内容正文:
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让教与学更高效
专题01静电场及其应用
考点1电荷
1.【答案】C
2.【答案】A
3.【答案】D
考点2库仑定律
1.【答案】A
2.【答案】Cc
3.【答案】B
4.【答案】C
5.【答案】(1)0.02N
(2)2×103kg
(3)2*1口N/C
6.【答案】(1)0.45kg
(2)10.7N,方向沿斜面向上
7.【答案】(1)大
23
》
考点3电场电场强度
1.【答案】AD
2.【答案】D
3.【答案】B
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让教与学更高效
4.【答案】C
5.【答案】D
6.【答案】D
7.【答案】c
8.【答案】B
9.【答案】c
10.【答案】BD
2》
考点4静电的防止与利用
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】c
6.【答案】BC
》
考点5电场强度矢量叠加的几种特殊方法
1.【答案】C
2.【答案】A
213
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让教与学更高效
3.【答案】D
4.【答案】C
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专题01 静电场及其应用
5大高频考点
1. 电荷
2. 库仑定律
3. 电场 电场强度
4. 静电的防止与利用
5. 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
考点1 电荷
1.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)关于元电荷,下列说法正确的是( )
A. 元电荷就是电子
B. 电荷量很小的带电体就是元电荷
C. 元电荷电量是任何带电体电量的最小公约数
D. 最早测定了元电荷的数值的科学家是库仑
【答案】C
【详解】AB.元电荷是电荷量的最小单位,而电子是实物粒子,二者本质不同,故AB错误;C.任何带电体的电量都是元电荷的整数倍,即元电荷电量是任何带电体电量的最小公约数,故C正确;D.密立根通过油滴实验首次精确测得元电荷e的数值,并因此获诺贝尔物理学奖,故D错误。故选C。
2.(2025-2026高二上·广西南宁·期中)如图所示,用绝缘柱支撑的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A,下列说法正确的是( )
A. 导体A的电势等于导体B的电势
B. 导体A内部的电场强度大于导体B内部的电场强度
C. 导体A带负电,导体B带正电,且导体A的电荷量大于导体B的电荷量
D. 手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移走C,则导体A和B下部的金属箔会闭合
【答案】A
【详解】A.当导体A和B处于静电平衡状态时,整个导体是等势体,所以导体A的电势等于导体B的电势,故A正确;B.处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零,所以导体A内部的电场强度等于导体B内部的电场强度,都为零,故B错误;C.根据静电感应,带正电的带电体C靠近导体A时,导体A带负电,导体B带正电,且导体A和B的电荷量大小相等,故C错误;D.手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移走C,导体A带负电,导体B带正电,它们下部的金属箔会因为同种电荷相互排斥而张开,故D错误。故选A。
3.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图所示,在感应起电实验中,带正电的小球C靠近不带电的枕形体,下列说法正确的是( )
A. 枕形体A、B可采用绝缘材料制作
B. 只有A下端的金属箔片会张开
C. 稳定后,枕形体内部左侧的电场强度大于右侧的电场强度
D. 分开A、B,再拿走C,则A端带负电荷,B端带正电荷
【答案】D
【详解】A.感应起电依赖自由电荷的移动,只有导体才能发生感应起电,绝缘材料中自由电荷无法移动,不能完成感应起电过程,A错误;B.带正电的C靠近导体时,导体内自由电子被吸引到A端,使A端带负电,B端因失去电子带正电,A、B下端金属箔都因带同种电荷相互排斥,都会张开,B错误;C.感应起电稳定后导体达到静电平衡,静电平衡的导体内部合场强处处为零,因此枕形体内部左侧和右侧场强相等,都为0,C错误;D.感应后先分开A、B,电荷无法在A、B间中和移动,再移走C后,A端保留多余负电荷,B端保留多余正电荷,即A带负电,B带正电,D正确。故选D 。
考点2 库仑定律
1.(2025-2026高二上·广西壮族自治区来宾高中学-11月·期中)两个完全相同的小金属球,它们带异种电荷,电荷量的大小之比为9:1(两小球皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F2,则F1:F2为( )
A. 9:16
B. 9:25
C. 3:4
D. 3:5
【答案】A
【详解】它们在相距一定距离时相互作用力为两电荷异性,接触后再分开,两球电量的绝对值为4q,此时两球的库仑力则故选A。
