（2019人教版必修第三冊(cè)）高二物理精講精練 第九章 靜電場(chǎng)及其運(yùn)用總結(jié)提升 (原卷版+解析)

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第九章 靜電場(chǎng)及其運(yùn)用 內(nèi)容1：電荷 一、電荷 1．兩種電荷：自然界只存在兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷。 2．電荷量：電荷的多少，常用Q或q表示，國(guó)際單位制單位是庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱庫(kù)，符號(hào)是C。 3．原子的組成 原子由原子核和核外電子組成，原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成，核外電子帶負(fù)電。通常原子內(nèi)正、負(fù)電荷的數(shù)量相同，故整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為電中性。 4．自由電子和離子 金屬中原子的最外層電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動(dòng)，這種電子叫作自由電子，失去自由電子的原子便成為帶正電的離子。 5．摩擦起電 兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。 二、靜電感應(yīng) 1．靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷的現(xiàn)象。 2．感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。 三、電荷守恒定律的兩種表述 1．電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。 2．一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。 四、元電荷 1．定義：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，這個(gè)最小的電荷量叫作元電荷，用符號(hào)e表示。 2．所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。 3．元電荷的大?。篹＝1.602 176 634×10－19 C在計(jì)算中通常取e＝1.60×10－19_C。 4．電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比。其值eq \f(e,me)＝1.76×1011 C/kg。 知識(shí)演練 1．下列關(guān)于電荷的說法正確的是（　?。?A．摩擦起電的過程，是靠摩擦產(chǎn)生了電荷 B．物體所帶的電荷量可以是任意值 C．點(diǎn)電荷是一種理想化模型，實(shí)際不存在 D．只有很小的球形帶電體才叫做點(diǎn)電荷 2．用帶負(fù)電的物體接觸驗(yàn)電器的金屬球，使驗(yàn)電器的兩箔片張開。此時(shí)兩箔片的帶電情況是（　?。?A．均帶正電 B．均帶負(fù)電 C．均不帶電 D．帶等量異種電荷 3．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（　　） A． B． C． D． 4．和是原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后帶的正電荷。下列判斷中正確的是（　　） A．在摩擦前和的內(nèi)部沒有任何電荷 B．摩擦的過程中電子從轉(zhuǎn)移到了 C．在摩擦后一定帶的負(fù)電荷 D．在摩擦過程中失去了個(gè)電子 5．導(dǎo)體A帶電荷量為8q，另一完全相同的導(dǎo)體B帶電荷量為－2q，讓第三個(gè)完全相同的不帶電的導(dǎo)體C先后與A、B導(dǎo)體接觸一會(huì)兒后分開，則導(dǎo)體B帶的電荷量為（　?。?A．-q B．q C．2q D．4q 6．關(guān)于元電荷，下列說法正確的是（　?。?A．元電荷就是電子或者質(zhì)子 B．元電荷是指的電荷量 C．電荷量很小的電荷就是元電荷 D．所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 7．（多選）如圖所示，有一帶正電荷的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B時(shí)，驗(yàn)電器金屬箔張角減小，則金屬球A（　?。? A．可能不帶電 B．可能帶負(fù)電 C．可能帶正電 D．一定帶負(fù)電 8．有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C，其中小球A帶有3×10﹣3C的正電荷，小球B帶有﹣2×10﹣3C的負(fù)電荷，小球C不帶電．先將小球C與小球A接觸后分開，再將小球B與小球C接觸然后分開，試求這時(shí)三球的帶電荷量分別為多少？ 內(nèi)容2：庫(kù)侖定律 一、電荷之間的作用力 1．實(shí)驗(yàn)探究 （1）帶電小球由于受到帶電體對(duì)其的作用力而使絲線偏離豎直方向θ角。 （2）在電荷量不變的情況下，小球離帶電體越近，角度θ越大，離帶電體越遠(yuǎn)，角度θ越小。 （3）在距離不變的情況下，帶電體電荷量越大，角度θ越大，電荷量越小，角度θ越小。 （4）結(jié)論：影響兩電荷之間相互作用力的因素：距離、電荷量。電荷間的相互作用力隨帶電體間距離的減小而增大，隨帶電體所帶電荷量的增加而增大。 2．庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 3．靜電力：電荷之間的相互作用力，也叫庫(kù)侖力。 4．點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體可以看作帶電的點(diǎn)。點(diǎn)電荷是一種理想化模型。 二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)裝置 　 2．實(shí)驗(yàn)步驟 （1）改變A和C之間的距離，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與距離r的關(guān)系。 （2）改變A和C的帶電荷量，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與帶電荷量q之間的關(guān)系。 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論 （1）力F與距離r的二次方成反比，F(xiàn)∝eq \f(1,r2)。 （2）力F與電荷量q1和q2的乘積成正比，F(xiàn)∝q1q2。 4．庫(kù)侖定律表達(dá)式：F＝keq \f(q1q2,r2)，其中靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2。 三、靜電力計(jì)算 1．兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而改變。 2．兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。 知識(shí)演練 1．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的描述，正確的是（　　） A．點(diǎn)電荷是球形的帶電體 B．點(diǎn)電荷是質(zhì)量很小的帶電體 C．點(diǎn)電荷是理想模型 D．點(diǎn)電荷是帶電量很小的帶電體 2．真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，若保持它們之間的距離不變，而把它們的電荷量都變變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩電荷間的庫(kù)侖力將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮ā　。?A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍 3．下面說法正確的是（　　） A．元電荷就是質(zhì)子 B．帶電體所帶的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍 C．只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷 D．在摩擦起電的過程中創(chuàng)造出了新的電荷 4．如圖，A、B為兩個(gè)帶電小球，兩球質(zhì)量均為m，A球固定在絕緣桿的上端，B球通過一絕緣細(xì)繩連接在天花板上．A的帶電量為Q，B的帶電量為q，Q>q，靜止時(shí)，兩小球在同一水平線，細(xì)繩與豎直方向夾角為θ．已知重力加速度為g，則（ ） A．若A球靠近B球，細(xì)繩對(duì)B球的拉力變大 B．B球所受的庫(kù)侖力比A球所受的庫(kù)侖力大 C．B球受到的庫(kù)侖力大小為 D．兩球帶異種電荷 5．如圖所示，是等邊三角形，在A點(diǎn)固定放置電荷量為的正點(diǎn)電荷，在C點(diǎn)固定放置一個(gè)試探電荷，試探電荷受到的靜電力大小為F，再在B點(diǎn)固定放置電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷時(shí)，試探電荷受到的靜電力大小為（　?。?。 A．0 B．F C． D． 6．（多選）如圖所示，放在水平地面上的光滑絕緣圓筒內(nèi)有兩個(gè)帶正電小球A，B，A位于筒底靠在左側(cè)壁處，B在右側(cè)筒壁上受到A的斥力作用處于靜止。若筒壁豎直，A的電量保持不變，B由于漏電而下降少許后重新平衡，下列說法中正確的是（　?。? A．小球A對(duì)筒底的壓力不變 B．小球A，B間的庫(kù)侖力不變 C．小球A，B間的庫(kù)侖力變小 D．小球B對(duì)筒壁的壓力變大 7．如圖所示，一質(zhì)量m=2×10-4kg，電荷量q=+3×10-9C的帶電小球A用長(zhǎng)為10cm的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，另一帶電量未知的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上（A、B均可視為點(diǎn)電荷）。當(dāng)小球A平衡時(shí)，恰好與B處在同一水平線上，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=37°。已知重力加速度g=10m/s2，靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2，求： （1）小球A受到的靜電力大小； （2）小球A所在位置的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向； （3）小球B的電荷量。 內(nèi)容3：電場(chǎng)　電場(chǎng)強(qiáng)度 一、電場(chǎng) 1．電場(chǎng)的產(chǎn)生：電荷在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。 2．