第20讲 电场力的性质(专项训练)(四川专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-21
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摘要:
**基本信息**
以“考情-知识-题型-重难”四维架构系统突破电场力性质,融合等效法等4大解题方法与生活工程情境,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|知识解构|2知识点+4方法|等效法、对称法、填补法、微元法|从电荷守恒/库仑定律到电场线分布,构建“概念-规律-应用”递进链条|
|基础演练|4题型20题|库仑定律公式应用、电场线疏密分析|题型与知识点一一对应,覆盖选择/计算/实验题|
|重难创新|10题含3高考真题|复杂电场叠加计算、静电屏蔽工程应用|结合尖端放电等实际情境,提升科学论证与质疑创新能力|
内容正文:
第20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 1
知识点1 电场力的基本性质 2
知识点2 静电的防止及利用 3
模拟·基础演练 5
题型01 电荷守恒定律 库仑定律 5
题型02 电场强度 8
题型03 电场线的理解及应用 12
题型04 静电的防止及利用 18
重难·创新演练 26
真题·实战演练 32
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
电场力的基本性质
四川卷,T15,4分
四川卷,T6,4分
四川卷,T1,4分
四川卷,T13,4分
——
静电的防止及利用
——
——
——
考情分析
题型与考向:题型丰富,涵盖选择题、实验题、综合应用题。选择题聚焦基本概念与规律,电场力部分如电场强度定义、点电荷电场强度公式等,静电部分如静电防止及利用的原理;实验题着重考查实验操作与数据分析,像电场力做功与电势能变化关系的实验探究;综合应用题多结合生活与工程实际,要求学生综合运用知识解决问题。
· 情境与立意:
· 理论应用情境:给出特定电场分布或静电场景,让学生计算电场强度、分析静电现象原理,考查对知识的理解与应用能力。
· 生活实际情境:联系生活中常见的静电现象,如静电除尘、避雷针等,要求学生解释原理或分析措施,培养知识迁移与解决实际问题的能力。
· 工程应用情境:介绍静电屏蔽等工程应用,考查学生对其工作原理的理解,提升运用物理知识解释工程现象的水平。
复习目标
深入理解并熟练掌握电场力的基本性质和静电的防止及利用的相关知识,包括基本概念、原理和方法。能够灵活运用这些知识解决不同类型的物理问题,无论是理论计算、实验分析,还是对生活及工程中静电现象和问题的解释与处理,提升综合运用知识的能力和物理学科素养。
的变化趋
巩固·知识解构
知识点1 电场力的基本性质
一、电荷守恒定律 库仑定律
电荷守
恒定律
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
三种起电方式
摩擦起电、感应起电、接触起电
实质
物体得失电子
元电荷
e=1.60×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
比荷
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
点电荷
代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的理想化模型
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
二、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
三、电场强度叠加的几种特殊方法
1.等效法
在保证效果相同的前提下,将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。
例如:一个点电荷+q与一个无限大薄金属板形成的电场,等效为两个等量异种点电荷形成的电场,如图甲、乙所示。
2.对称法
利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,使复杂电场的叠加计算问题简化。
例如:如图所示,均匀带电的球壳在O点产生的电场,等效为弧BC产生的电场,弧BC在O点产生的电场强度方向,又等效为弧的中点M在O点产生的电场强度方向。
3.填补法
将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板,将半球面补全为球面,从而化难为易、事半功倍。
4.微元法
将带电体分成许多电荷单元,每个电荷单元看成点电荷,先根据库仑定律求出某个电荷单元产生的电场强度(一般为通式),再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度。
知识点2 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:库仑定律、静电的防止及利用
⏳题型01 电荷守恒定律 库仑定律
1.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)(多选)下列说法正确的是( )
A.元电荷是电荷量的最小单位
B.一个带电体的电荷量可以是205.5倍的元电荷
C.元电荷就是一个电荷
D.元电荷的值最早是由物理学家密立根通过实验测得的
【答案】AD
【详解】A.元电荷是电荷量的最小单位,符合物理定义(电荷量子化,元电荷为基本单位),故A正确;
B.带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍,205.5倍不是整数,故B错误;
C.元电荷是一个电荷量的数值,不是一个实际存在的电荷实体,故C错误;
D.元电荷e的值最早由密立根通过油滴实验测得,故D正确。
故选AD。
2.(24-25高二上·天津·学业考试真题)真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球M和N(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球之间的静电力为F。用一个不带电的同样的金属小球P与M接触后,移开P,M的电荷量变为原来的一半,此时M、N之间的静电力变为( )
A.F B. C. D.
【答案】B
【详解】设初始时M带电荷,N带电荷,则静电力大小为
用一个不带电的金属小球P与M接触后移开,M的电荷量变为原来的一半,即M带,N的电荷量不变,仍为。此时M、N之间的静电力大小为
故选B。
3.(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为,它们在相距一定距离时相互作用的吸引力为,如果让它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为,则为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】因为两球间为吸引力,所以所带电荷异号,设两小球电荷量分别为和。初始作用力
接触后总电荷为,均分后各带,放回原位后,作用力
故
故选B。
4.(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是摩擦使质子从一个物体转移到了另一个物体上
B.密立根通过扭秤实验得出电荷间相互作用规律
C.人们把一个电子所带电量的绝对值叫元电荷,数值为1C
D.工人在高压线上带电作业时,穿含有金属丝织物的衣服,起到了静电屏蔽作用
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的实质是电子(而非质子)的转移,因为电子容易脱离原子核束缚,而质子位于原子核内不易转移。摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体,导致电荷分离,故A错误;