2.(2025-2026高二上·广西贵港桂平市-11月·期中)如图所示,真空中a、b两点分别固定有带电荷量均为的点电荷,c是ab中垂线上的一点,d是ab中点,°,,在c点固定一个带电荷量为的点电荷,已知静电力常量为k,则c处点电荷受到a、b两处点电荷的库仑力的合力大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】由几何关系可知ab两处的电荷对c点电荷的库仑力均为根据力的矢量合成可知c处点电荷受到a、b两处点电荷的库仑力的合力大小故选C。
3.(2025-2026高二上·广西·期中)如图所示为竖直面内半径为的光滑绝缘半圆形轨道,两小球、(均可视为质点)质量均为,带电量相等,电性未知。小球受水平力的作用,静止在半圆形轨道的最低点。小球恰能静止的位置与圆心的连线与竖直方向的夹角为。重力加速度为,静电力常量为。下列说法正确的是( )
A. 小球、带异种电荷
B. 小球带电量为
C. 小球受水平力的大小为
D. 小球所受电场力与其重力大小之比为2∶1
【答案】B
【详解】AB.对小球受力分析,如图所示 则两球间的电场力为斥力,所以小球a、b带同种电荷;根据平衡条件可知,解得又因为解得,故A错误,B正确;C.对小球a,在水平方向根据平衡条件可得解得,故C错误;D.根据牛顿第三定律可知,小球a受到的电场力大小也为,其重力大小也为,所以小球a所受电场力与其重力大小之比为1∶1,故D错误。故选B。
4.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷),分别固定在两处,它们之间的静电力为F,用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触,然后移开球C,此时A、B球间的静电力为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】真空中两个静止点电荷间的静电力大小为不带电的同样的金属小球C先与A接触,则带同种电荷的金属小球C再与B接触,则则两点电荷间的静电力大小为故选C。
5.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)如图所示,把一带电荷量为﹣5×10﹣8C的小球A用绝缘细绳悬吊,若将带电荷量为+4×10﹣6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30 cm时,绳与竖直方向成45°角,已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,A、B两小球均可视为点电荷,g=10m/s2,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)A球的质量;
(3)撤去小球B,改加一匀强电场,为使小球A仍静止在原处,则所加匀强电场的场强最小值多大?
【答案】(1)0.02N (2)2×10﹣3kg (3)N/C
【详解】
(1) 由库仑定律得: 代入数据解得:F=0.02N;
(2) 对A受力分析如图所示: 根据物体平衡得:F库=mgtanα,代入数据:m=2×10﹣3kg;
(3) 当电场力的方向与细线垂直时,电场强度最小.由mgsinα=qE,解得:.
6.(2025-2026高二上·广西贵港港南区-11月·期中)如图所示,一质量M=1.0kg、带电量的带电物块静止于倾角的绝缘斜面上的B点。绝缘细线一端固定在水平天花板上的O点,另一端连接电量的带负电小球,当细线与竖直方向的夹角时小球恰好静止于A点。已知A、B两点间距离L=1m,且位于同一水平线上,静电力常量,小球和物块均可视为点电荷,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)小球的质量;
(2)物块受到的摩擦力大小。
【答案】(1)0.45kg (2),方向沿斜面向上
【讲解】(1) 对小球受力分析,小球受到重力、绳子拉力、库仑力而平衡,根据平衡条件有其中代入题中数据,联立解得小球质量m=0.45kg
(2) 对物块受力分析,平行于斜面方向上,由平衡条件可知摩擦力联立解得方向沿斜面向上。
7.(2025-2026高二上·广西贵港桂平市-11月·期中)某物理兴趣小组利用如图所示的装置来探究静电力大小与电荷量、电荷间的距离之间的关系,A是一个电荷量为的带正电的金属球,通过绝缘支架放置在水平面上,把系在绝缘细线上的带正电的小球P挂在铁架台的横梁上。
(1)小球P偏离竖直方向的角度越大,说明电荷间的作用力越 (填“大”或“小”)。
(2)若金属球A在1、2位置时,调整金属球A的高度,使A、P两球平衡时球心连线水平,测得细线与竖直方向的夹角分别为和,则金属球A在1、2位置时,电荷间的作用力大小之比为 。
【答案】(1)大 (2)
【讲解】(1) 小球P偏离竖直方向的角度越大,说明电荷间的作用力越大。
(2) 如图所示 根据平衡条件有则金属球A在1、2位置时,电荷间的作用力大小分别为,可得电荷间的作用力大小之比为
考点3 电场 电场强度
1.(2025-2026高二上·广西柳州-11月·期中)(多选)如图所示,实线为某电场的电场线(方向未标明),虚线为一带正电的粒子仅在电场力作用下从M点到N点时的运动轨迹。下列判断中正确的是( )
A. 电场线方向向右
B. 带电粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度
C. M点的电势一定小于N点的电势
D. 带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能
【答案】AD
【详解】A.根据曲线运动合外力总是指向轨迹弯曲的一面,所以该粒子电场力指向右侧,粒子带正电,所以电场线方向向右,故A正确;B.电场线越密集的地方场强越大,则N点电场力大于M点电场力,根据牛顿第二定律可知N点加速度大于M点加速度,故B错误;C.沿电场线方向电势降低,所以M点的电势一定大于N点的电势,故C错误;D.M点的电势一定大于N点的电势,根据可知,粒子在M点的电势能大,故D正确。故选AD。
