第九章靜電場及其應(yīng)用本章復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案高二上學(xué)期物理人教版

（高二上學(xué)期物理必修第三冊）第九章靜電場及其應(yīng)用本章復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案+過關(guān)檢測本章知識歸納導(dǎo)學(xué):一、電場：1、兩種電荷電荷守恒元電荷2、庫侖定律：表達(dá)式：適用條件：練１、下列對元電荷的理解，說法正確的是（）A.元電荷就是電子B.元電荷就是質(zhì)子C.元電荷是表示跟電子所帶電荷量數(shù)值相等的電荷量D.元電荷是帶電荷量最小的帶電粒子練2．如圖所示，A、B是兩個完全相同的帶絕緣柄的金屬小球，A球所帶電荷量為，B球不帶電?，F(xiàn)將A、B接觸后再分開，則（）A．B球?qū)⒌玫絺€電子 B．B球?qū)⑹€電子C．B球?qū)⒌玫絺€電子 D．B球?qū)⑹€電子練3．（2022·全國·高三專題練習(xí)）如圖所示，光滑絕緣的水平面上放著三個帶電小球（可看成點電荷），三個小球處在同一條直線上，要使三個小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則它們的電荷量分別為（）A．QA=4Q、QB=4Q、QC=4QB．QA=4Q、QB=-5Q、QC=3QC．QA=9Q、QB=-4Q、QC=36QD．QA=-4Q、QB=2Q、QC=-3Q歸納提升：“三個自由點電荷平衡”的問題平衡條件：每個點電荷受到另外兩個點電荷的合力為零，或處于另外兩個點電荷產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零的位置。二、電場強(qiáng)度：1、三條公式：定義式：點電荷：勻強(qiáng)電場：2、方向：3、疊加原理：練4、根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E＝可知，電場中確定的點（）A.電場強(qiáng)度與試探電荷受到的電場力成正比，與試探電荷的電荷量成反比B.試探電荷的電荷量q不同時，受到的電場力F也不同，場強(qiáng)也不同C.試探電荷的電性不同，受到的電場力的方向不同，場強(qiáng)的方向也不同D.電場強(qiáng)度由電場本身決定，與是否放置試探電荷及試探電荷的電荷量、電性均無關(guān)練5、(多選)如圖甲所示，真空中Ox坐標(biāo)軸上的某點有一個點電荷Q，坐標(biāo)軸上A、B兩點的坐標(biāo)分別為0.2m和0.7m．在A點放一個帶正電的試探電荷，在B點放一個帶負(fù)電的試探電荷，A、B兩點的試探電荷受到靜電力的方向都跟x軸正方向相同，靜電力的大小F跟試探電荷的電荷量q的關(guān)系分別如圖乙中直線a、b所示．下列說法正確的是()A．B點的電場強(qiáng)度大小為0.25N/CB．A點的電場強(qiáng)度的方向沿x軸正方向C．點電荷Q是正電荷D．點電荷Q的位置坐標(biāo)為0.3m三、電場線：1、特點：2、幾種典型電場的電場線分布練6．(多選)在如圖所示的四種電場中，分別標(biāo)記有a、b兩點，其中a、b兩點電場強(qiáng)度大小相等的是()A．圖甲中與點電荷等距的a、b兩點B．圖乙中兩等量異種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點C．圖丙中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點D．圖丁中非勻強(qiáng)電場中的a、b兩點練7．用電場線能很直觀、很方便地比較電場中各點場強(qiáng)的強(qiáng)弱。如圖甲是等量異種點電荷形成電場的電場線，圖乙是場中的一些點：O是電荷連線的中點，E、F是連線中垂線上相對O對稱的兩點，B、C和A、D也相對O對稱。則（）A．B、C兩點場強(qiáng)大小和方向都相同 B．A、D兩點場強(qiáng)大小相等，方向相反C．E、O、F三點比較，O點場強(qiáng)最弱 D．