(共88张PPT)
专题七 静电场
考点展示
1．物质的微观结构、电荷守恒定律、静电现象(Ⅰ)
2．点电荷间的相互作用规律(Ⅰ)
3．电场、电场线和电场强度(Ⅰ)
4．电势、电势能和电势差(Ⅰ)
5．电容器(Ⅰ)
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电荷、电荷守恒定律，元电荷=1.60×10-19C
库仑定律
公式：F=婴
适用于真空中的点电荷
定义式：E卫，方向与正电荷受到的电场力方向相同
电场强度
力的性质
点电荷的场强E=是号
电场线越密的地方E越大
电场线
电场线的切线方向即为E的方向
电场线从正电荷（或无穷远处）出发终止于负电荷（或无穷远处）
Er
电势
电势
程
标量，有正负，与零势点选取有关
U出=《
W世
以
能的性质
电势差
标量，有正负
静
等势面
电
沿电场强度的方向电势降落最快
电场强度与电势差的关系
在匀装电场中瓜”
特点：与路径无关
电场力做功
与电势能变化关系WB=EpA一EB
与电势差的关系WB=U出
电场力F=E
带电粒子在电场中的运动
带电粒子的加速g-a子一之a
带电粒子的偏转y一3
U刀2
ri
,tan 0=gUI.
dmv
构造：由两块彼此靠近又互相绝缘的金属板构成
电容定义式：C-号
电容器电容
电容决定式：C=
S
4πkd
电容单位：1F=106F=1012pF
静电的应用
静电与新技术
静电的防止
M
N
O
P
Q
+
I
O
O
A
B
2
+)
C
D
A
B
D
P
A
B
+
+
+
+
Po
E
Q
P
·Q
一
C
D
←
×
M
N
M
A
B
C
D
正，点电荷
负点电荷
等量异种电荷
等量同种（正）电荷
十十十十十
带电平行金属板
M
B
D
E外
E件
F
F米
F
q
9
B
C
D
80M000uF80M00
动片
0心
定片
米Q/C
0.2
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
0
36
40
V合格演练测评（七）
（静电场）
姓名：__________ 班级：__________ 正确率：__________
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案
一、单项选择题
1．公元1世纪，东汉王充《论衡·乱龙》中记录了“顿牟掇芥”．顿牟即琥珀(也有玳瑁的甲壳之说)，芥指芥菜子，统喻干草、纸等的微小屑末．这个词的意思就是经过摩擦的琥珀能吸引干草、纸等轻小的物体．下列关于这个现象的解释正确的是( )
A．经过摩擦的琥珀有了磁性
B．经过摩擦的琥珀带了电
C．琥珀与干草带异种电荷
D．琥珀与干草带同种电荷
B 摩擦可以使物体带电，经过摩擦的琥珀带了电，能吸引干草、纸等轻小的物体，故B正确，A错误．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．带电体都有吸引轻小物体的性质，干草不一定带电．故C、D错误．
2．2021年5月28日，第八届全国静电纺丝技术与纳米纤维学术会议在天津工业大学召开．摩擦可以产生静电，原来甲、乙、丙三物体都不带电，今使甲、乙两物体相互摩擦后，乙物体再与丙物体接触，最后知甲物体带正电2.8×10－15 C，丙物体带电6×10－16 C．则关于最后乙、丙两物体的带电情况，下列说法正确的是( )
A．乙物体一定带有负电荷3.4×10－15 C
B．乙物体可能带有负电荷2.4×10－15 C
C．丙物体一定带有正电荷6×10－16 C
D．丙物体一定带有负电荷6×10－16 C
D 根据电荷守恒定律，摩擦后甲物体带正电2.8×10－15 C，则乙物体一定带2.8×10－15 C的负电，乙与丙接触后丙物体一定带有负电荷6×10－16 C，此时乙物体一定带有负电荷22×10－16 C．故选D.
3．如图所示为两个带等量点电荷周围的电场线分布(电场线方向未标出)，则( )
A．A只能带正电
B．A只能带负电
C．若A带正电，则B肯定是带负电的
D．若A带正电，则B肯定是带正电的
C 根据等量异种电荷电场线分布可得，A、B为异种电荷，若A带正电，则B肯定是带负电的，C正确．
4．A、B、C为三个完全相同的小金属球(带电时都可视为点电荷)，A、B位置固定，其中A带＋6q的电荷，B带－q的电荷，C不带电，此时A、B之间的静电力为F，现在用绝缘工具拿C球，让C依次与A、B接触后，移去C球，则移走C球后，A、B之间的静电力的大小为( )
A．F B．F
C．F D．2F
B 由库仑定律知F＝，C球与A球接触后A、C各带＋3q的电荷，C再与B接触后C、B各带＋q的电荷，移走C球后，A、B之间的静电力的大小为F′＝＝F.
