高中物理必修三第九章静电场及其应用必考知识点归纳(带答案)

高中物理必修三第九章静电场及其应用必考知识点归纳
单选题
1、小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。

如图所示，小明使验电器带了负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片（用包装巧克力的锡箔纸制作）几乎闭合了。

关于此问题，他跟学习小组讨论后形成了下列观点，你认为正确的是（）
A．小球上原有的负电荷逐渐消失了
B．在此现象中，正电荷从金属球转移到金属箔中，中和了负电荷
C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D．该现象是由于电子的转移引起的，不再遵循电荷守恒定律
答案：C
带负电的验电器在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷（电子）被潮湿的空气导走了，但电荷在转移的过程中仍然守恒，故C正确，ABD错误。

故选C。

2、电场中有一点P，下列说法正确的是（）
A．若放在P点的电荷的电荷量变为原来的2倍，则P点电场强度变为原来的2倍
B．若P点没有试探电荷，则P点的场强为零
C．P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向
D．P点的场强越小，则同一电荷在P点所受的静电力越小
答案：D
AB．电场强度是电场本身决定的，与放不放试探电荷，所放试探电荷的电性、电量无关，故AB错误；C．正电荷所受电场力的方向与场强方向相同，负电荷所受电场力的方向与场强方向相反，故C错误；
D．由公式
F=qE
可知P点的场强越小，则同一电荷在P点受到的静电力越小，故D正确。

故选D。

3、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（）
A．x1处电场强度最小，但不为零
B．粒子在0～x2段做匀变速运动，在x2～x3段做匀速运动
C．在0、x1、x2、x3处的电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ3>φ2=φ0>φ1
D．x2～x3段的电场强度大小、方向均不变
答案：D
A．根据
ΔEp=qΔφ
E=Δφ
Δx
可得
ΔEp=qEΔx
由数学知识可知Ep -x图像切线的斜率表示qE，x1处切线斜率为零，则x1处电场强度为零，故A错误；BD．由图像可看出，0～x1段图像切线的斜率绝对值不断减小，则电场强度减小，粒子所受的电场力减小，加速度减小，做非匀变速运动，x1～x2段图像切线的斜率不断增大，则电场强度增大，粒子所受的电场力增大，做非匀变速运动，x2～x3段图像切线的斜率不变，则电场强度不变，即电场强度大小和方向均不变，粒子所受的电场力不变，做匀变速运动，故B错误，D正确；
C．根据Ep=qφ，粒子带负电，q<0，电势能越大，则粒子所在处的电势越低，所以
φ1>φ2=φ0>φ3
故C错误。

故选D。

4、如图所示是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。

将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。

在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是（）
A．粉尘由于吸附作用而带上正电荷
B．粉尘由于吸附了电子而带上负电荷
C．带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁
D．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场
答案：A
AB．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，粉尘向正极运动，可知粉尘吸附电子后带负电．故A错误，B正确；
C．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向正极运动，可知粉尘是在静电力作用下飞向筒壁．故C 正确；
D．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，因此筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场．故D正确．
此题选择不正确的选项，故选A。

5、如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。

若
图中A点的电场强度为0，则带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度正确的是（）
A．大小为k q
4d2，方向向右B．大小为k q
9d2
，方向向左
C．大小为k q
4d2，方向向左D．大小为k q
9d2
，方向向右
答案：B
图中A点的电场强度为0，则带电薄板在A点的场强与点电荷q在A点的场强等大反向，则带电薄板在A点的场强大小
E1=
kq
(3d)2
=
kq
9d2
方向向右，由对称性可知，带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度
E2=kq 9d2
方向向左。

故选B。

6、关于电场线，下列说法正确的是（）
A．在同一幅电场分布图中电场越强的地方，电场线越密
B．两条电场线在电场中可以相交
C．电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹
D．电场线方向一定是带电粒子在电场中受力的方向
答案：A
A．根据电场线特点可知，同一幅电场分布图中电场越强的地方，电场线越密，故A正确；
B．电场线的切线方向就是电场的方向，如果两条电场线相交于一点，则有两个切线方向，而电场中的每一点都只有一个方向，故任意两条电场线是不会相交的，故B错误；
C．电场线不一定与带电粒子的轨迹重合，只有电场线是直线，带电粒子的初速度为零或带电粒子初速度方向与电场线在同一直线上时电场线才与带电粒子的运动轨迹重合，故C错误；
D．电场线的方向是正电荷所受电场力的方向，与负电荷所受电场力的方向相反，故D错误。