B、O、C三點比較，O點場強(qiáng)最弱本章過關(guān)檢測：一、選擇題：1．關(guān)于元電荷e，以下說法正確的是（）A．元電荷就是電子B．元電荷就是點電荷C．元電荷e的數(shù)值最早由美國物理學(xué)家密立根測得D．元電荷就是指所帶的電荷量為的一類粒子，如電子、正電子和質(zhì)子等2．如圖所示，各電場中A、B兩點電場強(qiáng)度相同的是（）A． B．C． D．3．如圖所示，A、B為勻強(qiáng)電場中同一條電場線上的兩點，一個正電荷從A點由靜止釋放，僅在靜電力的作用下從A點運(yùn)動到B點，以下圖像中能正確描述正電荷在運(yùn)動過程中各物理量隨時間變化關(guān)系的是（）A．B．C．D．4．如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則（）A．P和Q都帶正電荷 B．P和Q都帶負(fù)電荷C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷 D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷5．如圖，兩條長度均為L的絕緣細(xì)線一端拴在同一點，另一端分別拴在兩個質(zhì)量相同的帶電小球A、B上，兩球平衡時處于同一水平面，細(xì)線夾角為90°。若將小球B換成質(zhì)量相同的帶電小球C，細(xì)線夾角變?yōu)?0°，則帶電小球B和C的電荷量之比為（）A．1:3 B．3:1C．23:16．如圖所示，在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電＋Q，B帶電－9Q?，F(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷均在電場力的作用下處于平衡狀態(tài)，則C的帶電性質(zhì)及位置應(yīng)為（）A．正，B的右邊0.4m處 B．正，BC．負(fù)，A的左邊0.2m處 D．負(fù)，A7.關(guān)于電場線，下列說法中正確的是：A.電場線是電場中客觀存在的物質(zhì)B.電場中任意兩條電場線都不會相交C.順著電場線的方向電場強(qiáng)度越來越大D.初速度為零的點電荷運(yùn)動軌跡一定與電場線重合8.如圖是電場中某區(qū)域的電場線圖，電場中的三點A，B，C的電場強(qiáng)度分別為EA，EB，EC，關(guān)于EA，EB，EA.EA>EB>EC9.以下說法中正確的是(????)A.處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部既無正電荷，又無負(fù)電荷B.由E=Fq可知，電場強(qiáng)度E跟放入的電荷C.由E=kqr2D.處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部電場為零是外加電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果10.電場強(qiáng)度E的定義式為E=Fq①此式只適用于點電荷產(chǎn)生的電場②式中q是放入電場中的點電荷的電荷量，F(xiàn)是該點電荷在電場中某點受到的電場力，E是該點的電場強(qiáng)度③式中q是產(chǎn)生電場的點電荷的電荷量，F(xiàn)是放在電場中的點電荷受到的電場力，E是電場強(qiáng)度④在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2r2中，可以把kq2r2看作是點電荷A.只有①② B.只有①③ C.只有②④ D.只有③④11.有三個完全相同的金屬小球A、B、C，A帶電荷量為+8Q，B帶電荷量為-2Q，C不帶電，將A、B固定起來，然后讓C球反復(fù)與A、B兩球接觸(次數(shù)足夠多)，最后移去C球，則A、B兩球間的庫侖力大小變?yōu)樵瓉淼?????A.14 B.25 C.1312.如圖所示，直角三角形ABC中∠B=30°，點電荷A，B所帶電荷量分別為QA、QB，測得在C處的某正點電荷所受靜電力方向平行于AB向左，則下列說法正確的是A.A帶正電，QA∶QB=1∶8 B.A帶負(fù)電，QA∶QB13．