基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。 3．電荷間的相互作用： 電荷之間是通過電場(chǎng)發(fā)生相互作用的。 4．靜電場(chǎng)：靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 1．試探電荷：為研究源電荷電場(chǎng)的性質(zhì)而引入的電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷。 2．場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷。 3．電場(chǎng)強(qiáng)度 （1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值。 （2）定義式：E＝eq \f(F,q)。 （3）單位：牛/庫(kù)(N/C)。 （4）方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。 （5）物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無關(guān)。 三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)　電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 1．點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 如圖所示，場(chǎng)源電荷Q與試探電荷q相距為r，則它們之間的庫(kù)侖力F＝keq \f(Qq,r2)＝qkeq \f(Q,r2)，所以電荷q處的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq \f(F,q)＝keq \f(Q,r2)。 （1）公式：E＝keq \f(Q,r2)。 （2）方向：若Q為正電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿Q和該點(diǎn)的連線背離Q；若Q為負(fù)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向Q。 2．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 （1）電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。這種關(guān)系叫作電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。 例如，圖中P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于電荷＋Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1與電荷－Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的矢量和。 （2）如圖所示，一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，即E＝keq \f(Q,r2)，式中的r是球心到該點(diǎn)的距離(r＞R)，Q為整個(gè)球體所帶的電荷量。 四、電場(chǎng)線 1．定義：電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。 2．特點(diǎn)： （1）電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合曲線。 （2）同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交，這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向具有唯一性。 （3）在同一幅圖中，電場(chǎng)線的疏密反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。 （4）電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線。 五、勻強(qiáng)電場(chǎng) 1．定義：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同的電場(chǎng)。 2．電場(chǎng)線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線可以用間隔相等的平行線來表示。 3．實(shí)例：兩塊等大、靠近、正對(duì)的平行金屬板，帶等量異種電荷時(shí)，它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。 知識(shí)演練 1．關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)的說法正確的是（　?。?A．公式適用于任何電場(chǎng) B．公式中的Q是放入電場(chǎng)中試探電荷的電量 C．在一個(gè)以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)都相同 D．空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與放在該處的試探電荷所受的電場(chǎng)力F成正比，與試探電荷的電荷量q成反比 2．在如圖所示的電場(chǎng)中，各點(diǎn)電荷帶電量大小都是Q，甲圖中的A，B為對(duì)稱點(diǎn)，乙、丙兩圖的點(diǎn)電荷間距都為L(zhǎng)，虛線是兩側(cè)點(diǎn)電荷的中垂線，兩點(diǎn)電荷連線上的O、C和O、D間距也是L，正確的是（　?。? A．圖甲中A，B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，圖乙等于圖丙 C．從O點(diǎn)沿虛線向上的電場(chǎng)強(qiáng)度，乙圖變大，丙圖變小 D．圖乙、丙的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，C點(diǎn)大于D點(diǎn) 3．如圖所示，真空中有兩個(gè)固定點(diǎn)電荷、，所帶電荷量分別為和。、間的距離為，已知靜電力常量為，則、中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋ā　。? A．，由指向 B．，由指向 C．，由指向 D．，由指向 4．A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度﹣時(shí)間圖象如圖所示．則這一電場(chǎng)可能是下圖中的（　 ） A． B． C． D． 5．如圖所示，、為兩個(gè)固定的等量同種正電荷，在其連線的中垂線上的點(diǎn)由靜止釋放一帶負(fù)電的粒子（重力不計(jì)），則該粒子（　　） A．從到，場(chǎng)強(qiáng)一直減小 B．從到，加速度可能先減后增 C．從到，加速度可能先增再減 D．從到，場(chǎng)強(qiáng)可能先減小后增大 6．（多選）在靜電場(chǎng)中，對(duì)電場(chǎng)線的理解正確的是（　　） A．電場(chǎng)線是真實(shí)存在的一簇曲線 B．電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷 C．電場(chǎng)線一定不相交也不能平行 D．在同一幅電場(chǎng)線分布圖中電場(chǎng)越弱的地方，電場(chǎng)線越稀疏 7．（多選）如圖是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布情況，下列說法中正確的是（　?。? A．這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng) B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C．A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同 D．正電荷在B處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向 8．如圖所示，O是等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上關(guān)于O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D在兩電荷連線上，也關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。則（　?。? A．B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反 B．A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同 C．B、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大 D．E、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大 內(nèi)容4：靜電的防止與利用 一、靜電平衡 1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體的兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象。 2．靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)。 3．導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度特點(diǎn)：內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0。 二、尖端放電 1．電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)強(qiáng)度很大，空氣中的帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)，從而使空氣分子被撞“散”而使空氣分子中的正、負(fù)電荷分離的現(xiàn)象。 2．尖端放電：導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。 3．尖端放電的應(yīng)用與防止 （1）應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。 （2）防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑，減少電能的損失。 三、靜電屏蔽 1．靜電屏蔽：靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)處處為零，外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生影響。 2．靜電屏蔽的應(yīng)用 （1）把電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里。 （2）野外三條輸電線上方架設(shè)兩條導(dǎo)線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。 四、靜電吸附 1．靜電除塵：設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極被收集起來。 2．靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。 3．靜電復(fù)印的工作過程 （1）充電：通過電源使有機(jī)光導(dǎo)體鼓帶上正電。 （2）曝光：利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上字跡的像成在有機(jī)光導(dǎo)體鼓上，有字跡的地方保留正電荷。 （3）顯影：帶負(fù)電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。 （4）轉(zhuǎn)?。簬д姷霓D(zhuǎn)印電極使白紙帶上正電，帶正電的白紙與有機(jī)光導(dǎo)體鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸附在白紙上。 （5）放電：使有機(jī)光導(dǎo)體放電，除去表面的殘余電荷。 知識(shí)演練 1．以下幾個(gè)生活中的物理現(xiàn)象，涉及的物理原理與其他三個(gè)不同的是（　?。?A．夜間高壓線周圍有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層綠色光暈 B．優(yōu)質(zhì)的話筒線在信號(hào)傳輸線外又多包了一層金屬網(wǎng) C．超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服包含金屬絲織物 D．精密的電子儀器放在封閉的金屬殼里就不受外界電場(chǎng)的影響 2．如圖所示，A是帶正電的球，B為不帶電的導(dǎo)體，A、B均放在絕緣支架上，M、N是導(dǎo)體B中的兩點(diǎn)，以無限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后，說法正確的是（　　） A．M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小的關(guān)系為EM>EN B．M端感應(yīng)出負(fù)電荷，N端感應(yīng)出正電荷，所以M、N兩點(diǎn)電勢(shì)高低的關(guān)系為 C．若用導(dǎo)線將M、N兩端連起來，將發(fā)生電荷中和現(xiàn)象 D．感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為 3．如圖所示，用絕緣柱支持的不帶電的枕形導(dǎo)體A放置在水平桌面上，手握絕緣棒把帶正電荷的帶電體B移近導(dǎo)體A左側(cè)后靜止放置。關(guān)于導(dǎo)體A內(nèi)部某點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（ ） A．大小不為零，方向向右 B．大小不為零，方向向左 C．大小為零 D．無法判斷 4．疫情以來，我們上學(xué)每天戴口罩?？谡种虚g層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布，它能阻隔幾微米的病毒，這種靜電的阻隔作用屬于（　?。? A．靜電屏蔽 B．尖端放電 C．靜電感應(yīng)和靜電屏蔽 D．靜電感應(yīng)和靜電吸附 5．如圖所示，放在絕緣臺(tái)上的金屬罩B內(nèi)放有一個(gè)不帶電的驗(yàn)電器C，如把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B，則（　　） A．金屬罩B內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)不為零 B．在B的右側(cè)內(nèi)表面帶正電荷 C．若將B接地，驗(yàn)電器的金屬箔片將張開 D．B和C電勢(shì)處處相等 6．如圖所示，A、B為兩個(gè)驗(yàn)電器，其中驗(yàn)電器A不帶電，驗(yàn)電器B的上面是一個(gè)幾乎封閉的金屬圓筒C，并且B的金屬箔片是張開的，現(xiàn)手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球D，使D接觸C的內(nèi)壁，再移出與A的金屬小球接觸，無論操作多少次，都不能使A帶電，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了（　　） A．C不帶電 B．C的內(nèi)部不帶電 C．C的內(nèi)部電勢(shì)為零 D．C的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零 第二部分 專題講解 專題1： 庫(kù)侖力與庫(kù)侖力作用下的平衡問題 1.庫(kù)侖定律：F＝eq \f(kq1q2,r2)。適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷。當(dāng)r→0時(shí)，公式不再適用。 2．庫(kù)侖力作用下的平衡問題 (1)特點(diǎn)：F合＝0。 (2)分析方法： ①同一直線上三個(gè)自由電荷的平衡： a．平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置。 b．平衡的規(guī)律： ②不共線力作用下的平衡： 用共點(diǎn)力平衡的知識(shí)分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。 【例1】　如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(　　) A．eq \f(\r(3)kq,3l2)　　　 B．eq \f(\r(3)kq,l2)　　　 C．eq \f(3kq,l2)　　　 D．eq \f(2\r(3)kq,l2) 【技巧與方法】 分析庫(kù)侖力作用下的平衡問題時(shí)，要先受力分析，再利用平衡條件列方程求解，與力學(xué)部分的唯一區(qū) 別是多考慮庫(kù)侖力的作用 專題2：電場(chǎng)強(qiáng)度及其疊加 1.場(chǎng)強(qiáng)的公式 E＝eq \f(F,q)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(適用于任何電場(chǎng),q為試探電荷的電荷量)) E＝eq \f(kQ,r2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),Q為場(chǎng)源電荷的電荷量)) 2．電場(chǎng)的疊加 （1）電場(chǎng)疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。 （2）運(yùn)算法則：平行四邊形定則。 （3）注意事項(xiàng)： ①弄清場(chǎng)源電荷是正電荷還是負(fù)電荷。 ②弄清求哪一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，各場(chǎng)源電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。 ③明確場(chǎng)強(qiáng)是矢量，矢量的合成滿足平行四邊形定則。 【例2】　如圖所示，一個(gè)絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的eq \f(1,4)均勻帶電且電荷量為＋q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電＋2q，而另一半圓ADC均勻帶電－2q，則圓心O處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?　　) A．2eq \r(2)E，方向由O指向D B．4E，方向由O指向D C．2eq \r(2)E，方向由O指向B D．0 【技巧與方法】 1 場(chǎng)源電荷不是點(diǎn)電荷時(shí)不能應(yīng)用E＝eq \f(kQ,r2)直接求電場(chǎng)強(qiáng)度 2 電場(chǎng)強(qiáng)度疊加時(shí)要先確定各分電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向 專題3：電場(chǎng)線及其應(yīng)用 1.電場(chǎng)線的應(yīng)用 (1)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)線越疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越小。 (2)判斷電場(chǎng)力的方向： 電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向。正電荷所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。 2．電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡 (1)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一般不重合。若電荷只受電場(chǎng)力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者重合： ①電場(chǎng)線是直線。 ②電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場(chǎng)線方向平行。 (2)由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子運(yùn)動(dòng)情況： ①粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場(chǎng)線相切。 ②由電場(chǎng)線的疏密判斷加速度大小。 ③由電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷粒子動(dòng)能的變化。 【例3】　(多選)圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) A．粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力 B．粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度 C．粒子在M點(diǎn)的速度小于在N點(diǎn)的速度 D．粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)做的是變加速運(yùn)動(dòng) 【技巧與方法】 可根據(jù)電場(chǎng)線分布的疏密程度判斷粒子電場(chǎng)力和加速度的變化情況，根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù)，判斷速度 變化情況，如電場(chǎng)線方向已知，也可判斷粒子的帶電性。 第九章 靜電場(chǎng)及其運(yùn)用 內(nèi)容1：電荷 一、電荷 1．兩種電荷：自然界只存在兩種電荷，正電荷和負(fù)電荷。 2．電荷量：電荷的多少，常用Q或q表示，國(guó)際單位制單位是庫(kù)侖，簡(jiǎn)稱庫(kù)，符號(hào)是C。 