,小球恰能静止不动。已知重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A.小球带正电
B.小球对杆的压力大小为
C.将小球从c点由静止释放的瞬间,加速度大小为2g
D.将小球移到a点时,库仑力大小为
【答案】B
【详解】A.静止在b点时,根据平衡条件可知,小球必定受到d点电荷对它的引力,故小球带负电,故A错误;
B.小球在b点受力分析如图所示
设,由平衡条件结合题中几何关系可知,库仑力大小为
小球受到的支持力大小为
可知小球对杆的压力大小为,故B正确;
C.小球在c点时,受到库仑力竖直向下,大小
故静止释放的瞬间,根据牛顿第二定律有
解得加速度大小为,故C错误;
D.根据题意可知,小球在a点时受到的库仑力大小为,故D错误。
故选B。
重难·创新演练
设题创新:电场强度分量变化图像(T1)、带电力的相似三角形(T2)、弹簧和斜面上的带电球综合应用(T3)
1.▶新角度◀(2025·安徽·模拟预测)如图甲所示,两个带有异种电荷的小球穿在绝缘圆环上,a、b、c、d为圆环与坐标轴的四个交点。球2固定在某位置(图中没有画出),球1从a处开始沿圆环逆时针移到c处,设球1与坐标原点O的连线跟x轴正方向的夹角为θ,图乙和图丙分别为两个小球在坐标原点O产生的电场强度在x方向和y方向的大小与夹角θ的关系图线,则( )
A.球2固定在d处
B.球1带负电荷、球2带正电荷
C.球1与球2的电荷量之比为4:5
D.球1受到的电场力先增大后减小
【答案】A
【详解】AB.根据图乙可知,当球1位于b点时,坐标原点O处在x方向的场强为零,则可知球2一定在轴上,否则其产生的场强总会在x轴方向上有分量,且随着球1从a到c,坐标原点O处在x方向的场强先沿着x轴负方向,再沿着x轴正方向,由此可知球1带正电。由图可知,球1位于a点时,两个小球在坐标原点O产生的沿y方向电场强度等于球1位于c点时,两个小球在坐标原点O产生的沿y方向电场强度,且沿y轴负方向,可知球2固定在d处,且球2带负电荷,故A正确,B错误;
C.设圆的半径为R,由图乙可得,当球1在a点时
可得
故C错误;
D.根据库仑定律可得,小球1受到的电场力
在球1沿着圆环从a到c的过程中,两球之间的距离L先增大,后减小,则可知球1受到的电场力先减小后增大,故D错误。
故选A。
2.(25-26高三下·安徽合肥·阶段检测)如图所示,固定在竖直面内半径为R的光滑绝缘半圆形轨道内部有A、B两带电小球,质量均为m,A球锁定在轨道最低点,B球可沿轨道滑动。初始时,A、B两球间距为R,由于缓慢漏电,B球逐渐下滑靠近A球,两球可视为质点,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.初始时,A、B两球间的库仑力大小为
B.初始时,B球对轨道的压力大小为2mg
C.漏电过程中,B球受轨道的支持力逐渐变大
D.漏电过程中,A、B两球间的库仑力逐渐变小
【答案】D
【详解】对B球进行受力分析,B球受重力mg、轨道支持力N和库仑力F作用处于平衡状态。
由几何关系和力的平衡条件可知,力矢量三角形与几何三角形相似。对应边成比例,即
已知
设
则有
A.初始时,代入比例式可得 ,故A错误;
B.初始时
根据牛顿第三定律,B球对轨道的压力大小为mg,故B错误;
C.漏电过程中,B球缓慢下滑,始终处于平衡状态,由N=mg可知支持力大小保持不变,故C错误;
D.漏电过程中,B球靠近A球,间距r逐渐减小,由 可知库仑力逐渐变小,故D正确。
故选D。
3.(2020·浙江·高考真题)如图所示,在倾角为的光滑绝缘斜面上固定一个挡板,在挡板上连接一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧,弹簧另一端与A球连接。A、B、C三小球的质量均为M,,,当系统处于静止状态时,三小球等间距排列。已知静电力常量为k,则( )
A.