2.(2025-2026高二上·广西南宁第三十三中学·期中)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。
3.(2025-2026高二上·广西钦州第四中学·期中)如图所示,图中实线为一静电场的电场线,虚线MN为带电粒子在电场中从M运动到N的轨迹,带电粒子仅受静电力的作用。下列说法不正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在M点和N点的加速度
C. 粒子在M点和N点的加速度
D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
【答案】B
【详解】A.从运动轨迹知粒子受静电力指向凹侧,受力与场强方向相同,粒子带正电,A正确;BC.由电场线的疏密可知在M点受力小于在N点的受力,结合牛顿第二定律可知,B错误,C正确;D.粒子从M到N,静电力做正功,动能增大,D正确。本题选错误的,故选B
4.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图,一个电荷量为的电荷A在电场中某位置受到水平向右的电场力,若将另一电荷量为的电荷B放在该位置,则电荷B受到的电场力( )
A. 大小为,方向向左
B. 大小为,方向向右
C. 大小为,方向向左
D. 大小为,方向向右
【答案】C
【详解】一个电荷量为的电荷A在电场中某位置受到水平向右的电场力,可知该位置的电场强度方向水平向右,设该位置的电场强度大小为,则有若将另一电荷量为的电荷B放在该位置,则电荷B受到的电场力大小为方向水平向左。故选C。
5.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图是某个区域内的电场分布,、、为电场的三点,电场强度分别为、、,电势分别为、、。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】AB.电场线的疏密反映了场强的大小,电场线越密集,场强越大,电场线越稀疏,场强越小,由图可知,故AB错误;CD.沿着电场线电势逐渐降低,由图可知,故C错误,D正确。故选D。
6.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)某静电除尘装置的原理如图所示,废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,则以下说法正确的是( )
A. 尘埃带正电
B. A点电势高于B点电势
C. 尘埃在A点的加速度小于在B点的加速度
D. 尘埃在A点的动能小于在B点的动能
【答案】D
【详解】A.根据电场线方向和尘埃的运动轨迹,尘埃受到的电场力方向和电场线方向相反,因此尘埃带负电,A选项错误;B.沿电场线方向电势降低,由图可知,A点电势低于B点电势,B选项错误;C.由图可知,A点电场线比B点密集,因此A点的电场强度大于B点,根据牛顿第二定律,尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度,C选项错误;D.A点电势低于B点电势,AB之间的电势差为负,又有尘埃带负电,可知电场力做正功,动能增大,则尘埃在A点的动能小于在B点的动能,D选项正确。故选D 。
7.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)如图所示,xOy坐标平面内原点O处固定一带正电的点电荷A,电荷量为q,若将电荷量为4q的负点电荷B放入xOy平面内的某一位置,P(a,a)点的场强恰好为零。则点电荷B的位置坐标为( )
A. (0,2a)
B. (3a,3a)
C. (-a,-a)
D. (-2a,-2a)
【答案】C
【详解】正电荷在P点电场强度方向为右上方与x轴成45°,则-4q点电荷一定在OP直线上且在O点的左下方,设-4q点电荷的坐标为(-l,-l),根据点电荷场强公式得解得 -4q点电荷的坐标为(-a,-a)。故选C。
8.(2025-2026高二上·广西南宁·期中)如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是孤立正点电荷产生的
B. 该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度
C. 由图可知,同一电场的电场线在空间是可以相交的
D. 将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
【答案】B
【详解】A.正点电荷周围的电场线是从正点电荷出发,呈辐射状分布的,故A错误;B.由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的凹侧,若粒子从A点到D点,则粒子的速度方向与所受电场力方向的夹角为钝角,则粒子的速度减小,若粒子从D点到A点,则粒子的速度方向与所受电场力方向的夹角为锐角,则粒子的速度变大,都是粒子在A点的速度大于在D点的速度,故B正确;C.同一电场的电场线在空间不能相交,否则同一点具有两个电场强度方向,故C错误;D.只有粒子的初速度为零,且电场线为直线的情况下粒子才可能沿电场线运动,故D错误。故选B。
9.(2025-2026高二上·广西来宾多校-11月·期中)如图甲所示,在一个点电荷Q产生的电场中,x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系,a、b两点到点电荷Q的距离分别为,,则和的比值为( )
A.