3．原子的組成 原子由原子核和核外電子組成，原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成，核外電子帶負(fù)電。通常原子內(nèi)正、負(fù)電荷的數(shù)量相同，故整個(gè)原子對(duì)外界表現(xiàn)為電中性。 4．自由電子和離子 金屬中原子的最外層電子往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由運(yùn)動(dòng)，這種電子叫作自由電子，失去自由電子的原子便成為帶正電的離子。 5．摩擦起電 兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，原來呈電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。 二、靜電感應(yīng) 1．靜電感應(yīng)：當(dāng)一個(gè)帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，由于電荷間相互吸引或排斥，導(dǎo)體中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離帶電體，使導(dǎo)體靠近帶電體的一端帶異種電荷，遠(yuǎn)離帶電體的一端帶同種電荷的現(xiàn)象。 2．感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。 三、電荷守恒定律的兩種表述 1．電荷既不會(huì)創(chuàng)生，也不會(huì)消滅，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的總量保持不變。 2．一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。 四、元電荷 1．定義：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的最小電荷量就是電子所帶的電荷量，這個(gè)最小的電荷量叫作元電荷，用符號(hào)e表示。 2．所有帶電體的電荷量都是e的整數(shù)倍，電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。 3．元電荷的大?。篹＝1.602 176 634×10－19 C在計(jì)算中通常取e＝1.60×10－19_C。 4．電子的比荷：電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比。其值eq \f(e,me)＝1.76×1011 C/kg。 知識(shí)演練 1．下列關(guān)于電荷的說法正確的是（　?。?A．摩擦起電的過程，是靠摩擦產(chǎn)生了電荷 B．物體所帶的電荷量可以是任意值 C．點(diǎn)電荷是一種理想化模型，實(shí)際不存在 D．只有很小的球形帶電體才叫做點(diǎn)電荷 【答案】 C 【解析】 A．摩擦起電是電子轉(zhuǎn)移，摩擦起電過程，是一個(gè)物體失去電子另外一個(gè)物體得到電子的過程，故A錯(cuò)誤； B．物體所帶電量均是元電荷的整數(shù)倍，所以不可能為任意實(shí)數(shù)，故B錯(cuò)誤； CD．點(diǎn)電荷忽略了帶電體的大小，與質(zhì)點(diǎn)相似，是一種理想化的模型，實(shí)際并不存在，并不是只有很小的球形帶電體才叫做點(diǎn)電荷，故C正確，D錯(cuò)誤。 故選C。 2．用帶負(fù)電的物體接觸驗(yàn)電器的金屬球，使驗(yàn)電器的兩箔片張開。此時(shí)兩箔片的帶電情況是（　　） A．均帶正電 B．均帶負(fù)電 C．均不帶電 D．帶等量異種電荷 【答案】 B 【解析】 用帶負(fù)電的物體接觸驗(yàn)電器的金屬球，使驗(yàn)電器的兩箔片張開，屬于起電方式中的接觸帶電，此過程中會(huì)有大量的負(fù)電荷從帶電物體轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器的兩箔片上，所以兩箔片此時(shí)均帶負(fù)電。 故選B。 3．使帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開。下列各圖表示驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況，正確的是（　?。?A． B． C． D． 【答案】 B 【解析】 由靜電感應(yīng)特點(diǎn)可知，近端感應(yīng)出異種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)出同種電荷，故選B。 4．和是原來都不帶電的物體，它們互相摩擦后帶的正電荷。下列判斷中正確的是（　?。?A．在摩擦前和的內(nèi)部沒有任何電荷 B．摩擦的過程中電子從轉(zhuǎn)移到了 C．在摩擦后一定帶的負(fù)電荷 D．在摩擦過程中失去了個(gè)電子 【答案】 C 【解析】 A．摩擦前M和N的內(nèi)部都帶電荷，且正電荷和負(fù)電荷數(shù)目相等，故對(duì)外不顯電性，故A錯(cuò)誤； BC．互相摩擦后M帶1.6×10-19C正電荷，說明失去了負(fù)電荷，故電子從M轉(zhuǎn)移到了N，則N帶1.6×10-19C的負(fù)電荷，故C正確，B錯(cuò)誤； D ．M在摩擦過程中失去 個(gè)電子，故D錯(cuò)誤。 故選C。 5．導(dǎo)體A帶電荷量為8q，另一完全相同的導(dǎo)體B帶電荷量為－2q，讓第三個(gè)完全相同的不帶電的導(dǎo)體C先后與A、B導(dǎo)體接觸一會(huì)兒后分開，則導(dǎo)體B帶的電荷量為（　?。?A．-q B．q C．2q D．4q 【答案】 B 【解析】 導(dǎo)體A帶電荷量為8q，不帶電的導(dǎo)體C與A接觸后帶電量為4q，與帶電荷量為－2q的B導(dǎo)體接觸電荷先中和后平分，因此帶電量為q。 故選B。 6．關(guān)于元電荷，下列說法正確的是（　　） A．元電荷就是電子或者質(zhì)子 B．元電荷是指的電荷量 C．電荷量很小的電荷就是元電荷 D．所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍 【答案】 D 【解析】 元電荷是一個(gè)基本電荷，是最小的電荷單位，所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍，它的大小等于一個(gè)電子或一個(gè)質(zhì)子的帶電量，為，但他不是電子也不是質(zhì)子。 故選D。 7．（多選）如圖所示，有一帶正電荷的驗(yàn)電器，當(dāng)一金屬球A靠近驗(yàn)電器的小球B時(shí)，驗(yàn)電器金屬箔張角減小，則金屬球A（　　） A．可能不帶電 B．可能帶負(fù)電 C．可能帶正電 D．一定帶負(fù)電 【答案】 AB 【解析】 BC．驗(yàn)電器的金箔之所以張開，是因?yàn)樗鼈兌紟в姓姾?，而同種電荷相排斥，張開角度的大小決定于兩金屬箔所帶電荷量的多少。如果A球帶負(fù)電，靠近驗(yàn)電器的B球時(shí)，異種電荷相互吸引，使金屬箔上的正電荷逐漸“上移”，從而使兩金屬箔的張角減小，選項(xiàng)B正確C錯(cuò)誤； AD．如果A球不帶電，在靠近B球時(shí)，發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象使A球上電荷重新分布，靠近B球的端面出現(xiàn)負(fù)的感應(yīng)電荷，而背向B球的端面出現(xiàn)正的感應(yīng)電荷。A球上的感應(yīng)電荷與驗(yàn)電器上的正電荷發(fā)生相互作用，因距離的不同而表現(xiàn)為吸引作用，從而使金屬箔的張角減小，選項(xiàng)A正確D錯(cuò)誤。 故選AB。 8．有三個(gè)相同的絕緣金屬小球A、B、C，其中小球A帶有3×10﹣3C的正電荷，小球B帶有﹣2×10﹣3C的負(fù)電荷，小球C不帶電．先將小球C與小球A接觸后分開，再將小球B與小球C接觸然后分開，試求這時(shí)三球的帶電荷量分別為多少？ 【答案】 最終ABC三小球的帶電量分別是：1.5×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C 【解析】 當(dāng)小球C和A接觸后，A、C球帶電為：Q1=1.5×10﹣3 C， 再讓小球B與小球C接觸，此時(shí)C、B帶電為：Q2=﹣0.25×10﹣3C， 所以最終ABC三小球的帶電量分別是：1.5×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C，﹣0.25×10﹣3C． 內(nèi)容2：庫(kù)侖定律 一、電荷之間的作用力 1．實(shí)驗(yàn)探究 （1）帶電小球由于受到帶電體對(duì)其的作用力而使絲線偏離豎直方向θ角。 （2）在電荷量不變的情況下，小球離帶電體越近，角度θ越大，離帶電體越遠(yuǎn)，角度θ越小。 （3）在距離不變的情況下，帶電體電荷量越大，角度θ越大，電荷量越小，角度θ越小。 （4）結(jié)論：影響兩電荷之間相互作用力的因素：距離、電荷量。電荷間的相互作用力隨帶電體間距離的減小而增大，隨帶電體所帶電荷量的增加而增大。 2．庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 3．靜電力：電荷之間的相互作用力，也叫庫(kù)侖力。 4．點(diǎn)電荷：當(dāng)帶電體之間的距離比它們自身的大小大得多，以至于帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí)，這樣的帶電體可以看作帶電的點(diǎn)。點(diǎn)電荷是一種理想化模型。 二、庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn) 1．實(shí)驗(yàn)裝置 　 2．實(shí)驗(yàn)步驟 （1）改變A和C之間的距離，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與距離r的關(guān)系。 （2）改變A和C的帶電荷量，記錄每次扭絲扭轉(zhuǎn)的角度，便可找出力F與帶電荷量q之間的關(guān)系。 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論 （1）力F與距離r的二次方成反比，F(xiàn)∝eq \f(1,r2)。 （2）力F與電荷量q1和q2的乘積成正比，F(xiàn)∝q1q2。 4．庫(kù)侖定律表達(dá)式：F＝keq \f(q1q2,r2)，其中靜電力常量k＝9.0×109 N·m2/C2。 三、靜電力計(jì)算 1．兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而改變。 2．兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。 知識(shí)演練 1．下列關(guān)于點(diǎn)電荷的描述，正確的是（　?。?A．點(diǎn)電荷是球形的帶電體 B．點(diǎn)電荷是質(zhì)量很小的帶電體 C．點(diǎn)電荷是理想模型 D．點(diǎn)電荷是帶電量很小的帶電體 【答案】 C 【解析】 當(dāng)帶電體的大小、形狀對(duì)所研究的問題沒有影響或影響可以忽略時(shí)可看成點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷具有帶電體的全部質(zhì)量及電荷量，是一種理想化模型，故點(diǎn)電荷沒有大小、形狀，其質(zhì)量、電荷量不一定很小。 