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第七章
静电场及其应用
静电场中的能
量
考点题组训练
考点1物质的微观模型、电荷守恒定律、静电现象、点电荷间的相互作
用规律、静电的防止与应用
真题演练
》单项选择题
1.(2024广东学考)如图所示,将一对不带电导体A、B用两绝缘柱支撑,A、B彼此接触使一带正电的小球C
靠近导体A,但不接触A,此后将导体A、B分开,再移走C.关于A、B所带电量Q4、Q的大小关系,正确的是
()
B
A.QA>QB
B.QA<QB
C.QA=QB
2.(2024广东学考)如图为库仑扭秤实验装置,可视为点电荷的两个带电小球之间距离是r,电荷量分别是q和
q2,库仑据此装置发现真空中两个点电荷之间的静电力F的规律,下列比例关系式正确的是()
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A.Far2B.F
C.F
1
D.F
92
9192
3.(2023·广东学考)两个由绝缘支架支撑的相同金属小球,分别带有+q和+3q的电量.现将两金属小球接触后
再放回原处若带电小球均可视为点电荷,则接后的两小球之间的库仑力将()
A变小
B.变大
C.不变
4.(2023·广东学考)关于点电荷,下列说法正确的是()
A.点电荷是一种理想模型
B.质量小的带电体就是点电荷
C电荷量少的带电体就是点电荷
5.(2023·广东学考)如图所示,口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布,它能阻
隔几微米的粉尘、飞沫等,这种阻隔作用是利用了〔)
纺粘层
熔喷布
纺粘层
口罩
A.静电吸附
B.尖端放电
C静电屏蔽
D.电磁感应
6.(2023·广东学考)如图所示,光滑绝缘的水平桌面的同一直线上,放置三个可视为点电荷的小球M、N和P,
其中M和N固定,带电荷量分别为+q和-q2,若小球P能保持静止,则()
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+9
777
A.P一定带正电,q1=q2
B.P一定带正电,q1>q2
C.P可能带正电,q1=q2
D.P可能带正电,q1>q2
7.(2025·广东学考)如图所示,人们经常使用验电器检验物体是否带电,发现即便排除了外界的干扰,最终验电
器的金属箔片还是会闭合这一现象说明
()
A.电荷不守恒
B电荷消失了
C.电荷转移了
8.(2025·广东学考)为了防止外界电场对精密仪器的干扰,通常将它们置于屏蔽壳内.下列能作为屏蔽壳材料
的是()
A.金属
B塑料
C干木材
铁杆
铁链
铜力士
9.(2024广东学考)如图所示,某中国古代建筑安装了既有装饰作用,又有避雷作用的塔铩刹构件,其避雷作用的
物理原理是()
A.尖端放电B.电磁感应
C.静电吸附
D.静电除尘
10.(2025·广东学考)如图所示,在水平向左的匀强电场中,用绝缘细绳竖直悬挂两个带电小球M和N若两细
绳都保持竖直状态,两小球在同一水平线上,则()
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●M
A.M和N都带负电
B.M和N都带正电
CM带负电、N带正电
D.M带正电、N带负电
》多项选择题
11.(2025·广东学考)如图所示,库仑扭秤实验设计的巧妙之处在于:即使电荷量的具体数值未知,也能定量研
究库仑力与电荷量之间关系保特α、b球距离不变,下表为依次进行的3次实验的记录,下列说法正确的有(
悬线
平衡球
0
金属球a
⊕
悬臂
⊕
金属球b
实验次数
2
3
a球电量
+q
+9
2
4
b球电量
+Q
+Q
+Q
库仑力
F
F
A.实验中a、b球会相互吸引
B该实验用到了控制变量的方法
C.ā球与另一相同的不带电金属球接后电量会减半
D.第3次实验测得的库仑力F=8
练基础
1.电荷
(1)自然界中有两种电荷:
电荷和
电荷
(2)电荷间的相互作用:同种电荷相互
,异种电荷相互
(3)电荷量:电荷的多少,用Q或q表示,国际单位制中的单位是
符号是C
2.物体带电的三种方式
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(1)摩擦起电:当两种物质组成的物体互相摩擦时,一些受束缚较弱的电子会
到另一个物体上,于是,原
来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正电!
(2)感应起电:当一个带电体靠近导体时由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电
体,使导体靠近带电体的一端带
电荷,远离带电体的一端带
电荷,这种现象叫作静电感应利
用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电,
(3)接起电:一个不带电的导体跟另一个带电体接后分开,电荷从带电体
到不带电的导体上,使不
带电的导体带上电荷的方式
3.电荷守恒定律和元电荷
(1)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
(2)电荷守恒定律的另一表述是:一个与外界没有电荷交换的系统,
保持不变:
(3)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或者等于e,或者是e的整数倍.元电荷e
的数值最早是由美国物理学家密立根测得的,在我们的计算中,可取e=
C.
(4)比荷带电粒子的
与质量的比值,
4点电荷: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
及
对它
们之间的作用力的影响可以忽略时,带电体可以看作带电的点,叫作点电荷.