(多選)用金屬箔做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上．小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上而下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示．對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是A．摩擦使筆套帶電B．筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下部感應(yīng)出異號電荷C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D．筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和14．(多選)如圖所示，等邊三角形ABC的三個頂點處分別固定帶電荷量為+q、-q、-q的三個點電荷，已知三角形的邊長為3L，靜電力常量為k，則該三角形中心OA．大小為2kqL2 B．方向由OC．方向由A指向O D．大小為3二、解答題：15．某物理興趣小組利用圖示裝置來探究影響電荷間的靜電力的因素。圖甲中，A是一個帶正電的物體，系在絕緣絲線上的帶正電的小球會在靜電力的作用下發(fā)生偏離，靜電力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度顯示出來。他們分別進(jìn)行了以下操作。步驟一：把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的、、等位置，比較小球在不同位置所受帶電物體的靜電力的大小。小步驟二：使小球處于同一位置，增大（或減?。┬∏蛩鶐У碾姾闪浚容^小球所受的靜電力的大小。（1）圖甲中實驗采用的方法是______（填正確選項前的字母）。A．等效替代法B．理想實驗法C．控制變量法D．微小量放大法（2）接著該組同學(xué)使小球處于同一位置，增大（或減少）小球A所帶的電荷量，比較小球所受作用力大小的變化。如圖乙，懸掛在P點的不可伸長的絕緣細(xì)線下端有一個帶電量不變的小球B，在兩次實驗中，均緩慢移動另一帶同種電荷的小球A，當(dāng)A球到達(dá)懸點P的正下方并與B在同一水平線上，B處于受力平衡時，懸線偏離豎直方向角度為，若兩次實驗中A的電量分別為和，分別為30°和45°，則為______。16、如圖所示，水平天花板下用兩段絕緣細(xì)線懸掛起一個質(zhì)量為m的帶正電的小球A，細(xì)線與天花板的夾角均為θ=30°，小球正下方距離為l處一絕緣支架上有一個帶相同電荷量的小球B，此時細(xì)線伸直且張力均為12mg。小球始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜電力常量為k，重力加速度為（1）兩小球所帶電荷量；（2）若同時將兩段細(xì)線剪斷，求在剪斷瞬間小球A的加速度大小。17.如圖所示，把質(zhì)量為3g、帶負(fù)電的小球A用絕緣細(xì)繩懸起，將帶電量為2.0×10-6C的帶電小球B靠近A，當(dāng)兩個帶電小球在同一高度相距30cm

(1)A球受到的庫侖力大小和細(xì)繩的拉力大小；

(2)帶電小球A在帶電小球B處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大。18．（2022·全國·高二單元測試）圖所示，水平向右的勻強(qiáng)電場中，一半徑為R、圓心為O的光滑絕緣圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道上a點到O點的高度為，b點為軌道的最低點。質(zhì)量為m、電荷量為q的小球甲恰好靜止在a點，重力加速度大小為g。則（1）畫出小球甲的受力分析圖（圖上用字母標(biāo)出各個力的名稱）；（2）求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小；（3）現(xiàn)將小球甲固定在a點，將另一個質(zhì)量也為m的帶電小球乙放在b點，小球乙恰好靜止且與軌道無作用力，兩小球均視為點電荷，求小球乙的電荷（用題中給出的物理量表示）。