故選C。 2．真空中有兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷，若保持它們之間的距離不變，而把它們的電荷量都變變?yōu)樵瓉淼?倍，則兩電荷間的庫(kù)侖力將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮ā　。?A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍 【答案】 B 【解析】 根據(jù)庫(kù)侖定理可得 保持它們之間的距離不變，而把它們的電荷量都變變?yōu)樵瓉淼?倍，則 故選B。 3．下面說法正確的是（　?。?A．元電荷就是質(zhì)子 B．帶電體所帶的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍 C．只有體積很小的帶電體才能看成點(diǎn)電荷 D．在摩擦起電的過程中創(chuàng)造出了新的電荷 【答案】 B 【解析】 A．元電荷是與質(zhì)子的電荷量數(shù)值相等的電荷量，但不是質(zhì)子，故A錯(cuò)誤； B．元電荷是自然界中最小的電量，所以所有帶電體所帶的電荷量一定是元電荷的整數(shù)倍，故B正確； C．電荷的形狀、體積和電荷量對(duì)分析的問題的影響可以忽略時(shí)，就可以看成是點(diǎn)電荷，并不是只有體積很小的帶電體才看成是點(diǎn)電荷，故C錯(cuò)誤； D．在摩擦起電的過程中只是電荷的轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造出了新的電荷，故D錯(cuò)誤。 故選B。 4．如圖，A、B為兩個(gè)帶電小球，兩球質(zhì)量均為m，A球固定在絕緣桿的上端，B球通過一絕緣細(xì)繩連接在天花板上．A的帶電量為Q，B的帶電量為q，Q>q，靜止時(shí)，兩小球在同一水平線，細(xì)繩與豎直方向夾角為θ．已知重力加速度為g，則（ ） A．若A球靠近B球，細(xì)繩對(duì)B球的拉力變大 B．B球所受的庫(kù)侖力比A球所受的庫(kù)侖力大 C．B球受到的庫(kù)侖力大小為 D．兩球帶異種電荷 【答案】 A 【解析】 AC．對(duì)B球進(jìn)行受力分析，受到重力、繩子拉力和庫(kù)侖力，如圖所示 則有 若A球靠近B球，二者之間的庫(kù)侖力增大，細(xì)繩與豎直方向的夾角增大，根據(jù) 可知細(xì)繩對(duì)B球的拉力變大，C錯(cuò)誤A正確； B．A對(duì)B的庫(kù)侖力與B對(duì)A的庫(kù)侖力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等、方向相反，B錯(cuò)誤； D．由于兩個(gè)小球相排斥，所以兩個(gè)小球帶同種電荷，D錯(cuò)誤。 故選A。 5．如圖所示，是等邊三角形，在A點(diǎn)固定放置電荷量為的正點(diǎn)電荷，在C點(diǎn)固定放置一個(gè)試探電荷，試探電荷受到的靜電力大小為F，再在B點(diǎn)固定放置電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷時(shí)，試探電荷受到的靜電力大小為（　?。?。 A．0 B．F C． D． 【答案】 B 【解析】 設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，試探電荷在C受力如圖所示 靜電力的大小為 在B點(diǎn)固定放置電荷量為的負(fù)點(diǎn)電荷時(shí)，靜電力大小為 由幾何 關(guān)系可知，則合成后有 故選B。 6．（多選）如圖所示，放在水平地面上的光滑絕緣圓筒內(nèi)有兩個(gè)帶正電小球A，B，A位于筒底靠在左側(cè)壁處，B在右側(cè)筒壁上受到A的斥力作用處于靜止。若筒壁豎直，A的電量保持不變，B由于漏電而下降少許后重新平衡，下列說法中正確的是（　　） A．小球A對(duì)筒底的壓力不變 B．小球A，B間的庫(kù)侖力不變 C．小球A，B間的庫(kù)侖力變小 D．小球B對(duì)筒壁的壓力變大 【答案】 AD 【解析】 A．以整體為研究對(duì)象可知，筒底對(duì)A球的支持力大小等于A、B兩球的重力，由牛頓第三定律可知A對(duì)筒底的壓力也等于A、B兩球的重力，小球A對(duì)筒底的壓力不變 故選項(xiàng)A正確； BC．小球A、B間的庫(kù)侖力 角變大，變小，庫(kù)侖力F變大 故選項(xiàng)BC錯(cuò)誤； D．隔離B球受力如圖所示，根據(jù)受力平衡有 由于漏電而下降少許重新平衡，角變大，因此筒壁給球B的支持力增大，根據(jù)作用力與反作用力可知B球?qū)ν脖诘膲毫ψ兇?故選項(xiàng)D正確。 故選AD。 7．如圖所示，一質(zhì)量m=2×10-4kg，電荷量q=+3×10-9C的帶電小球A用長(zhǎng)為10cm的輕質(zhì)絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，另一帶電量未知的小球B固定在O點(diǎn)正下方絕緣柱上（A、B均可視為點(diǎn)電荷）。當(dāng)小球A平衡時(shí)，恰好與B處在同一水平線上，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=37°。已知重力加速度g=10m/s2，靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2，求： （1）小球A受到的靜電力大??； （2）小球A所在位置的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向； （3）小球B的電荷量。 【答案】 （1）1.5×10-3N；（2）5×105N/C，方向水平向右；（3）2×10﹣7C 【解析】 （1）小球A受重力、繩子的拉力和B球的斥力，根據(jù)平衡可知，A球受到水平向右的靜電力為 F＝mgtanθ＝1.5×10-3N （2）根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可知 解得電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 E＝5×105N/C 方向水平向右。 （3）根據(jù)庫(kù)侖定律得 F＝ 解得小球B的電荷量為 Q＝2×10-7C 內(nèi)容3：電場(chǎng)　電場(chǎng)強(qiáng)度 一、電場(chǎng) 1．電場(chǎng)的產(chǎn)生：電荷在其周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)。 2．基本性質(zhì)：電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。 3．電荷間的相互作用： 電荷之間是通過電場(chǎng)發(fā)生相互作用的。 4．靜電場(chǎng)：靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)。 二、電場(chǎng)強(qiáng)度 1．試探電荷：為研究源電荷電場(chǎng)的性質(zhì)而引入的電荷量和體積都很小的點(diǎn)電荷。 2．場(chǎng)源電荷：激發(fā)電場(chǎng)的帶電體所帶的電荷。 3．電場(chǎng)強(qiáng)度 （1）定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷所受的靜電力F跟它的電荷量q的比值。 （2）定義式：E＝eq \f(F,q)。 （3）單位：牛/庫(kù)(N/C)。 （4）方向：電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受的靜電力的方向相同。 （5）物理意義：電場(chǎng)強(qiáng)度是描述電場(chǎng)的力的性質(zhì)的物理量，與試探電荷受到的靜電力大小無關(guān)。 三、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)　電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 1．點(diǎn)電荷的電場(chǎng) 如圖所示，場(chǎng)源電荷Q與試探電荷q相距為r，則它們之間的庫(kù)侖力F＝keq \f(Qq,r2)＝qkeq \f(Q,r2)，所以電荷q處的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝eq \f(F,q)＝keq \f(Q,r2)。 （1）公式：E＝keq \f(Q,r2)。 （2）方向：若Q為正電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿Q和該點(diǎn)的連線背離Q；若Q為負(fù)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿Q和該點(diǎn)的連線指向Q。 2．電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加 （1）電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。這種關(guān)系叫作電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加。 例如，圖中P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于電荷＋Q1在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1與電荷－Q2在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的矢量和。 （2）如圖所示，一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同，即E＝keq \f(Q,r2)，式中的r是球心到該點(diǎn)的距離(r＞R)，Q為整個(gè)球體所帶的電荷量。 四、電場(chǎng)線 1．定義：電場(chǎng)線是畫在電場(chǎng)中的一條條有方向的曲線，曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向。 2．特點(diǎn)： （1）電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合曲線。 （2）同一電場(chǎng)的電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不相交，這是因?yàn)樵陔妶?chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向具有唯一性。 （3）在同一幅圖中，電場(chǎng)線的疏密反映了電場(chǎng)強(qiáng)度的相對(duì)大小，電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大。 （4）電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，而是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線。 