B.电荷间相互作用规律(库仑定律)由库仑通过扭秤实验得出;密立根通过油滴实验测量了元电荷的电荷量,故B错误;
C.元电荷是一个电子(或质子)所带电量的绝对值,其数值为,故C错误;
D.金属丝织物(如屏蔽服)形成法拉第笼效应,可屏蔽外部电场,保护高压带电作业的工人免受电击,符合静电屏蔽原理,故D正确。
故选D。
5.(25-26高二上·天津静海·期中)真空中两点电荷相距为r时,点电荷之间相互作用力的大小为F,当这两个点电荷之间距离变为2r时,则两点电荷之间作用力大小为( )
A. B.4F C. D.2F
【答案】A
【详解】真空中两点电荷距离时,根据库仑定律有两点电荷之间作用力大小为
当距离变为 时,则两点电荷之间作用力大小变为
故选A。
⏳题型02 电场强度
6.(25-26高二上·天津·期末)关于电场和磁场,下列说法正确的是( )
A.电荷在电场中某处不受电场力的作用,则该处的电场强度一定为0
B.一段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为0
C.将一电流元放入磁场中,电流元受安培力的方向为该点磁感应强度的方向
D.将一电荷放入电场中,该电荷所受电场力方向为该点电场强度的方向
【答案】A
【详解】A.电场强度定义式为(为试探电荷电荷量)。若电荷在某处不受电场力(),且,则,故A正确;
B.通电导线在磁场中受安培力公式为(为电流,为导线长度,为磁感应强度,为电流方向与磁场方向夹角)。若不受磁场力(),可能或 (电流与磁场平行),因此不一定为0。故B错误;
C.电流元受安培力方向由左手定则确定,其方向垂直于磁感应强度方向(例如,若磁场方向为x轴,电流方向为y轴,则安培力方向为z轴),并非磁感应强度方向本身,故C 错误;
D.电荷所受电场力方向与电场强度方向的关系取决于电荷正负,正电荷时同向,负电荷时反向。选项未限定电荷正负,故不总是成立,故D错误。
故选A。
7.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)如图所示,点电荷A和B电荷量分别为和,则在A、B连线上电场强度为零的点的位置在( )
A.B的左侧 B.A的右侧
C.A和B之间 D.A的右侧和B的左侧各有一个点
【答案】A
【详解】A.B的左侧,A产生的电场强度向左,B产生的电场强度向右,电场强度方向相反,而且由题A的电量大于B的电量,由点电荷场强公式可知,在同一点电场强度大小可能相等,所以合场强可能为零。故A正确。
B.在A的右侧,A产生的电场强度向右,B产生的电场强度向左,电场强度方向相反,但由于A的电量大于B的电量,由点电荷场强公式可知,在同一点电场强度大小不可能相等,所以合场强不可能为零。故B错误。
C.A和B之间两点电荷产生的电场强度方向均向左,合场强不可能为零。故C错误。
D.由上可知D错误。
故选A。
8.(25-26高三上·天津南开·阶段检测)如图所示,在竖直固定的光滑绝缘圆环上,套着两个可视为点电荷的带电小环,两环均处于静止状态,且位于同一水平线上,则下列说法正确的是( )
A.两个小环带同种电荷
B.两个小环质量一定相等,电荷量也一定相等
C.若两个小环带电量大小相等,则两个小环在圆心处产生的场强方向与连线平行
D.若两个小环带电量大小相等,则两个小环在圆心处产生的场强方向与连线垂直
【答案】C
【详解】AB.如果两个小环带同种电荷,根据受力情况可知,a和b均不会处于静止状态,根据受力可知,两小环间产生了吸引力,故带异种电荷,但电量大小关系无法确定,根据对称性可知,质量是相等的,故AB错误;
CD.根据场强叠加,若两环电量相等,则O处合场强水平向右或向左,即两个小环在圆心O处产生的场强方向与ab连线平行,故C正确,D错误。
故选C。
9.(2022·北京延庆·一模)在真空中一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m(如图甲)。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷,试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度大小为2.5N/C B.B点的电场强度大小为40N/C
C.点电荷Q是负电荷 D.点电荷Q的位置坐标为0.2m
【答案】D
【详解】A.由图可知,A点的电场强度大小为,故A错误;
B.由图可知,B点的电场强度大小为,故B错误;
C.由于带正电的试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,可得点电荷Q是正电荷,故C错误;
D.由于A、B两点的电场强度方向都沿x轴正方向,且有
故点电荷Q的位置在A点的左侧,设点电荷Q的位置坐标为x,则有
,
代入数据,解得,故D正确。
故选D。
10.(25-26高二上·天津·阶段检测)在真空中点放一个点电荷,直线通过点,的距离,点放一个点电荷,已知静电力常数为,如图所示,求:
(1)在点受到的作用力大小及方向;
(2)点的场强的大小及方向;
(3)拿走后点的场强。
【答案】(1),水平向左
(2),水平向右
(3),水平向右
【详解】(1)点电荷q在M点受到的库仑力大小为
异种电荷相互吸引,所以在点受到的作用力方向水平向左。
(2)M点的电场强度的大小
方向水平向右,与负电荷受力方向相反。
(3)拿走q后M点的场强不变,大小仍为100N/C,方向水平向右。
⏳题型03 电场线的理解及应用
11.(25-26高二上·天津西青·期末)如图所示,实线是未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中仅受静电力作用,根据此图不能做出推断的是( )
A.带电粒子所带电荷的电性
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点何处加速度较大
D.带电粒子在a、b两点何处速度较小
【答案】A
【详解】AB.由题图可知,带电粒子的运动轨迹向左弯曲,说明带电粒子在a、b两点受到的电场力方向沿电场线向左,由于电场线方向不明,带电粒子所带电荷的正负不能确定,A错误、B正确;
C.由电场线的疏密表示电场强度的大小,可知a点的电场强度较大,带电粒子在a点受到的电场力较大,由牛顿第二定律可知,带电粒子在a点的加速度较大,故C正确;
D.带电粒子的运动轨迹向左弯曲,说明带电粒子在a、b两点受到的电场力方向沿电场线向左,可知从a到b电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,可知带电粒子在a点的速度较大,故D正确。
本题选不能做出推断的,故选A。
12.(25-26高二上·天津西青·期末)英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念,并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场,为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是( )
A.电场线和磁感线都是真实存在的
B.电场线和电场线、磁感线和磁感线都不可能相交
C.电荷和电荷之间的作用力是通过磁场发生的
D.磁体和通电导体之间的作用力是通过电场发生的
【答案】B
【详解】A.电场线和磁感线是人为引入的假想模型,用于描述电场和磁场的分布,并非客观存在的实体,A错误;
B.电场线不可能相交,因为电场中任意一点的电场方向唯一;同理,磁感线也不可能相交,因为磁场中任意一点的磁场方向唯一,B正确;
C.电荷和电荷之间的作用力是通过电场发生的,C错误;
D.磁体和通电导体之间的作用力是通过磁场发生的,D错误。
故选B。
13.(25-26高二下·广西南宁·期末)带正电的金属小球放在一无限大的金属板附近,它们之间的电场线分布如图所示,a、b是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.金属板表面的电势是相等的