B.弹簧伸长量为
C.A球受到的库仑力大小为2Mg
D.相邻两小球间距为
【答案】A
【详解】AD.三小球间距r均相等,对C球受力分析可知C球带正电,根据平衡条件:
对B小球受力分析,根据平衡条件:
两式联立解得:,,故A正确,D错误;
B.对A、B、C三小球整体受力分析,根据平衡条件:
弹簧伸长量:,故B错误;
C.对A球受力分析,根据平衡条件:
解得A球受到的库仑力为:
故选A.
真题·实战演练
高频考点:电场线、电场强度、电场力、电势
1. (2026·河北·高考真题)河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”,实现了对低空飞行器的全天候实时监测。当飞行器靠近时,固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的静电场中。电场线( )
A. 是闭合曲线 B. 从感应正电荷出发
C. 在无电荷区域相交 D. 终止于感应正电荷
【答案】B
【详解】本题考查静电场电场线的基本性质,结合性质逐一判断选项:
A.感应电荷产生的静电场的电场线为非闭合曲线,故A错误;
B.静电场电场线起始于正电荷或无穷远,探测器探头感应出正电荷,因此电场线从感应正电荷出发,故B正确;
C.电场中某点的场强方向唯一,因此无电荷区域电场线不可能相交,故C错误;
D.静电场电场线终止于负电荷或无穷远,正电荷是电场线的起点而非终点,故D错误。
故选B。
2.(2026·广东·高考真题)静电卡盘是芯片制造中的重要设备,如图为双极型静电卡盘吸附原理简图,双电极接高压电源后,晶片靠近卡盘的一侧带上与电极极性相反的电荷,在电场力作用下向卡盘运动并被吸附。在晶片运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 电场力对晶片做负功 B. 晶片在电场中的电势能逐渐减少
C. 晶片与卡盘电极之间表现为斥力 D. 晶片与卡盘电极之间电场强度处处相同
【答案】B
【详解】AC.晶片在电场力作用下向卡盘运动并被吸附,则晶片与卡盘电极之间表现为引力,晶片所受电场力方向指向卡盘,与晶片向卡盘运动的位移方向同向,电场力对晶片做正功,AC错误;
B.电场力对晶片做正功,则晶片在电场中的电势能逐渐减少,故B正确;
D.根据题意可知该电场不是匀强电场,晶片与卡盘电极之间电场强度并不是处处相同,故D错误。
故选 B。
3.(2026·云南·高考真题)如图所示,在大小、方向均未知的匀强电场中,O、M、N三点处于同一竖直面内,将一质量为0.1kg、电荷量为1.0×10-6C的带正电的小球(视为质点)从O点抛出,小球1s后到达O点正上方3m处的M点,再经1s到达N点,O、N两点在同一水平线上且相距3m。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,设电场强度大小为E,O、N两点的电势分别为φO和φN,则( )
A. E = 6.7×105V/m,φO>φN B. E = 6.7×105V/m,φO<φN
C. E = 5.0×105V/m,φO>φN D. E = 5.0×105V/m,φO<φN
【答案】C
【详解】根据题意0 ~ 1s水平位移为0,可得v0x+0.5ax= 0
竖直位移为3m,可得vy0+0.5ay= 3
0 ~ 2s水平位移为3m,可得2v0x+2ax= 3
竖直位移为0,可得2vy0+2ay= 0
解得ax= 3m/s2,ay=-6m/s2
对小球受力分析有
代入数据得Ex = 3.0×105V/m,Ey = 4.0×105V/m
故电场强度大小
电场方向斜向上偏N侧,Ex> 0表明沿x轴正方向电势降低,故φO>φN。
故选C。
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。