2026届新人教版高考物理一轮复习讲义：静电场及其应用

静电场及其应用
一、电荷　电荷守恒定律
1．元电荷、点电荷
(1)元电荷：e＝1.60×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．
(2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小、形状及电荷分布状况的理想化模型．
2．电荷守恒定律
(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变．
(2)三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电．
(3)带电实质：物体得失电子．
(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分．
例题1　如图1所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触．把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开(　　)
图1
A．此时A带正电，B带负电
B．此时A带正电，B带正电
C．移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
答案　C
解析　由静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，选项A、B错误；若移去C，A、B两端电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷不能中和，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误．
二、库仑定律
1．内容
真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．
2．表达式
F＝k，式中k＝9.0×109 N· m2/C2，叫做静电力常量．
3．适用条件
真空中的静止点电荷．
(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式．
(2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．
4．库仑力的方向
由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
三、电场、电场强度
1．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．
2．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值．
(2)定义式：E＝；单位：N/C或V/m.
(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向．
3．点电荷的电场：真空中距场源电荷Q为r处的场强大小为E＝k.
例题2　如图2所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点．已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ.则(　　)
图2
A．q1＝2q2　　　　　　 B．q1＝4q2
C．q1＝－2q2 D．q1＝－4q2
答案　B
解析　由题意知q1、q2为同种电荷，设RQ＝r，则PR＝2r，有k＝k，q1＝4q2.
四、电场线的特点
1．电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷．
2．电场线在电场中不相交．
3．在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏．
例题3　两个带电荷量分别为Q1、Q2的质点周围的电场线如图3所示，由图可知(　　)
图3
A．两质点带异号电荷，且Q1>Q2
B．两质点带异号电荷，且Q1C．两质点带同号电荷，且Q1>Q2
D．两质点带同号电荷，且Q1答案　A
巩固练习
一、单选题
1．关于元电荷，以下说法中正确的是（　　）
A．元电荷就是电子 B．元电荷就是质子
C．元电荷就是原子核 D．元电荷指物体带电量最小单元
2．两个完全相同的金属球A和B(可视为点电荷)带异种电荷，带电荷量之比为1：7，相距为r，现将两者接触一下放回原来的位置，则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是(　　)
A．7：4 B．4：7 C．7：9 D．9：7
3．下述说法中正确的是（　　）
A．根据，可知电场中某点的场强与电场力成正比
B．根据场强叠加原理，可知合电场的场强一定大于分电场的场强
C．根据，可知电场中某点的场强与形成电场的点电荷的电荷量成正比
D．根据，当两个电荷的距离趋近于零时，静电力将趋向于无穷大
4．下列关于电场强度与两个表达式的说法中正确的是（　　）
A．都只适用于点电荷产生的电场
B．都适用于任何电场
C．式中的q和Q都必须是点电荷
D．式中的q和Q都是产生电场的电荷的电荷量
5．下面说法中正确的是（　　）
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷就是很小的带电体
B．库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律
C．库仑定律和万有引力定律很相似，它们都不是平方反比规律
D．当两个点电荷距离趋近于零时，库仑力则趋向无穷大
6．已知元电荷的电量为e=1.6×10-19C，则不带电的梳子与干燥的头发摩擦后带10-8C的负电荷，这些电荷的电子数目约为（　　）
A．6×109个 B．6×1010个 C．6×1011个 D．6×1012个
7．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。起电机摇动时，下列说法正确的是（　　）
A．锯条附近电场强度大 B．金属片附近电场强度大
C．锯条和金属片之间为匀强电场 D．锯条和金属片之间电场强度处处为零
8．下列现象中，不属于摩擦起电的有（　　）
A．把钢针沿着磁铁摩擦几次，钢针就能吸引铁屑
B．在干燥的天气中脱毛线衣时，会听到轻微的噼啪声
C．将被毛皮摩擦过的塑料棒靠近碎纸屑，纸屑被吸起
D．用干燥的化纤毛刷刷毛料衣服时，毛刷上吸附有许多细微的脏物
9．下列关于静电除尘的说法中正确的是（　　）
A．进入除尘器后，烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动
B．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