故选A。

7、如图是教材中的二个实验装置，这二个实验蕴含的物理思想方法中共同的方法是（）
A．极限的思想方法B．放大的思想方法
C．控制变量的方法D．猜想的思想方法
答案：B
两个实验都是将微小量进行放大，即应用了放大的思想方法。

故选B。

8、如图所示的实线为某静电场的电场线，虚线是仅在电场力作用下某带负电粒子的运动轨迹，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．该电场可能是正点电荷产生的
B．由图可知，同一电场的电场线在空间是可以相交的
C．将该粒子在C点由静止释放，它可能一直沿电场线运动
D．该粒子在A点的速度一定大于在D点的速度
答案：D
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．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B错误；
C．电场中的带电粒子受力的方向沿电场线的切线方向，由于C点所在电场线为曲线，所以将该粒子在C点由
静止释放，它一定不能沿电场线运动，故C错误；
D．由于做曲线运动的物体受力的方向指向曲线的内侧，该粒子带负电，可知场强方向应是从B到C，A点的
电势高于D点的电势，故从A到D电场力对粒子做负功，粒子的动能减少，则粒子在A点的速度较大，故D
正确。

故选D。

多选题
9、如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B，取电棒C为带绝缘
柄的导体棒，下列操作能使验电器箔片张开的是（）
A．将取电棒C先跟B的内壁接触一下再跟验电器A接触
B．将取电棒C先跟B的外壁接触一下再跟验电器A接触
C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再将取电棒C与B的内壁接触
D．使验电器A的金属球靠近B
答案：BCD
A．净电荷只分布在外表面上，B的内壁无电荷，将取电棒C先跟B的内壁接触一下，C不带电，再跟验电器
A接触，箔片不张开，A错误；
B．B的外壁带正电，将取电棒C先跟B的外壁接触一下，C带正电，再跟验电器A接触，箔片张开，B正确；
C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再将取电棒C与B的内壁接触，A、B、C成为一个大导体，A带正电，箔片张开，C正确；
D．使验电器A的金属球靠近B，由于静电感应，电子从箔片移动到金属球，箔片带正电张开，D正确。

故选BCD。

10、如图所示，一带电量为q的金属球，固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为E，当把一电量也是q的点电荷A放在P点时，测得点电荷受到的静电力为f；当把一电量为aq的点电荷B放在P点时，测得作用于这个点电荷的静电力为F，下列说法正确的是（）
A．a比1小得越多，F的数值越接近af
B．a比1小得越多，F的数值越接近aqE
C．将电荷A先与金属球接触，再将其放回P点，则电荷A的电势能一定不变
D．只将电荷B放到P点，稳定后金属球表面的电场线与球面垂直
答案：BD
AB．本题中的场源电荷为金属球体而不是固定的点电荷，在P点未放点电荷时，电荷量均匀分布在球体的外表面，金属球体可以等效成电量集中于球心的点电荷；但是当有电荷放在P时，由于电荷的相互作用，使得金属球上的电荷分布不再均匀，等效的中心偏离球心，放在P点的带电量越大，偏离的越厉害，如果放在P 点的电荷量非常小，也就是a比1小得多，金属球带电等效中心偏离中心就可以忽略不计，在P点激发的场强就约等于E，F的数值接近aqE,故A错误B正确；
C．由于A可以看成点电荷，也就是A的大小相对于金属球来说，可以忽略不计，当A与金属球接触时，由于电荷要分布在金属的外表面，A上的电荷几乎都要转移到金属球上面，当A分离时，A上电荷量近似为零，故重新放回P点时，电势能也接近零，一定发生了改变，故C错误；
D．在P点放电荷B，稳定后，金属球任然是一个等势体，电场线在金属球的表面就要与金属球的表面垂直，故D正确。

故选BD。

11、关于摩擦起电现象，下列说法正确的是（）
A．摩擦起电现象使本来没有电子和质子的物体中产生电子和质子
B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，同时带上等量异种电荷
C．摩擦起电，可能是因为摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电
答案：BD
A．摩擦起电现象使电子从一个物体转移到了另一个物体，并没有产生电子和质子，A错误；
B．两种不同材料的绝缘体互相摩擦后，根据电荷守恒定律可知，同时带上等量异种电荷，B正确；
C．摩擦起电，是因为摩擦导致电子从一个物体转移到了另一个物体而形成的，C错误；
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显正电，D正确。