5.库仑定律
(1)内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的
的乘积成正比,与它们的
成反比,作用力的方向在它们的
上.这种电荷之间的相互作用力叫作静电力.
(2)公式:
其中k=9.0×10Nm/c,叫作静电力常量.
(3)适用条件:在真空中的
6.静电吸附
(1)静电吸附:在电场中,带电粒子在
作用下,向着电极运动,最后被吸附在电极上的现象
(2)静电除尘:当空气中的尘埃带电时,在
作用下,尘埃到达电极而被收集起来的过程
(3)静电喷漆接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电,在」
作用下,向作为正极的工件运动,并沉
积在工件表面.
(4)静电复印:复印机应用了
的原理,复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC),无光照时,
OPC是绝缘体,受光照时变成导体
参考答案
1.(1)正负(2)排斥吸引(3)库仑
2.(1)转移(2)异种同种(3)转移
3.(1)保持不变(2)电荷的代数和(3)1.60×1019(4)电荷量
4.形状大小电荷分布
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5.(1)电荷量距离的二次方连线(2-k914
r2
(3)点电荷
6.(1)静电力(2)静电力(3)静电力
(4)静电吸附
例题分析
例1表面干燥的矿泉水瓶与头发摩擦后,两者都带了电.关于它们的带电情况及其相互作用,下列说法正确的
是()
A.带同种电荷,相互吸引
B.带异种电荷,相互吸引
C.带同种电荷,相互排斥
D.带异种电荷相互排斥
【解析】二者摩擦之前都不带电,由电荷守恒可知,有电荷发生转移,故摩擦后二者带异种电荷,并且相互吸
引故选B.
【答案】B
例2下列叙述正确的是
()
A.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷就会由于相互中和而消失
B.一个物体带1.6×109C的负电荷,这是它失去了1.0×1010个电子的缘故
C.元电荷是一种特殊的点电荷
D.感应起电没有发生物体间电荷的转移
【解析】带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会相互中和但不会消失,选项A错误;一个物体带1.6×10
1.6×109C
9C的负电荷,这是它得到了6×10乙1.0×10°个电子的缘故,选项B错误:元电荷是最小的电量单位,不
是一种特殊的点电荷,选项C错误;感应起电只是从物体的一部分转移到另一部分,没有发生物体间电荷的转
移,选项D正确故选D.
【答案】D
例3如图所示,足够大的光滑绝缘水平面上有两个带正电的小球,从图示位置由静止释放后,它们间的库仑斥
力()
777777
A.保持不变
B.逐渐减小
C.逐渐增大
D.先减小后增大
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【解析】
两个带正电的小球从图示位置由静止释放后,在库仑斥力作用下,相互远离,之间的距离逐渐增大,
根据上=AB,可知它们间的库仑斥力逐渐减小故选B
【答案】B
例4(多选)下列属于预防静电危害的做法是()
A.在高大的建筑物顶端安装避雷针
B.水泥厂利用静电除去废气中的粉尘
C.在制造轮胎的橡胶中添加导电材料
D.行驶中的油罐车尾带一条拖地的铁链
【解析】当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以
在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下,保护建筑物的安全,A正确;水泥厂利用静电除去废气
中的粉尘,这是对于静电的应用,B错误;由于车的运动,轮胎和地面之间会产生静电,在制造轮胎的橡胶中添加
导电材料可以及时的把产生的静电导走,C正确;油罐车再运动的过程中,由于里面的油在晃动,也会摩擦产生
静电,后面拖一条的铁链就可以以及时的把产生的静电导走,D正确故选ACD.
【答案】ACD
模拟训练
》单项选择题
1.下列说法正确的是()
A.“元电荷”是物体带电的最小单元,法拉第测出了它的大小
B.法拉第最先提出电场的慨念
C.元电荷实质就是电子(或质子)本身
2.晚上,用塑料梳子梳头发时有“噼啪”声,是因为()
A.头发本身带电
B梳子本身带电
C梳子与头发摩擦产生了静电
D.与静电现象无关
3.在感应起电中,带负电物体靠近带绝缘底座的导体时,如图所示,M处将
()
M
●
11111411111111141111111114
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A带正电
B带负电
C.不带电
D以上答案均有可能
4对研究对象或研究过程建立理想化模型,突出问题的主要方面忽略次要因素从而有效地解决问题,是物理学
研究的常用方法.下列各组均属于理想化模型的是()
A.质点、点电荷
B点电荷、元电荷
C.元电荷、重心
D.质点、重心
5.有两个点电荷如果将两个点电荷的电荷量都变为原来的2倍,而距离变为原来的3倍,则库仑力变为原来
的()
4
2
27
B27
021
》多项选择题
6.关于静电现象,下列说法正确的是()
A.油罐车车尾拖在地上的铁链,它的作用是避免静电造成的危害
B电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘
C秋冬季节在暗处脱去化纤衣服时看到火花,是静电现象
D.磁铁间的相互作用属于静电力
7.小张同学在空气干燥的教室里进行一个小实验,将一塑料绳撕成细丝后,一端打结做成“水母”的造型,用
毛巾顺着细丝向下捋几下,同样用毛巾来回摩擦PVC(塑料)管将"水母”抛向空中,然后把PVC管从下方靠
近它,直到“水母”处于悬停状态,则()
A.PVC管带电方式属于摩擦起电
B.“水母”在空中悬停时,PVC管对它向上的静电力大于它所受重力
C用毛巾摩擦后,“水母”与PVC管带异种电荷
D.PVC管与“水母”相互靠近过程中,两者间相互作用力变大
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第七章 静电场及其应用 静电场中的能量
考点1 物质的微观模型、电荷守恒定律、静电现象、点电荷间的相互作用规律、静电的防止与应用
真题演练
1.C 【解析】由于导体A、B原来不带电,小球C带正电,根据感应起电和电荷守恒定律,则A带正电,B带正电,且A和B所带电荷量相等,故选C.