B.a点电场强度小于b点电场强度
C.负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.正电荷在电场中a点由静止释放后可能沿着电场线运动到b点
【答案】A
【详解】A.金属板处于静电平衡状态,则金属板为等势体,其表面的电势是相等的,A正确;
B.因a点电场线较b点密集,可知a点电场强度大于b点电场强度,B错误;
C.沿电场线电势逐渐降低,可知a点电势高于b点,则负电荷在a点的电势能小于在b点的电势能,C错误;
D.因ab之间的电场线为曲线,则正电荷在电场中a点由静止释放后不可能沿着电场线运动到b点,D错误。
故选A。
14.(25-26高一下·山东潍坊·期末)某电场的电场线分布如图所示,M、N为电场中的两个点,M点电场强度为EM、电势为,N点电场强度为EN、电势为,则( )
A.EM>EN > B.EM<EN <
C.EM>EN < D.EM<EN >
【答案】A
【详解】从图中可以看出点的电场线比点电场线要密集,因此点的电场强度要大于点的电场强度,即
而电势沿着电场线方向减小,因此点电势要大于点电势,即,A正确。
故选A。
15.(25-26高一下·湖南湘潭·期末)点电荷Q和足够大金属板形成的电场的电场线如图中实线所示,一正点电荷q仅在静电力作用下沿图中虚线从M到N通过该电场区域,A、B为轨迹上两点,且B为轨迹上距离金属板最近的位置。以下说法正确的是( )
A.Q带正电 B.A到B过程,q的动能变小
C.q经过A点时所受静电力沿方向 D.A、B两点电势相等
【答案】B
【详解】A.粒子做曲线运动,所受静电力指向轨迹的凹侧。由图可知,轨迹在点距离金属板最近,说明轨迹开口向上(呈“U”形),因此在点粒子受到的静电力方向大致向上(指向右上方)。由于为正电荷,故点场强方向向上,电场线由金属板指向,所以带负电,故A错误;
B.从到的过程中,粒子向金属板靠近(位移方向向下),而静电力方向向上,静电力与位移方向的夹角为钝角,静电力做负功。根据动能定理,粒子的动能变小,故B正确;
C.粒子在点所受静电力方向应沿该点电场线(实线)的切线方向,且指向轨迹凹侧(右上方),即沿方向,故C错误;
D.电场线从金属板指向(向上),沿电场线方向电势降低,所以金属板电势最高,离板越近电势越高。点距离金属板比点近,所以点电势高于点电势,即,故D错误。
故选B。
⏳题型04 静电的防止及利用
16.(25-26高二上·天津西青·期末)关于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.甲图为负点电荷周围的电场线分布情况
B.乙图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量小于B所带电荷量
C.丙图中,小磁针水平放置,小磁针正上方有一电流方向向右的通电直导线,小磁针的N极向纸面外偏转
D.丁图中,将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针,利用的是尖端放电原理
【答案】D
【详解】A.负点电荷的电场线方向是指向电荷本身,而甲图中电场线是从中心向外辐射,这是正点电荷的电场线分布,A错误。
B.将带正电的小球C靠近不带电的导体时,导体会发生静电感应,B端感应出负电荷,A端感应出等量的正电荷。将导体分割后,A、B两部分所带电荷量的绝对值相等,B错误。
C.根据安培定则(右手螺旋定则),电流向右的通电直导线在其正下方产生的磁场方向垂直纸面向里。小磁针N极的指向与磁场方向一致,因此N极应向纸面内偏转,C错误。
D.避雷针的工作原理是利用尖端放电,将云层中的电荷通过导线导入大地,从而保护建筑物免受雷击,D正确。
故选D。
17.(25-26高三上·天津河东·期末)高大的建筑物上安装避雷针,阴雨天气时可避免雷击,从而达到保护建筑物的目的。如图所示,虚线是某次避雷针即将放电时,带负电的云层和避雷针之间三个等势面的分布示意图;实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹,不计该带电粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出负电荷
B.带电粒子越靠近避雷针尖端,其加速度越小
C.带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
D.带电粒子带正电
【答案】C
【详解】A.云层带负电,靠近避雷针时,针尖感应出正电荷(异种电荷吸引),故A错误;
B.越靠近避雷针尖端,等势线越密集,电场强度越大,粒子所受电场力越大,加速度越大,故B错误;
C.粒子带负电,从M点到N点,电场力方向指向轨迹内侧(即从M到N的过程中电场力做正功),电势能减小,因此粒子在M点电势能大于在N点电势能,故C正确;
D.带电粒子所受电场力方向指向轨迹内侧。由云层带负电可知,避雷针尖端带正电,电场线从尖端指向云层。轨迹向避雷针弯曲,说明电场力指向避雷针,故粒子带负电,D错误。
故选C。
18.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)“空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场,其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集,促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是( )
A.悬挂电极应接电源负极
B.图中所示的A、B两点场强相同
C.钾、钙离子向根部聚集过程中电势能减小
D.空气中带负电的尘埃微粒(重力不计)都将沿电场线向悬挂电极聚集
【答案】C
【详解】A.植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集,可知钾、钙离子等受到的电场力向下,故悬挂电极应接电源正极,故A错误;
B.根据对称性可知,A、B两点的场强大小相等,但是方向不同,故B错误;
C.钾、钙离子向根部聚集过程中,受到的电场力做正功,电势能减小,故C正确;
D.空气中带负电的尘埃微粒(重力不计)都将向悬挂电极聚集,但因为电场线是曲线,故微粒不能沿电场线运动,故D错误。
故选C。
19.(25-26高一下·湖北武汉·期末)关于静电的防止和利用,下列说法正确的是( )
A.油罐车尾部拖一条铁链是利用摩擦起电
B.飞机起落架轮胎用导电橡胶是为了将飞行过程中摩擦起电的电荷在着陆时传入大地
C.静电屏蔽是利用静电感应使感应电荷在导体内部产生的电场强度为零
D.静电除尘是利用同种电荷相互排斥
【答案】B
【详解】A.油罐车尾部拖铁链是为了将油与罐体摩擦产生的静电导入大地,避免静电积累引发爆炸,属于静电的防止,故A错误;
B.飞机飞行时机身与空气摩擦会积累大量静电,起落架轮胎用导电橡胶,可在着陆时将机身积累的电荷传入大地,避免放电产生安全隐患,故B正确;
C.静电屏蔽的原理是导体处于外电场中静电平衡后,感应电荷的电场与外电场在导体内部抵消,合电场强度为零,感应电荷自身在导体内部产生的电场强度并不为零,故C错误;
D.静电除尘是使尘粒带电后,在电场力作用下向带异种电荷的电极运动并被吸附,利用的是异种电荷相互吸引,故D错误。
故选B。
20.(河南信阳市部分校2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷)(多选)关于下列四个现象,说法正确的有( )
A.甲图为一根优质电话线,给电话线套上金属外衣,可以起到静电屏蔽的效果,防止干扰信号从电话线上“入侵”
B.乙图中,在燃气灶中安装电子点火器,是利用了静电屏蔽原理而制成的
C.丙图中,在加油站给车加油前,要触摸一下静电释放器,是为了导走人体的静电
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】AC
