【物理】2020届一轮复习人教版静电场要点透析及相关题型解析学案
2020届一轮复习人教版 静电场要点透析及相关题型解析 学案
● 电荷描述 库仑定律●
一、电荷及电荷守恒定律
1．元电荷、点电荷 、比荷
（1）元电荷：e＝1.6×10－19 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
1．内容：真空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：F＝k，式中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫静电力常量。
3．适用条件：真空中的点电荷。
③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】A
2．A、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
B．A、B两点电场强度大小关系为EA
0，φA>φB，UAB<0，φA<φB。
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Ep＝qφ，将q、φ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
（1）电场力功与电势差的关系：WAB=qUAB，UAB=。
（2）电势与电势差的关系：UAB=φA–φB。
（3）电势与电势能的关系：EpA=q。
（4）电势能与电场力功的关系：WAB=EpA–EpB=–（EpB–EpA）=–ΔEp。
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
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
εr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 μF”， 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 mA·h，则此电池以40 mA电流为用电器供电，可以工作10 h
【答案】BD
【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；根据得：，故D正确．
2．如图所示，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】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】B
【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，小球静止时悬线与竖直方向成θ角，则（ ）
A．闭合开关后，减小AB板间的距离，则夹角θ增大
B．闭合开关后，减小AB板间的距离，则夹角θ减小
C．断开开关后，使B板竖直向上移动，则夹角θ减小
D．断开开关后，增大AB板间的距离，则夹角θ减小
【答案】A
【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θ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，小球静止时悬线与竖直方向的夹角θ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θ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θ．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
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θ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θ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】B
1．（浙江省2018 11月选考科目考试物理试题）电荷量为4×10－6C的小球绝缘固定在A点，质量为0.2kg、电荷量为－5×10－6C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9.0×109N•m2/C2，小球可视为点电荷。下列图示正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【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线如图所示，下列表述正确的是（ ）
A．a点的电势低于 b点的电势
B．a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】C
【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（ ）
A．N/C B．V/m C．kg•m/（C•s2） D．kg•m/（A•s3）
【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
A．A、B间库仑力大小
B．A、B间库仑力
C．细线拉力大小
D．细线拉力大小
【答案】B
【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】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