參考答案練1、【答案】C【解析】元電荷是一個電子帶的電荷量，不是電子，也不是質(zhì)子，元電荷又稱“基本電量”或“元電荷”，是物理學(xué)的基本常數(shù)之一，常用符號e表示，是一個電子或一個質(zhì)子所帶的電荷量，任何帶電體所帶電荷都是e的整數(shù)倍。故ABD錯誤，C正確。練2【答案】A【詳解】將A、B接觸后再分開，A、B所帶電荷量均為電荷在分配過程中是電子發(fā)生了移動而不是質(zhì)子發(fā)生了移動，所以A球失去了個電子，B球得到了個電子。故選A。練3【答案】C【詳解】A．由“兩同夾異”可知,小球A、C帶同種電荷，小球B與A/C帶異種電荷，A錯誤；B．由“兩大夾小”可知，B項錯誤；CD．三個自由電荷位置如題圖所示，根據(jù)平衡列出方程組，對于A有=對于B有=對于C有=解得AC=ABBC=AB由幾何關(guān)系得AC=AB+BC，則=+將數(shù)據(jù)代入可知C正確，D項錯誤。故選C。練4、【答案】D【解析】對于電場中確定的點，其電場強(qiáng)度的大小和方向由場源電荷決定，與放入的試探電荷的帶電性質(zhì)及電量大小無關(guān)，由可知，所以對于電場中確定的點，放入的電荷不同，其所受電場力的大小和方向不同，故選項ABC錯誤，D正確．練5答案：BD解析：由兩試探電荷受力情況可知，點電荷Q為負(fù)電荷，且放置于A、B兩點之間某位置，故B正確，C錯誤；設(shè)Q與A點之間的距離為l，則點電荷在A點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EA＝eq\f(kQ,l2)＝eq\f(Fa,qa)＝eq\f(4×10－4,1×10－9)N/C＝4×105N/C，同理，點電荷在B點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為EB＝eq\f(kQ,（0.5－l）2)＝eq\f(Fb,qb)＝eq\f(1×10－4,4×10－9)N/C＝0.25×105N/C，解得l＝0.1m，所以點電荷Q的位置坐標(biāo)為xQ＝xA＋l＝0.2m＋0.1m＝0.3m，故A錯誤，D正確．故選BD.練6答案：ABC解析：題圖甲中與點電荷等距的a、b兩點，電場強(qiáng)度大小相等，選項A正確；對題圖乙，根據(jù)電場線的疏密及對稱性可判斷，a、b兩點的電場強(qiáng)度大小相等，選項B正確；題圖丙中兩等量同種點電荷連線的中垂線上與連線等距的a、b兩點，電場強(qiáng)度大小相等，選項C正確；對題圖丁，根據(jù)電場線的疏密可判斷，b點的電場強(qiáng)度大于a點的電場強(qiáng)度，選項D錯誤．故選ABC.練7【答案】AD【詳解】A．由對稱性可知，B、C兩點場強(qiáng)大小和方向都相同，選項A正確；B．A、D兩點場強(qiáng)大小相等，方向相同，選項B錯誤；C．E、O、F三點比較，O點電場線最密集，則場強(qiáng)最強(qiáng)，選項C錯誤；D．B、O、C三點比較，O點電場線最稀疏，則場強(qiáng)最弱，選項D正確。1、【答案】C【詳解】ABD．元電荷指最小的電荷量，故ABD錯誤；C．元電荷e的數(shù)值最早由美國物理學(xué)家密立根用油滴實驗測得，故C正確。故選C。2．C【詳解】A．電場線疏密表示電場強(qiáng)度大小，圖A中，電場中A、B兩點電場強(qiáng)度大小相同，方向不同。電場強(qiáng)度是矢量，A、B兩點電場強(qiáng)度不同。A錯誤；B．電場線疏密表示電場強(qiáng)度大小，圖B中，電場中A、B兩點電場強(qiáng)度大小不相同。B錯誤；C．圖C中，電場中A、B兩點電場強(qiáng)度大小相同，方向相同。C正確；D．電場線疏密表示電場強(qiáng)度大小，圖D中，電場中A、B兩點電場強(qiáng)度大小不相同。電場線上某點的切線方向表示該點的電場強(qiáng)度方向。A、B兩點電場強(qiáng)度方向不同。D錯誤。故選C。3．