【详解】A.甲图中,金属外衣,可以起到静电屏蔽的效果,防止干扰信号从电话线上“入侵”,故A正确;
B.乙图中,家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电原理而制成的,故B错误;
C.丙图中,给车加油前触摸一下静电释放器的目的是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地,故C正确;
D.丁图中,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AC。
重难·创新演练
1.(25-26高三下·天津和平·阶段检测)宝安湾区书城球形报告厅的玻璃幕墙采用新型导电玻璃制作,兼具装饰与防静电功能,在雷雨天气中,玻璃幕墙因上方带负电的云层引起静电感应而带电。玻璃幕墙表面A、B两点位置如图所示(A点更靠近云层)。关于玻璃幕墙下列说法正确的是( )
A.玻璃幕墙靠近云层端带正电荷
B.A点的电势高于B点的电势
C.云层的电势高于玻璃幕墙的电势
D.负电荷从云层移动到A点,电势能增大
【答案】A
【详解】A.静电感应使导体中电荷重新分布,云层带负电,靠近云层端玻璃幕墙带正电荷,故A正确;
B.幕墙是导体,因导体中电荷会根据外部电场重新分布,直至导体中电势处处相等,故A点电势等于B点,故B错误;
C.电场线从玻璃幕墙指向云层(负电荷),电势沿电场线降低,故玻璃幕墙的电势高于云层的电势,故C错误;
D.电子带负电,由于云层的电势低于A点的电势,根据可知,负电荷从云层移动到A点,电势能减小,故D错误。
故选A。
2.(25-26高二上·天津滨海新区·期末)用丝绸摩擦过的玻璃棒先靠近不带电的验电器金属球,验电器金属箔张开,如图甲;再将玻璃棒与金属球接触,验电器金属箔仍张开,如图乙。下列说法正确的是( )
A.丝绸摩擦玻璃棒的过程中产生了正电荷
B.甲、乙两图使验电器带电的方式相同
C.甲、乙两图中验电器的总带电量均为零
D.甲、乙两图中的金属箔均带正电
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,玻璃棒失去了电子带正电,丝绸得到了电子带负电,并没有产生新的电荷。故A错误;
BC.甲图中玻璃棒靠近验电器,验电器发生静电感应,属于感应起电,验电器内部电荷重新分布,但电荷仅在验电器内部转移,总电荷量为零;乙图中玻璃棒与验电器接触,电荷从玻璃棒转移到验电器,属于接触起电,验电器获得正电荷,总电荷量不为零。所以甲、乙两图使验电器带电的方式不同,甲、乙两图中验电器的总带电量不均为零,故BC错误;
D.甲图中带正电的玻璃棒靠近验电器金属球,金属球中的自由电子被吸引到球端,则金属箔失去电子带正电;乙图中玻璃棒与金属球接触,正电荷转移到验电器,所以金属箔也带正电,故D正确。
故选D。
3.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)关于静电现象,下面说法中正确的是( )
A.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷
B.真空中两个静止的点电荷,若它们的电量不相同,它们之间的库仑力大小可能不相等
C.摩擦起电时,一个物体失去一些电子而带正电,另一个物体得到电子而带负电
D.计算两个带电体间的相互作用力,都可以使用公式计算
【答案】C
【详解】A.当一个带电体接触一个不带电的物体时,电荷会重新分布,最终两个物体带同种电荷(如均带正电或均带负电),不可能带异种电荷,故A错误。
B.根据牛顿第三定律和库仑定律,真空中两个静止点电荷之间的库仑力大小始终相等(作用力与反作用力大小相等),与电量是否相同无关,故B错误。
C.摩擦起电的本质是电子转移,一个物体失去电子而带正电,另一个物体得到电子而带负电,故C正确。
D.库仑定律公式仅适用于点电荷或可视为点电荷的情况(如电荷分布均匀的球体),对于形状不规则或电荷分布不均匀的带电体,不能直接使用该公式计算相互作用力,故D错误。
故选 C。
4.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)冬天脱毛衣会有“噼啪”声的现象是一种很常见的静电现象,它是由物体之间的摩擦或接触而产生的电荷所导致的。假设A和B是两个不带电物体,它们互相摩擦后A带正电荷,下列判断正确的是( )
A.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
B.摩擦的过程中电子从B转移到A
C.B在摩擦后一定带负电
D.A在摩擦过程中失去个电子
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移(电子转移),没有创造电荷,故A错误;
B.A带正电,说明A失去电子,电子从A转移到B,故B错误;
C.根据电荷守恒定律,初始总电荷为零,摩擦后A带正电,则B必带等量负电荷,即带负电,故C正确;
D.电子电荷量,A失去电荷,失去电子数个,故D错误。
故选C。
5.(2026·天津·二模)(多选)如图所示,两段半径均为R的圆形玻璃管道AO、OB拼接在一起并固定于竖直面内,管道内壁光滑,M、N为两段管道的中点,两管道在O点相切,以O为原点沿水平方向建立x轴,x轴与AOB连线相垂直,等量正、负点电荷分别固定在x轴上,处。一带正电小球从A点沿管道自由下落,运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.
B.M、N两点电场强度大小相等,方向相反
C.AOB连线上O点的电场强度最大
D.小球在O点、B点速度之比为
【答案】CD
【详解】A.由题意可知中垂线上所有点电势为0,即
、两点关于原点中心对称。
点电势为
点电势为
由中心对称关系,
得
又
因此,
即,故A错误;
B.在等量异种电荷的电场中,关于原点对称的两点,电场强度大小相等、方向相同。因为、两点关于原点对称,所以、两点的电场强度大小和方向都相同,故B错误;
C.在两等量异种电荷连线的中垂线上,中点处的电场线最密,电场强度最大。向两侧延伸场强逐渐减小。故点电场强度最大,故C正确;
D.小球从运动到的过程中,由于、、均在等势面上,电场力不做功,只有重力做功。从到根据动能定理可得
解得
从到根据动能定理有
解得
所以,故D正确。
故选CD。
6.(2026·天津和平·一模)(多选)用试探电荷的受力和运动情况可以探测电场中场强和电势的分布。如图甲所示,两个被固定的点电荷、,连线的延长线上有a、b、c三点,带负电。带负电试探电荷q仅在电场力作用下,时刻从a点沿着ac方向运动,其图像如图乙所示,图中、、对应试探电荷经过a、b、c三点时的速度,下列判断正确的是( )
A.电荷量可能大于 B.可能带负电
C.b点场强一定为零 D.a点电势一定高于c点电势
【答案】CD
【详解】ABC.图像的斜率表示加速度,可知b点加速度为零,根据可知,该点场强为零,两电荷在该点产生场强等大反向,则带正电,根据,该点离Q2近,则电荷量一定小于,故AB错误C正确;
D.从a点速度大于c点速度,根据能量守恒,a点电势能小于c点电势能,粒子带负电,电势能大的地方电势低,则a点电势一定高于c点电势,故D正确。
故选CD。
7.(2026·天津宁河·一模)如图所示,实线为两个点电荷和产生的电场中的电场线(方向未标出),c、d是关于两个点电荷连线对称的两点,一个电子沿虚线aOb从a点运动到b点,下列说法正确的是( )
A.电子的加速度先减小后增大
B.的电荷量大于的电荷量
C.c、d两点在同一等势面上,两点场强相同
D.电子在a点的电势能小于在O点的电势能
【答案】B
【详解】A.电子从a点运动到b点,受电场力作用,由牛顿第二定律,得加速度
电场线的疏密程度表示电场强度的大小,电子从点运动到点,路径上电场线逐渐变密,再从点运动到点,路径上电场线逐渐变疏,因此场强先增大后减小,加速度先增大后减小,故A错误;