故选BD。

12、如图所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q 的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（）
A．小物块所受电场力逐渐减小
B．小物块具有的电势能逐渐减小
C．M点的电势一定高于N点的电势
D．小物块电势能减少量一定等于克服摩擦力做的功
答案：ABD
知小物块所受的电场力逐渐减A．小物块在向右运动的过程中，距离点电荷Q越来越远，由库仑定律F=k Qq
r2
小，故A正确；
B．在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，可知小物块所受电场力向右，从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，故B正确；
C．由于Q的电性未知，无法确定电场的方向，则无法比较M、N的电势高低，故C错误；
D．根据功能关系得知，物块的电势能减小转化为摩擦产生的内能，则有小物块电势能变化量的大小等于克服
摩擦力做的功，故D正确。

故选ABD。

13、如图所示，真空环境中，两个等量同种正电荷分别固定在A、C两点。

已知ABCD为菱形，菱形的对角线
相交于O点，不计电子的重力，则（）
A．U OB=U OD
B．B、D两处场强相同
C．若在B点静止释放一电子，电子在B、D间往复运动，加速度一定先减小后增大
D．若在B点给电子一方向垂直纸面大小合适的速度，电子可能绕O点做匀速圆周运动
答案：AD
AB．在等量同种电荷连线的中垂线上，根据对称性可知B、D两点的电场强度大小相同，方向相反，电势相同，故A正确，B错误；
C．因OB，OD距离未知，无法判断从O到B（O到D）电场强度是一直增大，还是先增大后减小，故无法判断
电子的加速度的变化情况，C错误；
D．在垂直纸面且经过BD两点的圆上，所有点的电势相等，并且电子受到的电场力指向O点，与速度方向垂直，电子可能绕O点做匀速圆周运动，D正确。

故选AD。

填空题
14、如图所示，在一水平向右匀强电场中，有两质量均为m、带等量异号电荷的小球M和N，通过两根长度
均为L的绝缘轻绳悬挂在电场中O点，平衡后两轻绳与竖直方向的夹角均为θ=45°。

若仅将两小球的电荷量
同时变为原来的2倍，两小球仍能平衡在原位置。

已知静电力常量为k，重力加速度大小为g，则球M带
______电荷（填“正”或“负”），其原来带电量大小为______。

答案：负L√mg
k
[1]对小球M受力分析如图
小球M受电场力水平向左，与电场线方向相反，故小球M带负电。

[2]由几何关系，小球M和N之间距离为√2L，当两球带电量都为q时，由平衡条件：
mgtan45o=qE−2
(√2L)2
(1)
当两球带电量都为2q时，由平衡条件：
mgtan45o=2qE−2
(√2L)2
(2)
(1)(2)联立可得：
q=L√mg k
15、已知电子的比荷绝对值大小为1.76×1011，则其电荷量为______，质量为______。

（保留一位小数）答案：−1.6×10−19C9.1×10−31kg
[1]电子所带电荷量为−1.6×10−19C；
[2]依题意，有
|q
m
|=1.76×1011
可求得
m≈9.1×10−31kg
16、真空中有A、B两个正电荷，A带电量q A=3×10-8C，A对B的作用力大小为3×10-3N，则B产生的电场在A 处的场强为___________N/C，若A、B相距0.6m，B带电量q B=___________C。

答案： 1×105 4×10-6
[1]根据电场强度的定义有
E=F q A
代入数据解得
E=3×10−3
3×10−8
N/C=1×105N/C
[2]根据库仑定律有
F=k q A q B r2
解得
q B=Fr2
kq A
=
3×10−3×0.62
9×109×3×10−8
C=4×10−6C
解答题
17、带电棒吸引干燥软木屑，木屑接触棒以后，往往又剧烈地跳离此棒。

试解释之。

答案：见解析
带电棒吸引干燥软木屑，原因是带电体可以吸引轻小物体；木屑接触棒以后，由于接触起电，使两者带同种电荷，同种电荷互相排斥，所以又剧烈地跳离此棒。

18、如图所示，分别在A、B两点放置点电荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C。

在AB的垂直平分线上有一点C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m。

如果有一电子静止放在C点处，则它所受的库仑力的大小和方向如何？
答案：F=8.0×10−21N；方向平行于AB连线向左。

电子带负电荷，在C点同时受A、B两点电荷的静电力F A、F B，如图所示
由库仑定律得
F A=k|Q1e| r2
代入数据解得：
F A=8.0×10−21N
同理可得：
F B=8.0×10−21N
由矢量的平行四边形定则和几何知识得静止放在C点的电子受到的静电力大小为
F=F A=F B=8.0×10−21N
方向平行于AB连线向左。