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1、静电场要点透析及相关题型解析静电场要点透析及相关题型解析 电荷描述 库仑定律电荷描述 库仑定律 一、电荷及电荷守恒定律一、电荷及电荷守恒定律 1元电荷、点电荷 、比荷 （1）元电荷 ：e1.61019 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，也就是说，电荷量时不能 连续变化的物理量。其中质子、正电子的电荷量与元电荷相同。 （2）点电荷：当带电体本身的大小和形状对研究的问题影响很小时，可以将带电体视为点电荷。 （3）比荷 带电体所带电荷量q与其质量m之比叫做比荷。比荷一般是针对电子等微观粒子而言的。 例如，电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷，为 2静电场 （1）定义：存在于电荷
2、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。 3电荷守恒定律 （1）内容：电荷既不能创造，也不能消灭，只能从物体的一部分转移到另一部分，或者从一个物体转 移到另一个物体。在任何转移的过程中，电荷的总量不变。 （2）起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。 （3）带电实质：物体带电的实质是得失电子。 4感应起电：感应起电的原因是电荷间的相互作用，或者说是电场对电荷的作用。 （1）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 （2）当有外加电场时，电荷向导体两端移动，出现感应电荷，当无外加电场时，导体两端的电荷发生 中和。 二、库仑定律二、库仑定律 1内容：真空
3、中两个点电荷之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成正比，跟它 们的距离r的二次方成反比；作用力的方向沿着它们的连线。 2表达式：Fk，式中k9.0109 Nm2/C2，叫静电力常量。 Q1Q2 r2 3适用条件：真空中的点电荷。 从两点电荷连线中点O沿中垂面（中垂线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小。 6匀强电场 场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称为匀强电场，匀强电场中的电场线是等距的平行线， 平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两极之间除边缘外就是匀强电场。 7点电荷与导体平板 （1）电场与平板表面垂直，平板表面为等势面。 （2）带电物体在平板上
4、的运动，受电场力垂直于平板，物体动能不变。 1有两个带有等量异种电荷的小球，用绝缘细线相连起，并置于水平方向的匀强电场中，如图所示当两 小球都处于平衡时的可能位置是（ ） A B C D 【答案】【答案】A 2A、B 为一电场中 x 轴上的两点，如图甲所示。一电子仅在电场力作用下沿 x 轴运动，该电子的动能 Ek 随其坐标变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是 A该电场不可能是点电荷形成的电场 BA、B 两点电场强度大小关系为 EA0，AB，UAB0，AB。 WAB q 电势能增、减的判断方法 （1）做功判断法 电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。 （2）公式法 由Epq，将
5、q、的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大电势能越大，Ep的 负值越小，电势能越大。 （3）能量守恒法 在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势 能减小，反之，电势能增加。 电场做功、电势差、电势、电势能的关系电场做功、电势差、电势、电势能的关系 （1）电场力功与电势差的关系：WAB=qUAB，UAB=。 AB W q （2）电势与电势差的关系：UAB=AB。 （3）电势与电势能的关系：EpA=q。 A （4）电势能与电场力功的关系：WAB=EpAEpB=（EpBEpA）=Ep。 3电容器两类问题的比较 分类充电后与电池两极相连充电后与电池两极断开 不变量U