B. 4
C.
D. 2
【答案】C
【详解】由电场强度的定义式可得根据点电荷电场强度公式可知故选C。
10.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)(多选)如图所示,在一个正点电荷的电场中,让轴与它的一条电场线重合,在坐标轴上点放置试探电荷与其受到的静电力的关系,如图中直线所示;点试探电荷与静电力的关系如直线所示。则下列判断正确的是( )
A. 、两点电场强度之比为,方向均沿轴负方向
B. 、两点电场强度之比为,方向均沿轴正方向
C. 、两点分布在点电荷两侧,点距点电荷更近
D. 、两点分布在点电荷同侧,点距点电荷更近
【答案】BD
【详解】AB.根据电场强度可知图像中,图像的斜率为电场强度,则M点的电场强度大小为由图像可知,其方向沿x轴正方向;同理可知,N点的电场强度的大小为由图像可知,其方向沿x轴正方向;则两点的电场强度之比为,故A错误,B正确;CD.根据点电荷形成电场的特点可知,离场源电荷越近,电场强度越大,由于M点电场强度大于N点电场强度,且两点的电场强度的方向均沿x轴正方向,因此,、两点分布在点电荷同侧,且点距点电荷更近,故C错误,D正确。故选BD。
考点4 静电的防止与利用
1.(2025-2026高二上·广西南宁“4+N”联盟学校·期中)武当山主峰上有一座金殿,常出现雷火炼殿的奇观:在雷雨交加时,屋顶常会出现盆大的火球,来回滚动。雨过天晴时,大殿屋顶金光灿灿,像被重新炼洗过一般,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 金殿是由绝缘体构成的
B. 金殿顶部肯定很少有带尖的结构,不易放电
C. 出现雷火炼殿现象时,大殿内会产生很强的电场
D. 金殿如果安装了避雷针,雷火炼殿现象仍会经常出现
【答案】B
【详解】AC.雷雨天气时,金殿上空聚集大量电荷,金殿是一个优良导体,由于静电屏蔽作用,大殿内的场强为零,故AC错误;B.金殿顶部如果有较多带尖的结构,尖端放电效果明显,则无法观测到雷火炼殿现象,因此可以断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构,不易放电,故B正确;D.金殿如果安装了避雷针,雷雨天气时金殿上空聚集的电荷将被导入大地,将不会出现雷火炼殿现象,故D错误。故选B
2.(2025-2026高二上·广西贵港港南区-11月·期中)关于下列四幅插图,说法正确的是( )
A. 图甲中,燃气灶上的电子点火器的点火应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙中,工作人员在超高压带电作业时,要穿绝缘橡胶服以保证安全
C. 图丙中,优质话筒线外面包裹着的是金属编织的网
D. 图丁中,带负电的粉尘会被收集在除尘器的B极上
【答案】C
【详解】A.甲图中,燃气灶点火器的放电电极应用了尖端放电的原理,故A错误;B.图乙中,工作人员在超高压带电作业时,要穿上金属丝制成的衣服,起到静电屏蔽的作用,比绝缘橡胶服更安全,故B错误;C.图丙中,优质话筒线外面包裹着的金属网的原理是静电屏蔽,不可以用绝缘的塑料网替代,故C正确;D.图丁中,除尘板A与电源正极相连,所以带负电的粉尘会被收集在除尘器的A板上,故D错误。故选C。
3.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)如图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r。该点电荷的电场在球心处产生的感应电场的场强大小等于( )