五、勻強(qiáng)電場(chǎng) 1．定義：電場(chǎng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同的電場(chǎng)。 2．電場(chǎng)線特點(diǎn)：勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線可以用間隔相等的平行線來表示。 3．實(shí)例：兩塊等大、靠近、正對(duì)的平行金屬板，帶等量異種電荷時(shí)，它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。 知識(shí)演練 1．關(guān)于場(chǎng)強(qiáng)的說法正確的是（　?。?A．公式適用于任何電場(chǎng) B．公式中的Q是放入電場(chǎng)中試探電荷的電量 C．在一個(gè)以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)都相同 D．空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E與放在該處的試探電荷所受的電場(chǎng)力F成正比，與試探電荷的電荷量q成反比 【答案】 A 【解析】 A．公式 適用于任何電場(chǎng)，選項(xiàng)A正確； B．公式 中的Q是場(chǎng)源電荷的電量，不是試探電荷的電量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤； C．根據(jù)公式 可知，在一個(gè)以點(diǎn)電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場(chǎng)強(qiáng)大小都相同，但是方向不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； D. 空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E是由電場(chǎng)本身決定的，與放在該處的試探電荷所受的電場(chǎng)力F以及試探電荷的電荷量q都直接的關(guān)系，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 故選A。 2．在如圖所示的電場(chǎng)中，各點(diǎn)電荷帶電量大小都是Q，甲圖中的A，B為對(duì)稱點(diǎn)，乙、丙兩圖的點(diǎn)電荷間距都為L(zhǎng)，虛線是兩側(cè)點(diǎn)電荷的中垂線，兩點(diǎn)電荷連線上的O、C和O、D間距也是L，正確的是（　　） A．圖甲中A，B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同 B．O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，圖乙等于圖丙 C．從O點(diǎn)沿虛線向上的電場(chǎng)強(qiáng)度，乙圖變大，丙圖變小 D．圖乙、丙的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，C點(diǎn)大于D點(diǎn) 【答案】 D 【解析】 A．由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布可知，圖甲中電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同，A錯(cuò)誤； B．由電場(chǎng)的疊加可知，圖乙O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為0，圖丙O點(diǎn)不為0，所以B錯(cuò)誤； C．由電場(chǎng)線的分布及電場(chǎng)的疊加可知，圖乙中O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0，到遠(yuǎn)時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度仍為0，所以從O點(diǎn)沿虛線向上，電場(chǎng)強(qiáng)度先大后?。粓D丙的電場(chǎng)強(qiáng)度從O點(diǎn)到無窮遠(yuǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小，故C錯(cuò)誤； D．由電場(chǎng)的疊加可知，C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是左側(cè)兩點(diǎn)電荷作用之和，D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是左側(cè)兩點(diǎn)電荷作用之差，?C點(diǎn)大于D點(diǎn)，故D正確； 故選D。 3．如圖所示，真空中有兩個(gè)固定點(diǎn)電荷、，所帶電荷量分別為和。、間的距離為，已知靜電力常量為，則、中點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)椋ā　。? A．，由指向 B．，由指向 C．，由指向 D．，由指向 【答案】 D 【解析】 、的距離為，點(diǎn)在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 方向由到；點(diǎn)在點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 方向由到；則點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向由指向，故D正確。 故選D。 4．A、B是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定初速度從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其速度﹣時(shí)間圖象如圖所示．則這一電場(chǎng)可能是下圖中的（　 ） A． B． C． D． 【答案】 A 【解析】 由圖像可知，速度在逐漸減小，圖像的斜率在逐漸增大，故此帶負(fù)電的微粒做加速度越來越大的減速直線運(yùn)動(dòng)，所受電場(chǎng)力越來越大，電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)的大小，帶負(fù)電的微粒受力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。 故選A。 5．如圖所示，、為兩個(gè)固定的等量同種正電荷，在其連線的中垂線上的點(diǎn)由靜止釋放一帶負(fù)電的粒子（重力不計(jì)），則該粒子（　　） A．從到，場(chǎng)強(qiáng)一直減小 B．從到，加速度可能先減后增 C．從到，加速度可能先增再減 D．從到，場(chǎng)強(qiáng)可能先減小后增大 【答案】 C 【解析】 根據(jù)等量同種電荷周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度分布規(guī)律可知，O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，M、N連線的中垂線上距O無窮遠(yuǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度也為零，在中垂線上從O到無窮遠(yuǎn)處之間一定存在一電場(chǎng)強(qiáng)度的最大值，所以從P到O，場(chǎng)強(qiáng)可能一直減小，也可能先增大后減小，則粒子的加速度可能一直減小，也可能先增大后減小，綜上所述可知ABD錯(cuò)誤，C正確。 故選C。 6．（多選）在靜電場(chǎng)中，對(duì)電場(chǎng)線的理解正確的是（　?。?A．電場(chǎng)線是真實(shí)存在的一簇曲線 B．電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷 C．電場(chǎng)線一定不相交也不能平行 D．在同一幅電場(chǎng)線分布圖中電場(chǎng)越弱的地方，電場(chǎng)線越稀疏 【答案】 BD 【解析】 A．電場(chǎng)真實(shí)存在，電場(chǎng)線是人為引入，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； B．電場(chǎng)線從正電荷或無限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，選項(xiàng)B正確； C．電場(chǎng)線一定不相交，但是可以平行，例如勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤； D．電場(chǎng)線可以形象描述電場(chǎng)強(qiáng)弱，電場(chǎng)線密集的地方，電場(chǎng)強(qiáng)，電場(chǎng)線稀疏的地方，電場(chǎng)弱，選項(xiàng)D正確。 故選BD。 7．（多選）如圖是某靜電場(chǎng)的一部分電場(chǎng)線分布情況，下列說法中正確的是（　　） A．這個(gè)電場(chǎng)可能是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng) B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C．A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同 D．正電荷在B處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向 【答案】 BD 【解析】 A．負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線時(shí)從無窮遠(yuǎn)處發(fā)出到負(fù)電荷終止的直線，所以這個(gè)電場(chǎng)不可能是負(fù)電荷的電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤； B．電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，由圖可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故B正確； C．電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿某點(diǎn)的切線方向，由圖可知A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向不同，故C錯(cuò)誤； D．正電荷所受電場(chǎng)力的方向和電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同，則正電荷在B處受到的電場(chǎng)力的方向沿B點(diǎn)切線方向，故D正確。 故選BD。 8．如圖所示，O是等量異種點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，E、F是連線中垂線上關(guān)于O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、C和A、D在兩電荷連線上，也關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。