B.由电场线的分布可知两点电荷带异种电荷,根据电场线的疏密程度分布可知的电荷量大于的电荷量,故B正确;
C.c、d关于两点电荷连线对称,电势相等,在同一等势面上;但场强是矢量,c、d两点场强方向不同,因此场强不相同,故C错误;
D.电子带负电,做曲线运动,其合力指向轨迹的凹处,由于电荷之间同种互相排斥,异种互相吸引,所以结合题图以及之前的分析可知,为正电荷,为负电荷,则电子从a点运动到O点的过程中电场力方向与速度方向的夹角小于,电场力做正功,电势能逐渐减小,即电子在a点时的电势能大于在O点时的电势能,故D错误。
故选B。
8.(2026·天津和平·三模)(多选)真空中存在点电荷和产生的静电场,两电荷之间的其中一条电场线如图中实线所示,一个带电粒子仅受电场力作用沿虚线轨迹从移动至,两点关于和连线对称,下列说法正确的是( )
A.电荷量大于电荷量
B.带电粒子的电势能先减小后增加
C.带电粒子的加速度先增加后减小
D.、两点电场强度相同
【答案】AC
【详解】A.根据题意,补上一条电场线,如图所示
根据电场线疏密程度可知,附近电场强度大于附近电场强度,则电荷量大于电荷量,故A正确;
B.电场力指向运动轨迹弯曲的内侧,则从移动至,电场力先做负功后做正功,带电粒子的电势能先增加后减小,故B错误;
C.从到,电场强度先增大后减小,带电粒子的加速度先增加后减小,故C正确;
D.根据对称性可知,、两点电场强度大小相等,方向不同,故D错误。
故选AC。
9.(2026·天津武清·一模)(多选)如图所示,粗糙绝缘的直杆竖直放置在等量异种电荷连线的中垂线上,直杆上有、、三点,为等量异种点电荷连线的中点,。一质量为的带负电小圆环从点以初速度向点滑动,滑到点时速度恰好为0,重力加速度为。关于小圆环从运动到的过程,下列说法正确的是( )
A.小圆环的电势能先减小后增大
B.小圆环所受支持力先增大后减小
C.小圆环的加速度先减小后增大
D.小圆环运动到点时的动能等于
【答案】BD
【详解】A.等量异种点电荷连线的中垂线是等势线,故小圆环从A到B过程,电场力不做功,小圆环的电势能不变,故A错误;
B.根据等量异种点电荷场强分布特点可知,从A到B场强先大后小,小圆环受到的电场力先大后小,小圆环水平方向有,可知小圆环所受支持力先增大后减小,故B正确;
C.根据牛顿第二定律可知,小圆环加速度大小为
因为小圆环所受支持力先增大后减小,因此小圆环的加速度先增大后减小,故C错误;
D.小圆环从A到B过程,根据动能定理有
小圆环从A到O过程,根据动能定理有
根据对称性可知
联立解得,故D正确。
故选BD。
10.(25-26高二上·吉林·期末)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A.B、C两点场强大小和方向都相同
B.A、D两点场强大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点场强最小
D.B、O、C三点比较,O点场强最大
【答案】A
【详解】AB.等量异种电荷的电场线关于两电荷连线对称,关于两电荷连线的中垂线对称,结合图甲可知,B、C两点场强大小和方向都相同,A、D两点场强大小相等,方向相同,故A正确,B错误;
C.E、O、F三点比较,O点电场线最密集,场强最大,故C错误;
D.B、O、C三点比较,O点电场线最稀疏,场强最小,故D错误。
故选A。
11.(24-25高二上·天津·阶段检测)如图甲所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,求:
(1)两点电荷连线的中点O的电场强度大小和方向;
(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的点的电场强度大小和方向。
(3)如图乙所示, A、B改成电荷量均为+Q的点电荷,在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的C点的电场强度大小和方向。
【答案】(1),方向由A→B
(2),方向平行于AB向右
(3),方向沿OC方向
【详解】(1)两点电荷连线的中点O的电场强度大小为
方向由A→B;
(2)在点的场强大小为
方向沿方向;在点的场强大小为
方向沿方向;两场强方向夹角为120°。则点的电场强度大小
方向平行于AB向右。
(3)A处的在点的场强大小为
方向沿方向;B处的在点的场强大小为
方向沿方向;两场强方向夹角为60°。则C点的电场强度大小为
方向沿OC方向。
12.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)如图所示,金属板所带电荷量为+Q、质量为m的金属小球所带电荷量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘轻质细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L。重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球受到绝缘细线拉力的大小;
(2)小球所受静电力的大小;
(3)金属板在小球处产生的电场强度。
【答案】(1)
(2)
(3),方向水平向右
【详解】(1)对小球受力分析,竖直方向由平衡条件
可得小球受到绝缘细线拉力的大小
(2)由平衡条件可知小球所受静电力的大小为
(3)根据场强的定义式可知金属板在小球处产生的电场强度大小为
方向水平向右。
13.(25-26高二上·天津静海·阶段检测)如图所示,某匀强电场的电场强度,A、B为同一条电场线上的两点。现将电荷量的检验电荷放在电场中的B点,求该检验电荷在B点所受电场力F的大小及方向。
【答案】40N,向右
【详解】根据
代入数据解得
正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同,故力的方向向右。
14.(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。
15.(2025·河北·高考真题)(多选)如图,真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等量同种电荷,电荷量为q,两者间距远大于小球直径,两者之间的静电力大小为F。用一个电荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触,再跟B接触,移走C后,A和B之间的静电力大小仍为F,则的绝对值可能是( )
A.1 B.2 C.3 D.5
【答案】AD
【详解】C先跟A接触后,两者电荷量均变为,C再跟B接触后,两则电荷量均变为,此时AB之间静电力大小仍为,则有
解得或;
则的绝对值可能是1或者5。
故选AD。
16.(2025·广西·高考真题)用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属箔张开,稳定后如图。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【答案】D
【详解】bc两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部,则两点的场强均为零;在金属箔上的最下端电荷分布比金属球上更密集,且d点距离金箔的下端较近,可知d点的场强比a点大,则电场强度最大的点在d点。
故选D。
17.(2025·海南·高考真题)如图所示,带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球,则关于验电器金属小球和金属箔,下列说法正确的是( )
A.和都带正电 B.和都带负电
C.带负电,带正电 D.带正电,带负电
【答案】C
【详解】由图可知,验电器本来不带电,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,正金属球靠近不带电验电器金属小球,使得金属球a带负电荷,从而导致金属箔b带上正电荷。
故选C。