A. B.
C. 0 D.
【答案】D
【分析】【详解】金属球内部处于静电平衡状态,故合场强处处为零。所以感应电荷在球心处产生的场强应和点电荷Q产生的场强大小相等,即故ABC错误;D正确;故选D。
4.(2025-2026高二上·广西治区玉林·期中)如图所示,为一带正电的点电荷,P为原来不带电的枕形金属导体,、为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时( )
A. 感应电荷在、两点产生的场强大小和的关系是
B. 感应电荷在、两点产生的场强方向相反
C. 、两点的场强大小、的关系为
D. 、两点的场强大小、的关系为
【答案】D
【详解】A.感应电荷产生的场强与点电荷产生的场强等大反向,感应电荷在、两点产生的场强大小和的关系是,故A错误;B.感应电荷产生场强方向均向左,平衡点电荷的场强,故B错误。CD.由于处于静电平衡的导体内部处处场强为零,故C错误,D正确。故选D。
5.(2025-2026高二上·广西治区来宾·期中)如图所示,在超高压带电作业中,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,静电屏蔽可使衣服内的电场强度为0,下列说法正确的是( )
A. 工作服的电势比人的电势高
B. 工作服的电势比人的电势低
C. 工作服的电势和人的电势相等
D. 人的电势始终为零
【答案】C
【详解】电工穿的工作服含铜丝,能起到静电屏蔽的作用,使衣服内合电场强度为零,工作服的电势和人的电势相等,但并不一定为0。故选C。
6.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)(多选)如图所示,一个枕形导体AB原来不带电,将它放在一个负点电荷的电场中,负点电荷所带的电荷量为Q,与AB的中心O的距离为R。由于静电感应,在导体AB的两端分别出现感应电荷,当达到静电平衡时(已知静电力常量为k)( )
A. 导体A端的电势高于B端的电势
B. 导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小为,方向向左
C. 导体的中心O的电场强度为零
D. 撤去负点电荷后,导体带上了正电荷
【答案】BC
【详解】A.当达到静电平衡时,导体是等势体,故导体A端电势等于B端电势,A错误;BC.导体内部各点的合场强为零,则导体中心O点的场强为零,故感应电荷在O点的产生场强与点电荷-Q在O点的场强等大反向,大小为,方向向左,BC正确;D.撤去点电荷-Q后,导体两端的感应电荷会还原而使得导体不带电,D错误。故选BC。
考点5 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
1.(2025-2026高二上·广西玉林陆川中学·期中)计算几个电阻的总电阻、电路的简化、引入平均速度、合力与分力等概念,这些处理物理问题的方法,都属于( )
A. 类比的方法
B. 控制变量的方法
C. 等效替代的方法
D. 观察、实验的方法
【答案】C
【详解】试题分析:中学物理中经常用的研究方法有:控制变量法,微小变量放大法,等效替代法等,要明确这些方法在具体实验中的应用.解:求几个电阻的总电阻、把一个复杂的电路简化,都用到了等效替代的方法,合力与分力的作用效果是等效的,故C正确,A、B、D错误.故选C.【点评】理解各种物理方法的应用,提高学科思想,为将来独立研究问题打下基础.