6、Q d变大C变小Q变小、E变小C变小U变大、E不变 S变大C变大Q变大、E不变C变大U变小、E变小 r变大C变大Q变大、E不变C变大U变小、E变小 1根据学过的物理知识，下列说法中正确的是（ ） A自行车转弯时，车手一方面要适当的控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人 和车的惯性达到安全行驶的目的 B夏天，大树周围比较凉爽是因为树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低 C某一电解电容器外壳上标注的是：“300 V 5 F” ， 该电容器只能在 300 V 电压时正常工作 D某普通 7 号锌锰干电池的容量是 400 mAh，则此电池以 40 mA 电流为用电器供
7、电，可以工作 10 h 【答案】【答案】BD 【解析】【解析】试题分析：惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其它任何 因素无关，故 A 错误 ； 蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气，增加空气湿度，降雨量增多 ； 蒸腾作用散失水分， 吸收热量，使气温降低；夏天大树还能遮挡阳光，降低温度；此外大树还能进行光合作用，释放氧气，使 空气清新宜人因此树荫下，空气湿润、凉爽、清新宜人故“大树底下好乘凉” ，是大树的蒸腾作用对环 境的影响，故 B 正确；300V 是电容器允许的最高电压，是电容器的容量，与电压高低无关，故 C 错误；5 F 根据得：，故 D 正确 Q t I 2如图
8、所示，一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板 A、B 之间的 P 点，处于静止状态 现将极板 A 向下平 移一小段距离，但仍在 P 点上方，其它条件不变 下列说法中正确的是（ ） A液滴将向下运动 B液滴将向上运动 C电容器电容变小 D极板带电荷量将减少 【答案】【答案】B 3如图所示，两块较大的金属板 A、B 相距为 d，平行放置并与一电源相连，S 闭合后，两板间恰好有一质 量为 m，带电荷量为 q 的油滴处于静止状态，以下说法正确的是（ ） A若将 S 断开，则油滴将做自由落体运动，G 表中无电流 B若将 A 向左平移一小段位移,则油滴仍然静止，G 表中有从 b 到 a 的电流 C若将 A 向
9、上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G 表中有从 a 到 b 的电流 D若将 A 向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G 表中有从 b 到 a 的电流 【答案】【答案】B 【解析】【解析】A、将 S 断开，电容器的电量不变，电路中无电流，板间场强不变，油滴所受的电场力不变，故油 滴仍处于静止状态，故 A 错误； B、若将 A 板左移，正对面积 S 减小，电容器板间电压不变，依据，可知，电场力不变，则仍处于静止， 根据，可知电容减小，结合可知，电荷量减小，电容器要放电，则有由的电流流过 G，故 B 正确； 4如图所示，一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部，闭合开关后，小球静止
10、时悬线与 竖直方向成角，则（ ） A闭合开关后，减小 AB 板间的距离，则夹角增大 B闭合开关后，减小 AB 板间的距离，则夹角减小 C断开开关后，使 B 板竖直向上移动，则夹角减小 D断开开关后，增大 AB 板间的距离，则夹角减小 【答案】【答案】A 【解析】【解析】AB： 保持开关 S 闭合，电容器两板间电压 等于电源电动势不变，减小 AB 板间的距离 ，则板间电 场强度增大，小球所受电场力变大，小球静止时悬线与竖直方向的夹角变大。故 A 项正确，B 项错 误。 C：断开开关，电容器所带电荷量不变，据、可得：；B 板竖直向上移动，两 板正对面积 减小，板间电场强度增大，小球所受电场力变大，
11、小球静止时悬线与竖直方向的夹角变大。 故 C 项错误。 D：断开开关，电容器所带电荷量不变，据、可得：；增大 AB 板间的距离， 板间电场强度不变，小球所受电场力不变，小球静止时悬线与竖直方向的夹角不变。故 D 项错误。 5用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容 C 的因素设两极板正对面积为 S，极板间的距离为 d极板所带电荷量为 Q，静电计指针偏角为 实验中（ ） A保持 Q、S 不变，增大 d，则 变大，C 变小 B保持 d、S 不变 增大则 变大，C 变大 C保持 Q、d 不变，减小 则 变小，C 变小 D保持 Q、S、d 不变，在两极板间插入电介质 则 变小，C 变小 【答案】A