18.(2026·河南·高考真题)在 坐标轴上放置电荷量为和的两点电荷,其坐标分别为,。电荷量为()的试探电荷沿 轴移动,所受静电力 随 变化的图像如图所示。取 轴的正向为 的正方向,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】由图像可知在间存在一点,设坐标为,试探电荷在此处受到的静电力为零,可知两点电荷带同种电荷,根据库仑定律有
由于,故可得;
根据图像可知在处时,试探电荷受到的静电力沿 轴的正向,根据前面分析由于,在处时,试探电荷到两点电荷间的距离相等,可知试探电荷在此处受到的静电力的合力方向与点电荷对试探电荷的静电力的方向相同,故可知
故选A。
19.(2026·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.图甲中线框在图示时刻的电流沿顺时针方向(俯视)
B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升,LC电路振荡周期减小
C.图丙中单色光入射楔形透明膜时,频率越高,明暗条纹间距越大
D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时,应使金属小球A与C带同种电荷
【答案】D
【详解】A.根据右手定则,图甲中线框在图示时刻的电流沿逆时针方向(俯视),A错误;
B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升,根据,ε变大,则C变大,根据可知,LC电路振荡周期增大,B错误;
C.图丙中单色光入射楔形透明膜时,频率越高,波长越小,从透明膜前后表面反射的光的路程差相差一个波长的相邻两明纹的距离减小,即明暗条纹间距越小,C错误;
D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时,应使金属小球A与C带同种电荷,两球由于排斥而使A转动,D正确。
故选D。
20.(2026·四川·高考真题)如图所示,边长为的绝缘菱形支架EFGH竖直放置,FG边固定于水平地面,。E、G两点各固定一带电小球,两小球带等量异种电荷。点H、F间固定一光滑绝缘直轨道,另一带电小球从H点沿轨道由静止下滑至F点。重力加速度大小为、小球均可视为点电荷。则小球在运动过程中( )
A.某时刻所受支持力可能为零
B.到达F点时的速率为
C.电势能先增大后减小
D.所受电场力的冲量为零
【答案】A
【详解】A.根据菱形几何性质和等量异种电荷的电场特点可知HF轨道电势处处相等,等量异种电荷中垂线上电场方向平行于电荷连线EG,若电场力方向与重力垂直轨道的分力方向相反、大小相等,则支持力N=0,这种情况是可能存在的,故A正确;
B. 整个过程电场力不做功,只有重力做功,由几何关系得下落高度
根据动能定理:
解得,故B错误;
C.HF是等势线,整个运动过程中小球电势不变,电势能不变,故C错误;
D.冲量是矢量,等量异种电荷中垂线上电场方向始终不变,因此电场力方向始终不变,整个过程电场力的总冲量不为零,故D错误。
故选 A。
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第20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 1
知识点1 电场力的基本性质 2
知识点2 静电的防止及利用 3
模拟·基础演练 5
题型01 电荷守恒定律 库仑定律 5
题型02 电场强度 8
题型03 电场线的理解及应用 12
题型04 静电的防止及利用 18
重难·创新演练 26
真题·实战演练 32
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
电场力的基本性质
四川卷,T15,4分
四川卷,T6,4分
四川卷,T1,4分
四川卷,T13,4分
——
静电的防止及利用
——
——
——
考情分析
题型与考向:题型丰富,涵盖选择题、实验题、综合应用题。选择题聚焦基本概念与规律,电场力部分如电场强度定义、点电荷电场强度公式等,静电部分如静电防止及利用的原理;实验题着重考查实验操作与数据分析,像电场力做功与电势能变化关系的实验探究;综合应用题多结合生活与工程实际,要求学生综合运用知识解决问题。
· 情境与立意:
· 理论应用情境:给出特定电场分布或静电场景,让学生计算电场强度、分析静电现象原理,考查对知识的理解与应用能力。
· 生活实际情境:联系生活中常见的静电现象,如静电除尘、避雷针等,要求学生解释原理或分析措施,培养知识迁移与解决实际问题的能力。
· 工程应用情境:介绍静电屏蔽等工程应用,考查学生对其工作原理的理解,提升运用物理知识解释工程现象的水平。
复习目标
深入理解并熟练掌握电场力的基本性质和静电的防止及利用的相关知识,包括基本概念、原理和方法。能够灵活运用这些知识解决不同类型的物理问题,无论是理论计算、实验分析,还是对生活及工程中静电现象和问题的解释与处理,提升综合运用知识的能力和物理学科素养。
的变化趋
巩固·知识解构
知识点1 电场力的基本性质
一、电荷守恒定律 库仑定律
电荷守
恒定律
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
三种起电方式
摩擦起电、感应起电、接触起电
实质
物体得失电子
元电荷
e=1.60×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍
比荷
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
点电荷
代表带电体的有一定电荷量的点,忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响的理想化模型
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
二、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
三、电场强度叠加的几种特殊方法
1.等效法
在保证效果相同的前提下,将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。
例如:一个点电荷+q与一个无限大薄金属板形成的电场,等效为两个等量异种点电荷形成的电场,如图甲、乙所示。
2.对称法
利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点,使复杂电场的叠加计算问题简化。
例如:如图所示,均匀带电的球壳在O点产生的电场,等效为弧BC产生的电场,弧BC在O点产生的电场强度方向,又等效为弧的中点M在O点产生的电场强度方向。
3.填补法
将有缺口的带电圆环或圆板补全为完整的圆环或圆板,将半球面补全为球面,从而化难为易、事半功倍。
4.微元法
将带电体分成许多电荷单元,每个电荷单元看成点电荷,先根据库仑定律求出某个电荷单元产生的电场强度(一般为通式),再结合对称性和电场强度叠加原理求出合电场强度。
知识点2 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:库仑定律、静电的防止及利用
⏳题型01 电荷守恒定律 库仑定律
1.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)(多选)下列说法正确的是( )
A.元电荷是电荷量的最小单位
B.一个带电体的电荷量可以是205.5倍的元电荷
C.元电荷就是一个电荷
D.元电荷的值最早是由物理学家密立根通过实验测得的
2.(24-25高二上·天津·学业考试真题)真空中两个相同的带等量异种电荷的金属小球M和N(均可看作点电荷),分别固定在两处,两球之间的静电力为F。用一个不带电的同样的金属小球P与M接触后,移开P,M的电荷量变为原来的一半,此时M、N之间的静电力变为( )
A.F B. C. D.