2.B 【解析】库伦发现静电力规律是F=k,则根据静电力规律,则B正确.
3.B 【解析】由库仑定律可知接触前F=,接触后F=,故选项A、C错误,选项B正确.
4.A 【解析】点电荷是一种理想模型,实际不存在,A正确.当电荷的形状、大小和电荷量对所研究问题的影响可以忽略时,就可以看成点电荷,跟其质量大小和电荷量多少没有关系,B、C错误.
5.A 【解析】由题意可知,熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布,所以当几微米的病毒靠近时,由于静电感应而带电,从而被熔喷布吸附,可知,其原理为静电感应和静电吸附.
6.D 【解析】根据题意可知,若小球P能保持静止,则小球M、N对P的作用力等大,反向,由同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥可知,由于小球M、N带异种电荷,无论P带何种电荷,小球M、N对P的作用力方向都相反,设小球P的带电荷量为q,由库仑定律有=,可得q1>q2.
7.C 【解析】验电器通过电荷转移使金属箔片带电张开.闭合是因电荷转移到其他物体或空气中(如受潮),但电荷总量守恒,未消失.
8.A 【解析】金属是良导体,存在大量自由电子,当外界电场作用时,自由电子重新分布形成静电屏蔽(静电平衡),使内部电场为零,从而隔绝外部电场.塑料、干木材为绝缘体,无法实现静电屏蔽.
9.A 【解析】塔刹构件通过尖端设计,使电荷易在尖端积累并放电,将雷电引入大地,利用的是尖端放电原理.故选A.
10.D 【解析】匀强电场方向水平向左,若小球受电场力后细绳仍竖直,说明水平方向合力为零(电场力与库仑力平衡).假设M带负电:负电荷受电场力方向与场强相反(水平向右),则N需带正电,其受电场力水平向左,同时M对N的库仑引力水平向左,N受力不平衡,N不可能静止.反之,若M带正电、N带负电,库仑力与电场力方向相反,M、N均受力平衡.若两球同电性,库仑力与电场力同向或反向,均无法使细绳保持竖直.故选D.
11.CB 【解析】A错误:a、b球均带正电,同性电荷相互排斥.B正确:实验保持距离不变,改变电荷量,采用控制变量法研究库仑力与电荷量的关系.C正确:a球与不带电金属球接触后,电荷均分,电量减半(如+q变为+q/2).D错误:由实验1、2可知,a电量变为1/2时,库仑力变为1/2F(F∝qa);实验3中a电量为q/4(即实验1的1/4),则库仑力F3=F×(1/4)=F/4.故选C.
模拟训练
1.B 【解析】实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量,质子、正电子所带的电荷量与它相同,电性相反,人们把这个最小的电荷量叫作元电荷.并不是指电子或质子本身,也不是点电荷,美国物理学家密里根用“油滴实验”测出了它的大小,故AC错误;法拉第最先提出电场的概念,故B项正确.故选B.
2.C
3.B 【解析】 当带负电的物体接近导体时,由于同种电荷相互排斥,则N端的电子将向M端移动,所以M端会带负电.
4.A 【解析】质点是忽略大小、体积、形状而有质量的点,点电荷是本身大小比相互之间的距离小得多的带电体,点电荷、质点都是实际不存在的理想化模型,元电荷是最小的电荷量,重心是重力在物体上的等效作用点,不是理想化模型.故选A.
5.A
6.ABC 【解析】油罐车车尾拖在地上的铁链,它的作用是能把静电导走,避免静电造成的危害,选项A正确;电视机工作时,屏表面有静电而吸附灰尘,选项B正确;秋冬季节在暗处脱去化纤衣服时看到火花,是静电现象,选项C正确;磁铁间的相互作用属于磁力,选项D错误.故选ABC.
7.AD 【解析】由题意可知PVC管带电方式属于摩擦起电,故A正确;“水母”在空中悬停时,处于平衡状态,PVC管对它向上的静电力等于它所受重力,故B错误;“水母”与PVC管存在相互排斥的静电力,则“水母”与PVC管带同种电荷,故C错误;管与“水母”相互靠近过程中,距离减小,两者间相互作用力变大,故D正确.故选AD.
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