C【詳解】正電荷釋放后，受到水平向右的電場力，電場力的大小和方向不變，且F=qE根據(jù)牛頓第二定律可知a=則加速度也保持不變，正電荷做勻加速直線運(yùn)動。故選C。4．D【詳解】AB．受力分析可知，P和Q兩小球，不能帶同種電荷，AB錯誤；CD．若P球帶負(fù)電，Q球帶正電，如下圖所示，恰能滿足題意，則C錯誤D正確，故本題選D．5．C【詳解】設(shè)三個小球的電量分別為qA、qB和qCr=以帶電小球A為對象，根據(jù)受力平衡可得tan若將小球B換成質(zhì)量相同的帶電小球C，平衡時，A、C之間的距離為r以帶電小球A為對象，根據(jù)受力平衡可得tan聯(lián)立可得帶電小球B和C的電荷量之比為qC正確，ABD錯誤。故選C。6．C【詳解】要使三個電荷均處于平衡狀態(tài)，必須滿足“兩同夾異”“兩大夾小”“近小遠(yuǎn)大”的原則，所以點電荷C應(yīng)在A左側(cè)，帶負(fù)電。設(shè)C帶電荷量為q，A、C間的距離為x，A、B間距離用r表示，由于處于平衡狀態(tài)，所以k解得x＝0.2m，C正確，ABD錯誤。故選C。7、【答案】B【解析】解：A、電場是客觀的存在，電場線是人為虛擬的，不是客觀存在的線，故A錯誤。B、電場線的切線方向就是電場強(qiáng)度的方向，如果兩條電場線在同一點相交，則有兩個切線方向，而事實上電場中的每一點只有一個方向，故任意兩條電場線都不會相交。故B正確。C、電場線的疏密代表電場的強(qiáng)弱，順著電場線方向，電場線不一定越來越密，場強(qiáng)不一定越來越大，故C錯誤。D、初速度為零的正電荷在電場力作用下可能沿電場線運(yùn)動，如當(dāng)電場線是直線時，正電荷沿電場線方向運(yùn)動，故D錯誤。8、【答案】A【解答】由電場線可知，A點的電場線最密，B點其次，C點最稀疏，EA>

EB9、【答案】D【解答】A.處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，導(dǎo)體內(nèi)部不再有電荷的定向移動，導(dǎo)體的內(nèi)部沒有多余的凈電荷，但是不能說導(dǎo)體內(nèi)部既無正電荷，又無負(fù)電荷.故A錯誤．B.電場強(qiáng)度是由電場本身決定的，是電場的一種性質(zhì)，與試探電荷是否存在無關(guān)，與放入的電荷q所受的電場力無關(guān)，故B錯誤;E=kQr2，并不適用于r接近D..處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，導(dǎo)體內(nèi)部電場為零是外加電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果，D正確。

10、【答案】C【解答】①電場強(qiáng)度的定義式為E=Fq，運(yùn)用比值法定義，適用于任何電場，故①錯誤；②、③在定義式中，q是放入電場中的點電荷的電荷量，不是產(chǎn)生電場的點電荷的電荷量，F(xiàn)是該點電荷在電場中某點受到的電場力，E是該點的電場強(qiáng)度，故②正確，③錯誤；④在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2r2中，可以kq2r2看作是點電荷11、【答案】A【解答】設(shè)兩個球之間的距離為r，根據(jù)庫侖定律可得，在它們相接觸之前，相互間的庫侖力大小F為，F(xiàn)=k8Q?2QC經(jīng)很多次反復(fù)與A、B接觸之后，它們的電荷量先中和，再平分，此時每個球的電荷量為+2Q，所以，此時兩個球之間的相互的排斥力為F'，則F'=k2Q12、【答案】B【解答】在C處的某正點電荷所受靜電力方向平行于AB向左，由庫侖定律可知B對C的作用力為斥力，方向沿BC直線，同理A對C的作用力為引力，方向沿AC直線，故A帶負(fù)電，由平行四邊形定則可知FBC=2FBC=kQLBC解得：QA:13．ABC【詳解】摩擦使筆套帶電，帶電的筆套靠近圓環(huán)的時候，圓環(huán)反生靜電感應(yīng)，上下部分感應(yīng)出等量的異號電荷，吸引過程中，圓環(huán)加速度向上，靜電合力大于圓環(huán)重力；絕緣材料做出的筆套，自由電子