3.(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为,它们在相距一定距离时相互作用的吸引力为,如果让它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为,则为( )
A. B. C. D.
4.(25-26高二上·天津滨海新区·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.摩擦起电的实质是摩擦使质子从一个物体转移到了另一个物体上
B.密立根通过扭秤实验得出电荷间相互作用规律
C.人们把一个电子所带电量的绝对值叫元电荷,数值为1C
D.工人在高压线上带电作业时,穿含有金属丝织物的衣服,起到了静电屏蔽作用
5.(25-26高二上·天津静海·期中)真空中两点电荷相距为r时,点电荷之间相互作用力的大小为F,当这两个点电荷之间距离变为2r时,则两点电荷之间作用力大小为( )
A. B.4F C. D.2F
⏳题型02 电场强度
6.(25-26高二上·天津·期末)关于电场和磁场,下列说法正确的是( )
A.电荷在电场中某处不受电场力的作用,则该处的电场强度一定为0
B.一段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为0
C.将一电流元放入磁场中,电流元受安培力的方向为该点磁感应强度的方向
D.将一电荷放入电场中,该电荷所受电场力方向为该点电场强度的方向
7.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)如图所示,点电荷A和B电荷量分别为和,则在A、B连线上电场强度为零的点的位置在( )
A.B的左侧 B.A的右侧
C.A和B之间 D.A的右侧和B的左侧各有一个点
8.(25-26高三上·天津南开·阶段检测)如图所示,在竖直固定的光滑绝缘圆环上,套着两个可视为点电荷的带电小环,两环均处于静止状态,且位于同一水平线上,则下列说法正确的是( )
A.两个小环带同种电荷
B.两个小环质量一定相等,电荷量也一定相等
C.若两个小环带电量大小相等,则两个小环在圆心处产生的场强方向与连线平行
D.若两个小环带电量大小相等,则两个小环在圆心处产生的场强方向与连线垂直
9.(2022·北京延庆·一模)在真空中一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m(如图甲)。在A、B两点分别放置带正电的试探电荷,试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度大小为2.5N/C B.B点的电场强度大小为40N/C
C.点电荷Q是负电荷 D.点电荷Q的位置坐标为0.2m
10.(25-26高二上·天津·阶段检测)在真空中点放一个点电荷,直线通过点,的距离,点放一个点电荷,已知静电力常数为,如图所示,求:
(1)在点受到的作用力大小及方向;
(2)点的场强的大小及方向;
(3)拿走后点的场强。
⏳题型03 电场线的理解及应用
11.(25-26高二上·天津西青·期末)如图所示,实线是未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中仅受静电力作用,根据此图不能做出推断的是( )
A.带电粒子所带电荷的电性
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点何处加速度较大
D.带电粒子在a、b两点何处速度较小
12.(25-26高二上·天津西青·期末)英国物理学家法拉第提出了“电场”和“磁场”的概念,并引入电场线和磁感线来描述电场和磁场,为经典电磁学理论的建立奠定了基础。下列相关说法正确的是( )
A.电场线和磁感线都是真实存在的
B.电场线和电场线、磁感线和磁感线都不可能相交
C.电荷和电荷之间的作用力是通过磁场发生的
D.磁体和通电导体之间的作用力是通过电场发生的
13.(25-26高二下·广西南宁·期末)带正电的金属小球放在一无限大的金属板附近,它们之间的电场线分布如图所示,a、b是电场中的两点。下列说法正确的是( )
A.金属板表面的电势是相等的
B.a点电场强度小于b点电场强度
C.负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能
D.正电荷在电场中a点由静止释放后可能沿着电场线运动到b点
14.(25-26高一下·山东潍坊·期末)某电场的电场线分布如图所示,M、N为电场中的两个点,M点电场强度为EM、电势为,N点电场强度为EN、电势为,则( )
A.EM>EN > B.EM<EN <
C.EM>EN < D.EM<EN >
15.(25-26高一下·湖南湘潭·期末)点电荷Q和足够大金属板形成的电场的电场线如图中实线所示,一正点电荷q仅在静电力作用下沿图中虚线从M到N通过该电场区域,A、B为轨迹上两点,且B为轨迹上距离金属板最近的位置。以下说法正确的是( )
A.Q带正电 B.A到B过程,q的动能变小
C.q经过A点时所受静电力沿方向 D.A、B两点电势相等
⏳题型04 静电的防止及利用
16.(25-26高二上·天津西青·期末)关于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.甲图为负点电荷周围的电场线分布情况
B.乙图中,将带正电的小球C靠近不带电的导体,再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后,A所带电荷量小于B所带电荷量
C.丙图中,小磁针水平放置,小磁针正上方有一电流方向向右的通电直导线,小磁针的N极向纸面外偏转
D.丁图中,将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针,利用的是尖端放电原理
17.(25-26高三上·天津河东·期末)高大的建筑物上安装避雷针,阴雨天气时可避免雷击,从而达到保护建筑物的目的。如图所示,虚线是某次避雷针即将放电时,带负电的云层和避雷针之间三个等势面的分布示意图;实线是空气中某个带电粒子由M点到N点的运动轨迹,不计该带电粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出负电荷
B.带电粒子越靠近避雷针尖端,其加速度越小
C.带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
D.带电粒子带正电
18.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)“空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场,其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集,促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是( )
A.悬挂电极应接电源负极
B.图中所示的A、B两点场强相同
C.钾、钙离子向根部聚集过程中电势能减小
D.空气中带负电的尘埃微粒(重力不计)都将沿电场线向悬挂电极聚集
19.(25-26高一下·湖北武汉·期末)关于静电的防止和利用,下列说法正确的是( )
A.油罐车尾部拖一条铁链是利用摩擦起电
B.飞机起落架轮胎用导电橡胶是为了将飞行过程中摩擦起电的电荷在着陆时传入大地
C.静电屏蔽是利用静电感应使感应电荷在导体内部产生的电场强度为零
D.静电除尘是利用同种电荷相互排斥
20.(河南信阳市部分校2025-2026学年高一下学期期末考试物理试卷)(多选)关于下列四个现象,说法正确的有( )
A.甲图为一根优质电话线,给电话线套上金属外衣,可以起到静电屏蔽的效果,防止干扰信号从电话线上“入侵”
B.乙图中,在燃气灶中安装电子点火器,是利用了静电屏蔽原理而制成的
C.丙图中,在加油站给车加油前,要触摸一下静电释放器,是为了导走人体的静电
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
重难·创新演练
1.(25-26高三下·天津和平·阶段检测)宝安湾区书城球形报告厅的玻璃幕墙采用新型导电玻璃制作,兼具装饰与防静电功能,在雷雨天气中,玻璃幕墙因上方带负电的云层引起静电感应而带电。玻璃幕墙表面A、B两点位置如图所示(A点更靠近云层)。关于玻璃幕墙下列说法正确的是( )
A.玻璃幕墙靠近云层端带正电荷
B.A点的电势高于B点的电势
C.云层的电势高于玻璃幕墙的电势
D.负电荷从云层移动到A点,电势能增大
2.(25-26高二上·天津滨海新区·期末)用丝绸摩擦过的玻璃棒先靠近不带电的验电器金属球,验电器金属箔张开,如图甲;再将玻璃棒与金属球接触,验电器金属箔仍张开,如图乙。下列说法正确的是( )
A.丝绸摩擦玻璃棒的过程中产生了正电荷
B.甲、乙两图使验电器带电的方式相同
C.甲、乙两图中验电器的总带电量均为零
D.甲、乙两图中的金属箔均带正电
3.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)关于静电现象,下面说法中正确的是( )
A.一个带电体接触一个不带电的物体,两个物体可能带上异种电荷
B.真空中两个静止的点电荷,若它们的电量不相同,它们之间的库仑力大小可能不相等
C.摩擦起电时,一个物体失去一些电子而带正电,另一个物体得到电子而带负电
D.计算两个带电体间的相互作用力,都可以使用公式计算
4.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)冬天脱毛衣会有“噼啪”声的现象是一种很常见的静电现象,它是由物体之间的摩擦或接触而产生的电荷所导致的。假设A和B是两个不带电物体,它们互相摩擦后A带正电荷,下列判断正确的是( )
A.摩擦起电是创造了电荷,从而使物体带电
B.摩擦的过程中电子从B转移到A
C.B在摩擦后一定带负电
D.A在摩擦过程中失去个电子
5.(2026·天津·二模)(多选)如图所示,两段半径均为R的圆形玻璃管道AO、OB拼接在一起并固定于竖直面内,管道内壁光滑,M、N为两段管道的中点,两管道在O点相切,以O为原点沿水平方向建立x轴,x轴与AOB连线相垂直,等量正、负点电荷分别固定在x轴上,处。一带正电小球从A点沿管道自由下落,运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.