則（　?。? A．B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反 B．A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同 C．B、O、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大 D．E、O、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大 【答案】 BD 【解析】 A．等量異種電荷的電場(chǎng)線分布如圖所示 根據(jù)對(duì)稱性看出，B、C兩處電場(chǎng)線疏密程度相同，則B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，這兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向均由B→C，方向相同，故A錯(cuò)誤； B．根據(jù)對(duì)稱性看出，A、D兩處電場(chǎng)線疏密程度相同，則A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相同，由圖看出，A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，故B正確； C．圖中B、O、C三點(diǎn)比較，BC兩點(diǎn)電場(chǎng)線疏密程度比O點(diǎn)密集，則O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱，故C錯(cuò)誤； D．由圖看出，E、O、F三點(diǎn)中，EF兩點(diǎn)電場(chǎng)線疏密程度比O點(diǎn)稀疏，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)，故D正確。 故選BD。 內(nèi)容4：靜電的防止與利用 一、靜電平衡 1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象：放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體的兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷的現(xiàn)象。 2．靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)。 3．導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度特點(diǎn)：內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0。 二、尖端放電 1．電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)強(qiáng)度很大，空氣中的帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)，從而使空氣分子被撞“散”而使空氣分子中的正、負(fù)電荷分離的現(xiàn)象。 2．尖端放電：導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。 3．尖端放電的應(yīng)用與防止 （1）應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。 （2）防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑，減少電能的損失。 三、靜電屏蔽 1．靜電屏蔽：靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)處處為零，外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生影響。 2．靜電屏蔽的應(yīng)用 （1）把電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里。 （2）野外三條輸電線上方架設(shè)兩條導(dǎo)線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。 四、靜電吸附 1．靜電除塵：設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極被收集起來。 2．靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。 3．靜電復(fù)印的工作過程 （1）充電：通過電源使有機(jī)光導(dǎo)體鼓帶上正電。 （2）曝光：利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上字跡的像成在有機(jī)光導(dǎo)體鼓上，有字跡的地方保留正電荷。 （3）顯影：帶負(fù)電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。 （4）轉(zhuǎn)?。簬д姷霓D(zhuǎn)印電極使白紙帶上正電，帶正電的白紙與有機(jī)光導(dǎo)體鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸附在白紙上。 （5）放電：使有機(jī)光導(dǎo)體放電，除去表面的殘余電荷。 知識(shí)演練 1．以下幾個(gè)生活中的物理現(xiàn)象，涉及的物理原理與其他三個(gè)不同的是（　　） A．夜間高壓線周圍有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層綠色光暈 B．優(yōu)質(zhì)的話筒線在信號(hào)傳輸線外又多包了一層金屬網(wǎng) C．超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服包含金屬絲織物 D．精密的電子儀器放在封閉的金屬殼里就不受外界電場(chǎng)的影響 【答案】 A 【解析】 夜間高壓線周圍有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層綠色光暈，由于電壓高，是一種微弱的尖端放電現(xiàn)象；優(yōu)質(zhì)的話筒線在信號(hào)傳輸線外又多包了一層金屬網(wǎng)；超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服包含金屬絲織物；精密的電子儀器放在封閉的金屬殼里就不受外界電場(chǎng)的影響；均是屬于靜電屏蔽作用。所以A選項(xiàng)涉及的物理原理與其他三個(gè)不同。 故選A。 2．如圖所示，A是帶正電的球，B為不帶電的導(dǎo)體，A、B均放在絕緣支架上，M、N是導(dǎo)體B中的兩點(diǎn)，以無限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后，說法正確的是（　?。? A．M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小的關(guān)系為EM>EN B．M端感應(yīng)出負(fù)電荷，N端感應(yīng)出正電荷，所以M、N兩點(diǎn)電勢(shì)高低的關(guān)系為 C．若用導(dǎo)線將M、N兩端連起來，將發(fā)生電荷中和現(xiàn)象 D．感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為 【答案】 D 【解析】 AD．M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為導(dǎo)體球與B上感應(yīng)電荷在這兩處的場(chǎng)強(qiáng)之和，處于靜電平衡的導(dǎo)體，合場(chǎng)強(qiáng)的大小為處處為零，即有 而帶電球A在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不同，故B上感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度不相等，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式 可知，離A越遠(yuǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度越小，則感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度 故A錯(cuò)誤，D正確； BC．處于靜電平衡的導(dǎo)體，其整體是等勢(shì)體，所以 若用導(dǎo)線將M、N兩端連起來，沒有電荷移動(dòng)，故BC錯(cuò)誤。 故選D。 3．如圖所示，用絕緣柱支持的不帶電的枕形導(dǎo)體A放置在水平桌面上，手握絕緣棒把帶正電荷的帶電體B移近導(dǎo)體A左側(cè)后靜止放置。關(guān)于導(dǎo)體A內(nèi)部某點(diǎn)P的電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說法正確的是（ ） A．大小不為零，方向向右 B．大小不為零，方向向左 C．大小為零 D．無法判斷 【答案】 C 【解析】 當(dāng)把帶正電荷的帶電體B移近導(dǎo)體A左側(cè)后，由靜電感應(yīng)A的左端感應(yīng)帶上負(fù)電荷、右端感應(yīng)帶上正電荷，則在P處的場(chǎng)強(qiáng)向左、B在P處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)向右，當(dāng)達(dá)到靜電平衡后二者等大反向，則P處的場(chǎng)強(qiáng)為0。 故選C。 4．疫情以來，我們上學(xué)每天戴口罩。口罩中間層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布，它能阻隔幾微米的病毒，這種靜電的阻隔作用屬于（　　） A．靜電屏蔽 B．尖端放電 C．靜電感應(yīng)和靜電屏蔽 D．靜電感應(yīng)和靜電吸附 【答案】 D 【解析】 由題意知，口罩中間層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布，所以當(dāng)幾微米的病毒靠近時(shí)，由于靜電感應(yīng)而帶電，從而被熔噴布吸附，無法透過，因此可以吸附以氣溶膠形式存在的病毒，其工作原理時(shí)利用了靜電感應(yīng)和靜電吸附，故選D。 5．如圖所示，放在絕緣臺(tái)上的金屬罩B內(nèi)放有一個(gè)不帶電的驗(yàn)電器C，如把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B，則（　?。? A．金屬罩B內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)不為零 B．在B的右側(cè)內(nèi)表面帶正電荷 C．若將B接地，驗(yàn)電器的金屬箔片將張開 D．B和C電勢(shì)處處相等 【答案】 D 【解析】 A．由于金屬網(wǎng)罩的靜電屏蔽作用，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，A錯(cuò)誤； B．