5．复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的．复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上．以下说法正确的是( )
A．步骤(1)中发生了静电感应现象
B．步骤(2)中发生了局部导电现象
C．步骤(3)中发生了静电平衡现象
D．步骤(4)中发生了静电屏蔽现象
B 在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；文件反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误．
6．在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地．这是为了( )
A．除菌消毒 B．消除静电
C．利用静电 D．防止漏电
B 在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，因此选项B正确．
7．下列措施是为了防止静电产生的危害( )
A．在高大的建筑物顶端装上避雷针
B．静电复印
C．在高大的烟囱中安装静电除尘器
D．静电喷漆
A 当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故A正确；静电复印是利用静电现象将墨粉印在纸上，属于静电的应用，故B错误；静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故C错误；静电喷漆采用静电作用给金属等物体喷上均匀的漆，故属于静电的应用，故D错误．故选A.
8．如图所示，A、B为电场中同一条电场线上的两点，以下说法正确的是( )
A．A、B两点电场强度大小关系为EA>EB
B．A、B两点电势高低关系为φA<φB
C．正电荷由A向B移动，电势能一定减小
D．正电荷由A向B移动，电势能一定增大
C 题图中仅画出电场中的一条电场线，不能确定两点附近电场线的疏密，无法确定两点电场强度大小的关系，故A错误；顺着电场线的方向电势降低，所以有φA>φB，故B错误；正电荷沿着电场线的方向移动，电场力做正功，电势能减小，负电荷沿着电场线的方向移动，电场力做负功，电势能增大，故C正确，D错误．
9．如图所示，图中实线表示一匀强电场的电场线，一带负电荷的粒子射入电场，虚线是它的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点，若粒子所受重力不计，那么正确的判断是( )
A．电场线方向向下
B．粒子一定从a点运动到b点
C．a点电势比b点电势高
D．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能
D 无论粒子从a点或者从b点射入电场，由于运动轨迹向下弯曲，说明粒子受电场力方向向下，可判断电场线的方向向上而不是向下，A错误；粒子既可以从a点运动到b点，也可以从b点运动到a点，B错误；由于顺着电场线方向电势降低，故有φa<φb，C错误；负电荷逆着电场线方向运动时电势能减少，顺着电场线方向运动时电势能增加，因而粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，D正确．
10．如图所示，P、Q是等量的正点电荷，O是它们连线的中点，A、B是中垂线上的两点，OAA．EA一定大于EB，φA一定大于φB
B．EA不一定大于EB，φA一定大于φB
C．EA一定大于EB，φA不一定大于φB
D．EA不一定大于EB，φA不一定大于φB
B P、Q所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P、Q两点电荷在O点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从O点沿PQ的中垂线向远处移动，电场强度先增大，后减小，所以EA不一定大于EB，A、C错误；沿电场线方向电势降低，由等量同种正点电荷的电场线分布图可知，从O点向远处，电势是一直降低的，故φA一定大于φB，B正确，D错误．
11．如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面．下列判断正确的是( )
A．1、2两点的电场强度相等
B．1、3两点的电场强度相等
C．1、2两点的电势相等
D．2、3两点的电势相等
D 根据电场线的疏密表示电场强度的大小知，1点的电场强度大于2点、3点的电场强度，选项A、B错误；根据沿着电场线方向电势逐渐降低，在同一等势面上各点的电势相等知，1点的电势高于2点电势，2、3点处于同一等势面上，电势相等，选项C错误，D正确．
12．下列四个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是( )
D 匀强电场的等势面是一系列的平行平面，A图中a、b两点不在同一等势面上，所以，这两点的电势是不相等的，但这两点的电场强度相等；B图中a、b两点在同一个等势面上，电势相等，但这两点的电场强度大小相等、方向不同；C图中a、b两点对称于两电荷的连线，所以电势相等，但在中垂线上电场强度的方向是平行于中垂线的，而且都指向外侧，故两点的电场强度的方向不同；D图中，a、b两点的电势相等，电场强度的方向是平行于两电荷连线的，而且大小相同，故本题选D.