2.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)如图所示,直角三角形中,。两负点电荷固定在A、B两点,一试探电荷在C点受到的静电力方向与AB垂直,则A、B两点处的负点电荷在C点的电场强度大小之比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】设A、B两点处的负点电荷在C点的电场强度大小分别为、,由题意可知和的矢量和垂直于,则有解得故选A。
3.(2025-2026高二上·广西贵港港南区-11月·期中)如图所示,光滑水平面上固定两个异种点电荷,正、负电荷的带电量大小分别是Q1、Q2,两者相距L,其周围的电场线分布大致如图所示;在连线的右侧距离负电荷L处的M点有一个带电的试探电荷刚好能保持静止状态,则( )
A. A点场强小于B点场强
B. A点电势小于B点电势
C. 若AB=BC,则UAB=UBC
D. Q1=4Q2
【答案】D
【详解】A.A点电场线比B点密,故A点场强应大于B点场强,故A错误;B.沿电场线方向电势逐渐降低,故A点电势应大于B点电势,故B错误;C.因AB处场强比BC处场强大,根据,得,故C错误;D.因M点场强为零,则根据解得,故D正确。故选D。
4.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图所示,在边长为的正方体各顶点分别固定一个电荷量为的点电荷,正方体中心点的场强为零,现将点处点电荷的电荷量变为,静电力常量为,则点的场强( )
A. 大小为,方向沿方向
B. 大小为,方向沿方向
C. 大小为,方向沿方向
D. 大小为,方向沿方向
【答案】C
【详解】原来8个顶点均为,根据对称性,正方体中心处合场强为零,每一条体对角线两端的点电荷在处的场强相互抵消。将处电荷从变为相当于在原来的基础上,在处额外增加了一个电荷量为的点电荷,点的总场强就等于这个额外在点产生的场强。正方体边长为,由几何知识得,则体对角线总长为 因此到的距离根据点电荷场强公式解得 电场强度的方向沿方向。故C正确,ABD错误。故选C。
试卷第1页,共3页
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专题01 静电场及其应用
5大高频考点
1. 电荷
2. 库仑定律
3. 电场 电场强度
4. 静电的防止与利用
5. 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
考点1 电荷
1.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)关于元电荷,下列说法正确的是( )
A. 元电荷就是电子
B. 电荷量很小的带电体就是元电荷
C. 元电荷电量是任何带电体电量的最小公约数
D. 最早测定了元电荷的数值的科学家是库仑
2.(2025-2026高二上·广西南宁·期中)如图所示,用绝缘柱支撑的不带电枕形导体A和B彼此接触。现把带正电的带电体C靠近导体A,下列说法正确的是( )
A. 导体A的电势等于导体B的电势
B. 导体A内部的电场强度大于导体B内部的电场强度
C. 导体A带负电,导体B带正电,且导体A的电荷量大于导体B的电荷量
D. 手持绝缘柱把导体A和B分开,然后移走C,则导体A和B下部的金属箔会闭合
3.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图所示,在感应起电实验中,带正电的小球C靠近不带电的枕形体,下列说法正确的是( )
A. 枕形体A、B可采用绝缘材料制作
B. 只有A下端的金属箔片会张开
C. 稳定后,枕形体内部左侧的电场强度大于右侧的电场强度
D. 分开A、B,再拿走C,则A端带负电荷,B端带正电荷
考点2 库仑定律
1.(2025-2026高二上·广西壮族自治区来宾高中学-11月·期中)两个完全相同的小金属球,它们带异种电荷,电荷量的大小之比为9:1(两小球皆可视为点电荷),它们在相距一定距离时相互作用力为F1,如果让它们接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F2,则F1:F2为( )
A. 9:16
B. 9:25
C. 3:4
D. 3:5
2.(2025-2026高二上·广西贵港桂平市-11月·期中)如图所示,真空中a、b两点分别固定有带电荷量均为的点电荷,c是ab中垂线上的一点,d是ab中点,°,,在c点固定一个带电荷量为的点电荷,已知静电力常量为k,则c处点电荷受到a、b两处点电荷的库仑力的合力大小为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高二上·广西·期中)如图所示为竖直面内半径为的光滑绝缘半圆形轨道,两小球、(均可视为质点)质量均为,带电量相等,电性未知。小球受水平力的作用,静止在半圆形轨道的最低点。小球恰能静止的位置与圆心的连线与竖直方向的夹角为。重力加速度为,静电力常量为。下列说法正确的是( )
A. 小球、带异种电荷
B. 小球带电量为
C. 小球受水平力的大小为
D. 小球所受电场力与其重力大小之比为2∶1
4.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷),分别固定在两处,它们之间的静电力为F,用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触,然后移开球C,此时A、B球间的静电力为( )
A.
B.
C.
D.
5.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)如图所示,把一带电荷量为﹣5×10﹣8C的小球A用绝缘细绳悬吊,若将带电荷量为+4×10﹣6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30 cm时,绳与竖直方向成45°角,已知静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,A、B两小球均可视为点电荷,g=10m/s2,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)A球的质量;
(3)撤去小球B,改加一匀强电场,为使小球A仍静止在原处,则所加匀强电场的场强最小值多大?