由于金屬網(wǎng)罩的靜電屏蔽作用，B的內(nèi)表面不帶電，金屬網(wǎng)罩表面的自由電子重新分布， B的右側(cè)外表面帶正電荷，B的左側(cè)外表面負(fù)電荷， B錯(cuò)誤； C．由于金屬網(wǎng)罩的靜電屏蔽作用，B內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零，驗(yàn)電器的金屬箔片不張開，C錯(cuò)誤； D．金屬網(wǎng)罩處于靜電平衡狀態(tài)，是等勢(shì)體，D正確。 故選D。 6．如圖所示，A、B為兩個(gè)驗(yàn)電器，其中驗(yàn)電器A不帶電，驗(yàn)電器B的上面是一個(gè)幾乎封閉的金屬圓筒C，并且B的金屬箔片是張開的，現(xiàn)手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球D，使D接觸C的內(nèi)壁，再移出與A的金屬小球接觸，無論操作多少次，都不能使A帶電，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了（　?。? A．C不帶電 B．C的內(nèi)部不帶電 C．C的內(nèi)部電勢(shì)為零 D．C的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零 【答案】 BD 【解析】 A．與金屬圓筒相連的驗(yàn)電器B的金屬箔片是張開的，說明C是帶電的，A錯(cuò)誤； BD．手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球D，把D接觸C的內(nèi)壁，再移出與A的金屬小球接觸，無論操作多少次，都不能使A帶電，說明了金屬圓筒C的內(nèi)部是不帶電的，內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，BD正確； C．電勢(shì)與電場(chǎng)本身有關(guān)，以及零勢(shì)能點(diǎn)的選擇有關(guān)，該實(shí)驗(yàn)不能說明C的內(nèi)部電勢(shì)為零，C錯(cuò)誤； 故選BD。 第二部分 專題講解 專題1： 庫(kù)侖力與庫(kù)侖力作用下的平衡問題 1.庫(kù)侖定律：F＝eq \f(kq1q2,r2)。適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷。當(dāng)r→0時(shí)，公式不再適用。 2．庫(kù)侖力作用下的平衡問題 (1)特點(diǎn)：F合＝0。 (2)分析方法： ①同一直線上三個(gè)自由電荷的平衡： a．平衡的條件：每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零的位置。 b．平衡的規(guī)律： ②不共線力作用下的平衡： 用共點(diǎn)力平衡的知識(shí)分析，常用的方法有正交分解法、合成法等。 【例1】　如圖所示，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為l的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電。整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。已知靜電力常量為k。若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(　　) A．eq \f(\r(3)kq,3l2)　　　 B．eq \f(\r(3)kq,l2)　　　 C．eq \f(3kq,l2)　　　 D．eq \f(2\r(3)kq,l2) 【解析】B　設(shè)小球c帶電荷量為Q，由庫(kù)侖定律可知小球a對(duì)小球c的庫(kù)侖引力為F＝keq \f(qQ,l2)，小球b對(duì)小球c的庫(kù)侖引力為F＝keq \f(qQ,l2)，兩個(gè)力的合力為2Fcos 30°。設(shè)水平勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，對(duì)小球c，由平衡條件可得QE＝2Fcos 30°，解得E＝eq \f(\r(3)kq,l2)，選項(xiàng)B正確。 【技巧與方法】 分析庫(kù)侖力作用下的平衡問題時(shí)，要先受力分析，再利用平衡條件列方程求解，與力學(xué)部分的唯一區(qū) 別是多考慮庫(kù)侖力的作用 專題2：電場(chǎng)強(qiáng)度及其疊加 1.場(chǎng)強(qiáng)的公式 E＝eq \f(F,q)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(適用于任何電場(chǎng),q為試探電荷的電荷量)) E＝eq \f(kQ,r2)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),Q為場(chǎng)源電荷的電荷量)) 2．電場(chǎng)的疊加 （1）電場(chǎng)疊加：多個(gè)電荷在空間某處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為各電荷單獨(dú)在該處所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。 （2）運(yùn)算法則：平行四邊形定則。 （3）注意事項(xiàng)： ①弄清場(chǎng)源電荷是正電荷還是負(fù)電荷。 ②弄清求哪一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，各場(chǎng)源電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。 ③明確場(chǎng)強(qiáng)是矢量，矢量的合成滿足平行四邊形定則。 【例2】　如圖所示，一個(gè)絕緣圓環(huán)，當(dāng)它的eq \f(1,4)均勻帶電且電荷量為＋q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，現(xiàn)使半圓ABC均勻帶電＋2q，而另一半圓ADC均勻帶電－2q，則圓心O處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向?yàn)?　　) A．2eq \r(2)E，方向由O指向D B．4E，方向由O指向D C．2eq \r(2)E，方向由O指向B D．0 【解析】A　當(dāng)圓環(huán)的eq \f(1,4)均勻帶電，電荷量為＋q時(shí)，圓心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，當(dāng)半圓ABC均勻帶電＋2q時(shí)，由如圖所示的矢量合成可得，在圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq \r(2)E，方向由O到D；當(dāng)另一半圓ADC均勻帶電－2q時(shí)，同理，在圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq \r(2)E，方向由O到D；根據(jù)矢量的合成法則，圓心O處的電強(qiáng)度的大小為2eq \r(2)E，方向由O到D，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 【技巧與方法】 1 場(chǎng)源電荷不是點(diǎn)電荷時(shí)不能應(yīng)用E＝eq \f(kQ,r2)直接求電場(chǎng)強(qiáng)度 2 電場(chǎng)強(qiáng)度疊加時(shí)要先確定各分電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向 專題3：電場(chǎng)線及其應(yīng)用 1.電場(chǎng)線的應(yīng)用 (1)判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的大小： 電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)線越疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越小。 (2)判斷電場(chǎng)力的方向： 電場(chǎng)線上某點(diǎn)的切線方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向。正電荷所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。 2．電場(chǎng)線與電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡 (1)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡與電場(chǎng)線一般不重合。若電荷只受電場(chǎng)力的作用，在以下條件均滿足的情況下兩者重合： ①電場(chǎng)線是直線。 ②電荷由靜止釋放或有初速度，且初速度方向與電場(chǎng)線方向平行。 (2)由粒子運(yùn)動(dòng)軌跡判斷粒子運(yùn)動(dòng)情況： ①粒子受力方向指向曲線的內(nèi)側(cè)，且與電場(chǎng)線相切。 ②由電場(chǎng)線的疏密判斷加速度大小。 ③由電場(chǎng)力做功的正負(fù)判斷粒子動(dòng)能的變化。 【例3】　(多選)圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶正電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過M點(diǎn)，再經(jīng)過N點(diǎn)，下列說法正確的是(　　) A．粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大于在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力 B．粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度 C．粒子在M點(diǎn)的速度小于在N點(diǎn)的速度 D．粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)做的是變加速運(yùn)動(dòng) 【解析】BCD　從題圖中可以看出，M點(diǎn)處的電場(chǎng)線較疏，而N點(diǎn)處的電場(chǎng)線較密，所以粒子在M點(diǎn)所受的電場(chǎng)力要小于在N點(diǎn)所受的電場(chǎng)力，則粒子在M點(diǎn)的加速度小于在N點(diǎn)的加速度，A錯(cuò)誤，B正確；因粒子只受電場(chǎng)力作用，由題圖可以看出，電場(chǎng)力對(duì)其做正功，所以粒子的動(dòng)能增加，速度增大，C正確；由于粒子在運(yùn)動(dòng)過程中受到的電場(chǎng)力是個(gè)變力，所以粒子所做的運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，D正確。 【技巧與方法】 可根據(jù)電場(chǎng)線分布的疏密程度判斷粒子電場(chǎng)力和加速度的變化情況，根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù)，判斷速度 變化情況，如電場(chǎng)線方向已知，也可判斷粒子的帶電性。