13．正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为( )
A．3×108 V B．3×106 V
C．3×104 V D．3×10－5 V
A 将空气中的电场视为匀强电场，由U＝Ed，可得U＝3×108 V，A正确．
14．如图所示是一个匀强电场的等势面，每两个相邻等势面相距2 cm，由此可以确定电场强度的方向和数值是( )
A．竖直向下，E＝100 V/m
B．水平向左，E＝100 V/m
C．水平向左，E＝200 V/m
D．水平向右，E＝200 V/m
B 根据电场强度的方向应与等势面垂直，且由较高的等势面指向较低的等势面，可知该电场强度的方向水平向左．由电场强度与电势差的关系得：E＝＝100 V/m，B正确．
15．如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB＝BC，电场中的A、B、C三点的电场强度分别为EA、EB、EC，电势分别为φA、φB、φC，AB、BC间的电势差分别为UAB、UBC，则下列关系中不正确的有( )
A．φA＞φB＞φC B．EC＞EB＞EA
C．UAB＜UBC D．UAB＝UBC
D 由题图中电场线的分布规律可知，电场不是匀强电场，C附近密集，A附近稀疏，C附近的电场强度大于A附近的电场强度，选项B正确；由公式U＝Ed知：UBC＞UAB，选项C正确，D错误；由电场线的方向是电势降低的方向得选项A正确．
16．如图所示，在E＝400 V/m的匀强电场中，a、b两点相距d＝2 cm，它们的连线跟电场强度方向的夹角是60°，则Uab等于( )
A．－8 V B．－4 V
C．8 V D．4 V
B 在电场线方向上a、b两点间的距离(或a、b两点所在等势面间的距离)为d′＝d·cos 60°＝0.01 m，根据匀强电场中，电势差与电场强度的关系可知，Uab＝－Ed′＝－4 V，B选项正确．
17．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定( )
A．φa>φb>φc B．Ea>Eb>Ec
C．φa－φb＝φb－φc D．Ea＝Eb＝Ec
A 只给出一条电场线无法判断电场线的疏密，故无法判断a、b、c三点电场强度的大小；沿电场线方向电势降低，故φa＞φb＞φc，选项A正确．
18．如图所示，在匀强电场(电场强度大小为E)中，一带电荷量为－q的粒子(不计重力)的初速度v0的方向恰与电场线方向相同，则带电粒子在开始运动后，将( )
A．沿电场线方向做匀加速直线运动
B．沿电场线方向做变加速直线运动
C．沿电场线方向做匀减速直线运动
D．偏离电场线方向做曲线运动
C 带电粒子受到与运动方向相反的恒定的电场力作用，产生与运动方向相反的恒定的加速度，因此，带电粒子在开始运动后，将沿电场线做匀减速直线运动，故选项C正确．
19．下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场加速后，粒子速度最大的是( )
A．质子 B．氘核
C．氦核 D．钠离子
A 由动能定理得qU＝mv2，v＝，所以比荷大的速度大，A正确．
20．如图所示，质子(H)和α粒子(He)，以相同的初动能垂直射入偏转电场(不计粒子重力)，则这两个粒子射出电场时的偏转位移y之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶1 D．1∶4
B 由y＝··eq \f(L2,v)和Ek0＝mv，得y＝，可知，y与q成正比，B正确．
二、非选择题
21．在边长为a的正方形的每个顶点上都放置一个电荷量为q的点电荷，如果保持它们的位置不变，每个电荷受到的其他三个电荷的静电力的合力是多大？
解析：假设第四个电荷q放在d点，则对角线上b点的电荷给它的库仑斥力为F1＝k
a点和c点的电荷给它的库仑斥力大小均为F2＝F3＝k
根据力的合成法则，点电荷q所受的电场力大小为：
F＝k＋2kcos 45°＝
.
答案：
22．如图所示，在场强为E，方向竖直向上的匀强电场中，水平固定一块长方形绝缘薄板．将一质量为m，带有电荷－q的小球，从绝缘板上方距板h高处以速度v0竖直向下抛出．小球在运动时，受到大小不变的空气阻力f的作用，且f<(qE＋mg)，设小球与板碰撞时不损失机械能，且电量不变．求小球在停止运动前所通过的总路程s.
解析：小球以初速度竖直下抛作匀加速运动，并与水平板碰撞并以相同的速率返回向上运动到最高点．由于阻力作用，返回的高度变小，然后有下落做加速运动．以后在竖直方向多次往返运动，但高度不断减小，直到最终静止在水平板上．
由于小球在竖直方向往返运动的每一阶段受力都是恒力，运动规律都属于匀变速运动．因此本题可应用牛顿运动定律和运动学公式来解．把每一阶段的位移求出，再求和，就是小球通过的路程．
但若用动能定理求解更简便．小球在往复运动过程中，一直有阻力做功．而重力、电场力做功与路径无关，只决定于小球的始末位置．由动能定理mgh＋qEh－fs＝0－mv，
解得s＝eq \f(2mgh＋2qEh－mv,2f).
答案：见解析
23．如图所示，A、B为平行板电容器的两个极板，A板接地，中间开有一个小孔．电容器电容为C.现通过小孔连续不断地向电容器射入电子，电子射入小孔时的速度为v0，单位时间内射入的电子数为n，电子质量为m，电荷量为e，电容器原来不带电，电子射到B板时均留在B板上，求：
(1)电容器两极板间达到的最大电势差；
(2)从B板上打上电子到电容器两极间达到最大电势差所用时间为多少？
解析：(1)电子从A板射入后打到B板，A、B间形成一个电场，当A、B板间达到最大电势差U时，电子刚好不能再打到B板上，有eU＝mv，U＝eq \f(mv,2e).
(2)电子打到B板后，A、B板就是充了电的电容器，当电势差达到最大时，Q＝CU＝t·ne，
则所用时间t＝eq \f(Cmv,2ne2).
答案：(1)eq \f(mv,2e) (2)eq \f(Cmv,2ne2)
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