6.(2025-2026高二上·广西贵港港南区-11月·期中)如图所示,一质量M=1.0kg、带电量的带电物块静止于倾角的绝缘斜面上的B点。绝缘细线一端固定在水平天花板上的O点,另一端连接电量的带负电小球,当细线与竖直方向的夹角时小球恰好静止于A点。已知A、B两点间距离L=1m,且位于同一水平线上,静电力常量,小球和物块均可视为点电荷,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)小球的质量;
(2)物块受到的摩擦力大小。
7.(2025-2026高二上·广西贵港桂平市-11月·期中)某物理兴趣小组利用如图所示的装置来探究静电力大小与电荷量、电荷间的距离之间的关系,A是一个电荷量为的带正电的金属球,通过绝缘支架放置在水平面上,把系在绝缘细线上的带正电的小球P挂在铁架台的横梁上。
(1)小球P偏离竖直方向的角度越大,说明电荷间的作用力越 (填“大”或“小”)。
(2)若金属球A在1、2位置时,调整金属球A的高度,使A、P两球平衡时球心连线水平,测得细线与竖直方向的夹角分别为和,则金属球A在1、2位置时,电荷间的作用力大小之比为 。
考点3 电场 电场强度
1.(2025-2026高二上·广西柳州-11月·期中)(多选)如图所示,实线为某电场的电场线(方向未标明),虚线为一带正电的粒子仅在电场力作用下从M点到N点时的运动轨迹。下列判断中正确的是( )
A. 电场线方向向右
B. 带电粒子在M点的加速度一定大于在N点的加速度
C. M点的电势一定小于N点的电势
D. 带电粒子在M点的电势能一定大于在N点的电势能
2.(2025-2026高二上·广西南宁第三十三中学·期中)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
3.(2025-2026高二上·广西钦州第四中学·期中)如图所示,图中实线为一静电场的电场线,虚线MN为带电粒子在电场中从M运动到N的轨迹,带电粒子仅受静电力的作用。下列说法不正确的是( )
A. 粒子带正电
B. 粒子在M点和N点的加速度
C. 粒子在M点和N点的加速度
D. 粒子在M点的动能小于在N点的动能
4.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图,一个电荷量为的电荷A在电场中某位置受到水平向右的电场力,若将另一电荷量为的电荷B放在该位置,则电荷B受到的电场力( )
A. 大小为,方向向左
B. 大小为,方向向右
C. 大小为,方向向左
D. 大小为,方向向右
5.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图是某个区域内的电场分布,、、为电场的三点,电场强度分别为、、,电势分别为、、。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)某静电除尘装置的原理如图所示,废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹,A、B两点是轨迹与电场线的交点,不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,则以下说法正确的是( )
A. 尘埃带正电
B. A点电势高于B点电势
C. 尘埃在A点的加速度小于在B点的加速度
D. 尘埃在A点的动能小于在B点的动能
7.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)如图所示,xOy坐标平面内原点O处固定一带正电的点电荷A,电荷量为q,若将电荷量为4q的负点电荷B放入xOy平面内的某一位置,P(a,a)点的场强恰好为零。则点电荷B的位置坐标为( )
A. (0,2a)
B. (3a,3a)
C. (-a,-a)
D. (-2a,-2a)
8.(2025-2026高二上·广西南宁·期中)如图所示的实线为某静电场的电场线,虚线是某带负电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,A、B、C、D是电场线上的点,其中A、D两点在粒子的轨迹上,下列说法正确的是( )
A. 该电场可能是孤立正点电荷产生的
B. 该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度
C. 由图可知,同一电场的电场线在空间是可以相交的
D. 将该粒子在C点由静止释放,它可能一直沿电场线运动
9.(2025-2026高二上·广西来宾多校-11月·期中)如图甲所示,在一个点电荷Q产生的电场中,x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上有a、b两点,试探电荷在两点的静电力F与电荷量q满足如图乙中直线a、b所示的关系,a、b两点到点电荷Q的距离分别为,,则和的比值为( )
A.
B. 4
C.