12、C、 根据电容的决定式得知， 电容与极板的正对面积成正比， 当保持 d 不变， 减小 S 时， 电容 C 减小， 电容器极板所带的电荷量 Q 不变， 则由电容的定义式 分析可知板间电势差增大， 静电计指针的偏角 变大，故 C 错误； D、当保持 Q、S、d 不变，在两极板间插入电介质，根据电容的决定式得知，电容 C 变大，而由电 容的定义式 分析可知，板间电势差减小，则 变小，故 D 错误 故选：A 6 如图所示， 竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场， 在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球，P 小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最后都能打在右极板上
13、 的同一点。则从开始释放到打到右极板的过程中（ ） A它们的运行时间 B它们的电荷量之比：1 C它们的动能增加量之比：1 D它们的电势能减少量之比：1 【答案】【答案】B 1 （浙江省 2018 11 月选考科目考试物理试题）电荷量为 4106C 的小球绝缘固定在A点，质量为 0.2kg、 电荷量为5106C 的小球用绝缘细线悬挂，静止于B点。A、B间距离为 30cm，AB连线与竖直方向夹角 为 60。静电力常量为 9.0109Nm2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是（ ） A B C D 【答案】【答案】B 2 （浙江省 2018 年 11 月选考科目考试物理试题）等量异种电荷的电场
14、线如图所示，下列表述正确的是 （ ） Aa点的电势低于 b点的电势 Ba点的场强大于b点的场强，方向相同 C将一负电荷从a点移到b点电场力做负功 D负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 【答案】【答案】C 【解析】【解析】沿电场线方向电势降低；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线的切线方向表示电场强度 方向，负电荷在低电势处电势能大，在高电势处电势能小，据此分析 沿电场线方向电势降低，故a点电势高于b点电势，A 错误；电场线的疏密程度表示电场强度大小，电场线 越密，电场强度越大，故a点的场强大于b点的场强，电场线的切线方向为场强方向，故ab两点的电场强 度方向不同，B 错误；负电荷在低电
15、势处电势能大，所以从 a 点（高电势）移动到 b 点（低电势） ，电势能 增大，电场力做负功，C 正确 D 错误 3 （浙江省 2018 年 11 月选考科目考试物理试题）用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位，下列正 确的是（ ） AN/C BV/m Ckgm/（Cs2） Dkgm/（As3） 【答案】【答案】D 4 （2016 年 10 月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题） 如图所示质量为 m、 电荷量为 q 的带电小球 A 用绝缘细线悬挂于 O 点，带有电荷量也为 q 的小球 B 固定在 O 点正下方绝缘柱上.其中 O 点与小球 A 的间距 为l。O 点与小球 B 的间距为，当小
16、球 A 平衡时，悬线与竖直方向夹角，带电小球 A、B 均可视为 点电荷，静电力常量为 k，则 AA、B 间库仑力大小 BA、B 间库仑力 C细线拉力大小 D细线拉力大小 【答案】【答案】B 【解析】【解析】A 的受力如图所示， 几何三角形 OAB 与力三角形相似，由对应边成比例，则，由余弦定律 ，则，故 B 正确。 4 （甘肃省张掖市 2019 届高三上学期第一次联考理科综合试题）在电荷量分别为 2q 和q 的两个点电荷形 成的电场中，电场线分布如图所示，在两点电荷连线上有 a、b、c 三点，且 b、c 两点到正点电荷距离相等， （ ） A在两点电荷之间的连线上存在一处电场强度为零的点 B将一
17、电子从 a 点由静止释放，它将在 a、b 间往复运动 C负试探电荷在 a 点具有的电势能大于在 b 点时的电势能 D.c 点的电势高于 b 点的电势 【答案】【答案】D C、假设负试探电荷从 a 点向 b 点移动，电场力方向向右，电场力做负功，电荷的电势能增加，即负试探电 荷在 a 点具有的电势能小于在 b 点时的电势能，故 C 错误。 D、电势是标量，取无穷远处为零电势，正点电荷电场中各点的电势为正值，负点电荷电场中各点的电势为 负值，b、c 两点的电势分别为+2q 和-q 两点电荷产生的电势的代数和，由于 c 点离-q 点电荷远，所以 c 点 的电势高于 b 点的电势，故 D 正确。 故选：D