B.M、N两点电场强度大小相等,方向相反
C.AOB连线上O点的电场强度最大
D.小球在O点、B点速度之比为
6.(2026·天津和平·一模)(多选)用试探电荷的受力和运动情况可以探测电场中场强和电势的分布。如图甲所示,两个被固定的点电荷、,连线的延长线上有a、b、c三点,带负电。带负电试探电荷q仅在电场力作用下,时刻从a点沿着ac方向运动,其图像如图乙所示,图中、、对应试探电荷经过a、b、c三点时的速度,下列判断正确的是( )
A.电荷量可能大于 B.可能带负电
C.b点场强一定为零 D.a点电势一定高于c点电势
7.(2026·天津宁河·一模)如图所示,实线为两个点电荷和产生的电场中的电场线(方向未标出),c、d是关于两个点电荷连线对称的两点,一个电子沿虚线aOb从a点运动到b点,下列说法正确的是( )
A.电子的加速度先减小后增大
B.的电荷量大于的电荷量
C.c、d两点在同一等势面上,两点场强相同
D.电子在a点的电势能小于在O点的电势能
8.(2026·天津和平·三模)(多选)真空中存在点电荷和产生的静电场,两电荷之间的其中一条电场线如图中实线所示,一个带电粒子仅受电场力作用沿虚线轨迹从移动至,两点关于和连线对称,下列说法正确的是( )
A.电荷量大于电荷量
B.带电粒子的电势能先减小后增加
C.带电粒子的加速度先增加后减小
D.、两点电场强度相同
9.(2026·天津武清·一模)(多选)如图所示,粗糙绝缘的直杆竖直放置在等量异种电荷连线的中垂线上,直杆上有、、三点,为等量异种点电荷连线的中点,。一质量为的带负电小圆环从点以初速度向点滑动,滑到点时速度恰好为0,重力加速度为。关于小圆环从运动到的过程,下列说法正确的是( )
A.小圆环的电势能先减小后增大
B.小圆环所受支持力先增大后减小
C.小圆环的加速度先减小后增大
D.小圆环运动到点时的动能等于
10.(25-26高二上·吉林·期末)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的大小。如图甲是等量异种点电荷形成的电场的电场线,图乙是场中的一些点:O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A.B、C两点场强大小和方向都相同
B.A、D两点场强大小相等,方向相反
C.E、O、F三点比较,O点场强最小
D.B、O、C三点比较,O点场强最大
11.(24-25高二上·天津·阶段检测)如图甲所示,真空中,带电荷量分别为+Q和-Q的点电荷A、B相距r,求:
(1)两点电荷连线的中点O的电场强度大小和方向;
(2)在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的点的电场强度大小和方向。
(3)如图乙所示, A、B改成电荷量均为+Q的点电荷,在两点电荷连线的中垂线上,距A、B两点都为r的C点的电场强度大小和方向。
12.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)如图所示,金属板所带电荷量为+Q、质量为m的金属小球所带电荷量为+q,当小球静止后,悬挂小球的绝缘轻质细线与竖直方向间的夹角为α,小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上,且距离为L。重力加速度为g,静电力常量为k。求:
(1)小球受到绝缘细线拉力的大小;
(2)小球所受静电力的大小;
(3)金属板在小球处产生的电场强度。
13.(25-26高二上·天津静海·阶段检测)如图所示,某匀强电场的电场强度,A、B为同一条电场线上的两点。现将电荷量的检验电荷放在电场中的B点,求该检验电荷在B点所受电场力F的大小及方向。
14.(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
15.(2025·河北·高考真题)(多选)如图,真空中固定在绝缘台上的两个相同的金属小球A和B,带有等量同种电荷,电荷量为q,两者间距远大于小球直径,两者之间的静电力大小为F。用一个电荷量为Q的同样的金属小球C先跟A接触,再跟B接触,移走C后,A和B之间的静电力大小仍为F,则的绝对值可能是( )
A.1 B.2 C.3 D.5
16.(2025·广西·高考真题)用带电玻璃棒接触验电器的金属球,移走玻璃棒,验电器内的两片金属箔张开,稳定后如图。图中a、b、c、d四点电场强度最强的是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
17.(2025·海南·高考真题)如图所示,带正电的金属球靠近不带电的验电器金属小球,则关于验电器金属小球和金属箔,下列说法正确的是( )
A.和都带正电 B.和都带负电
C.带负电,带正电 D.带正电,带负电
18.(2026·河南·高考真题)在 坐标轴上放置电荷量为和的两点电荷,其坐标分别为,。电荷量为()的试探电荷沿 轴移动,所受静电力 随 变化的图像如图所示。取 轴的正向为 的正方向,则( )
A., B.,
C., D.,
19.(2026·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A.图甲中线框在图示时刻的电流沿顺时针方向(俯视)
B.若图乙中储罐内不导电液体液面上升,LC电路振荡周期减小
C.图丙中单色光入射楔形透明膜时,频率越高,明暗条纹间距越大
D.用图丁中扭秤探究电荷间相互作用力时,应使金属小球A与C带同种电荷
20.(2026·四川·高考真题)如图所示,边长为的绝缘菱形支架EFGH竖直放置,FG边固定于水平地面,。E、G两点各固定一带电小球,两小球带等量异种电荷。点H、F间固定一光滑绝缘直轨道,另一带电小球从H点沿轨道由静止下滑至F点。重力加速度大小为、小球均可视为点电荷。则小球在运动过程中( )
A.某时刻所受支持力可能为零
B.到达F点时的速率为
C.电势能先增大后减小
D.所受电场力的冲量为零
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