D. 2
10.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)(多选)如图所示,在一个正点电荷的电场中,让轴与它的一条电场线重合,在坐标轴上点放置试探电荷与其受到的静电力的关系,如图中直线所示;点试探电荷与静电力的关系如直线所示。则下列判断正确的是( )
A. 、两点电场强度之比为,方向均沿轴负方向
B. 、两点电场强度之比为,方向均沿轴正方向
C. 、两点分布在点电荷两侧,点距点电荷更近
D. 、两点分布在点电荷同侧,点距点电荷更近
考点4 静电的防止与利用
1.(2025-2026高二上·广西南宁“4+N”联盟学校·期中)武当山主峰上有一座金殿,常出现雷火炼殿的奇观:在雷雨交加时,屋顶常会出现盆大的火球,来回滚动。雨过天晴时,大殿屋顶金光灿灿,像被重新炼洗过一般,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 金殿是由绝缘体构成的
B. 金殿顶部肯定很少有带尖的结构,不易放电
C. 出现雷火炼殿现象时,大殿内会产生很强的电场
D. 金殿如果安装了避雷针,雷火炼殿现象仍会经常出现
2.(2025-2026高二上·广西贵港港南区-11月·期中)关于下列四幅插图,说法正确的是( )
A. 图甲中,燃气灶上的电子点火器的点火应用了静电屏蔽的原理
B. 图乙中,工作人员在超高压带电作业时,要穿绝缘橡胶服以保证安全
C. 图丙中,优质话筒线外面包裹着的是金属编织的网
D. 图丁中,带负电的粉尘会被收集在除尘器的B极上
3.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)如图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r。该点电荷的电场在球心处产生的感应电场的场强大小等于( )
A. B.
C. 0 D.
4.(2025-2026高二上·广西治区玉林·期中)如图所示,为一带正电的点电荷,P为原来不带电的枕形金属导体,、为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时( )
A. 感应电荷在、两点产生的场强大小和的关系是
B. 感应电荷在、两点产生的场强方向相反
C. 、两点的场强大小、的关系为
D. 、两点的场强大小、的关系为
5.(2025-2026高二上·广西治区来宾·期中)如图所示,在超高压带电作业中,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,静电屏蔽可使衣服内的电场强度为0,下列说法正确的是( )
A. 工作服的电势比人的电势高
B. 工作服的电势比人的电势低
C. 工作服的电势和人的电势相等
D. 人的电势始终为零
6.(2025-2026高二上·广西南宁第二中学·期中)(多选)如图所示,一个枕形导体AB原来不带电,将它放在一个负点电荷的电场中,负点电荷所带的电荷量为Q,与AB的中心O的距离为R。由于静电感应,在导体AB的两端分别出现感应电荷,当达到静电平衡时(已知静电力常量为k)( )
A. 导体A端的电势高于B端的电势
B. 导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小为,方向向左
C. 导体的中心O的电场强度为零
D. 撤去负点电荷后,导体带上了正电荷
考点5 电场强度矢量叠加的几种特殊方法
1.(2025-2026高二上·广西玉林陆川中学·期中)计算几个电阻的总电阻、电路的简化、引入平均速度、合力与分力等概念,这些处理物理问题的方法,都属于( )
A. 类比的方法
B. 控制变量的方法
C. 等效替代的方法
D. 观察、实验的方法
2.(2025-2026高二上·广西玉林八校·期中)如图所示,直角三角形中,。两负点电荷固定在A、B两点,一试探电荷在C点受到的静电力方向与AB垂直,则A、B两点处的负点电荷在C点的电场强度大小之比为( )
A.
B.
C.
D.
3.(2025-2026高二上·广西贵港港南区-11月·期中)如图所示,光滑水平面上固定两个异种点电荷,正、负电荷的带电量大小分别是Q1、Q2,两者相距L,其周围的电场线分布大致如图所示;在连线的右侧距离负电荷L处的M点有一个带电的试探电荷刚好能保持静止状态,则( )
A. A点场强小于B点场强
B. A点电势小于B点电势
C. 若AB=BC,则UAB=UBC
D. Q1=4Q2
4.(2025-2026高二上·广西柳州第一中学·期中)如图所示,在边长为的正方体各顶点分别固定一个电荷量为的点电荷,正方体中心点的场强为零,现将点处点电荷的电荷量变为,静电力常量为,则点的场强( )
A. 大小为,方向沿方向
B. 大小为,方向沿方向
C. 大小为,方向沿方向
D. 大小为,方向沿方向
试卷第1页,共3页
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