C．烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动
D．烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到
10．下列说法正确的是（　　）
A．只有体积很小的带电体才能看做点电荷
B．元电荷是表示跟电子所带电荷量的数值相等的电荷量
C．感应起电说明电荷能够创生，而且电荷量是可以连续变化的物理量
D．摩擦起电现象说明了通过做功可以创造电荷
11．如图所示，两个电荷量相同的正点电荷固定在关于原点O对称的x轴上。将一个负点电荷从y轴上离原点O足够远的位置由静止释放，仅在电场力作用下运动，关于该负电荷的加速度a与所在位置的纵坐标y的关系，下列各图可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，一个等边三角形的三个顶点上固定有三个点电荷甲、乙、丙.甲、乙都带正电，甲所受乙、丙两个电荷的库仑力的合力方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　）
A．点电荷丙带负电，且带电荷量的大小
B．点电荷丙带负电，且带电荷量的大小
C．点电荷丙带正电，且带电荷量的大小
D．点电荷丙带正电，且带电荷量的大小
13．如图所示，一内壁和筒底均光滑的绝缘圆筒放在水平地面上，筒壁竖直。筒内有两小球A、B带同种电荷，A始终位于筒底靠在左侧壁处，B受到A的斥力作用静止在右侧筒壁上。若A的电量保持不变，B由于漏电而下降少许后重新平衡，下列说法中正确的是（　　）
A．小球A对筒底的压力变小 B．小球B对筒壁的压力变大
C．小球A、B间的库仑力变小 D．筒侧壁给小球A、B的弹力是一对平衡力
14．在同一电场中的A、B、C三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象如图所示，则此三点的场强大小EA、EB、EC的关系是（ ）
A．EA＞EB＞EC B．EB＞EA＞EC C．EC＞EA＞EB D．EA＞EC＞EB
15．如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　）
A．A，B两球均不偏离竖直方向
B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
二、填空题
16．带正电的物体C靠近不带电的枕形导体AB，如图所示，A端将带 电，B端带 电．
17．真空中有A、B两点电荷。已知，，它们之间相距10cm，则点电荷A所受库仑力大小为 牛，方向为 。
18．如图是某静电场的一部分电场线分布情况，A点的电场强度 B点的电场强度（填“大于”、“小于”或“等于”）。 在电场中一点放入-4×10-8C点电荷，点电荷受到大小为2×10-5N水平向右的电场力，则电场中A点处的电场强度是 N/C，电场强度的方向是 。
19．摩擦起电和感应起电
（1）摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上，于是，原来电中性的物体由于得到电子而带 电，失去电子的物体则带 电。
（2）感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带 电荷，远离带电体的一端带 电荷，这种现象叫作静电感应。利用 使金属导体带电的过程叫作感应起电。
20．处于静电平衡状态的导体内部场强 ；导体外表面附近处的任何一点场强方向必跟该点的表面 ，净电荷分布在 。
21．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为-Q和+2Q，它们相距L。则它们连线的中点O处的场强大小为 ，方向 。

22．下图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金属球C。在下列情况中,判断A、B两球的带电情况（填“正”、“负”或“不带电”）
①A、B接触后分开，再移去C，则A ，B ；
②A、B接触,先移去C后,再把AB分开,则A ，B ；
③A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A ，B ．
23．在真空中有一个带正电的点电荷Q，在它的电场中某点由静止释放一个带正电的粒子，则带电粒子被释放后，它的加速度将 ，速度将 。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
24．两个完全相同的带电小球，质量均为m且带有等量同种电荷，用两根长度相同的绝缘细线悬挂于同一点，如图所示，静止后两条细线张角为2θ，若细线长度为L，两个小球之间的距离为 ；两个小球所带电荷量大小均为 ，悬线张力大小为 。
25．一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，如图所示．现在球壳上挖去半径为r（r<三、实验题
26．如图所示，一小组设计了以下实验来探究库仑定律。在竖直墙上固定一个表面绝缘的压力传感器，一个带电荷量为的金属小球紧贴着压力传感器置于绝缘水平地面上。另一个带电荷量也为的相同小球置于同一个绝缘水平地面上，、间距离为（远大于小球直径），压力传感器显示作用力为。现将移到距离为处后固定。
（1）此时传感器显示作用力为 ；
（2）另有一个不带电的相同小球（图中未画出）从右侧向左移动，则球左侧会感应出 电荷（填“正”或“负”）；
（3）将与轻触后把移走，此时传感器显示作用力为 。
带正电的带电体C置于铁架台旁，把系在丝线上带正电的小球先后挂在、、位置，如图所示。带电体C的电荷量为，小球的电荷量为。丝线与竖直方向的夹角为，带电体C和小球之间的作用力大小用表示。
27．挂在处的小球的电荷量一定时，增大带电体C的电荷量，丝线的偏角如何变化？说明电荷间的相互作用力的大小与什么因素有关？
28．保持带电体C的电荷量不变，把系在丝线上带正电的小球先后挂在、、位置，丝线的偏角如何变化？说明电荷间的相互作用力的大小与什么因素有关？
29．结合以上探究，尝试总结，哪些因素影响电荷间的相互作用力的大小？这些因素对作用力的大小有什么影响？
30．如图所示，两个完全相同的带电金属球的电荷量分别是和，两球心之间的距离为。两球能不能被看作点电荷？为什么？什么情况下可以把两球看作点电荷？
31．随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能。如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电。实验小组完成了以下操作：
①在球N不带电时读出传感器示数F0；
②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数F1；
③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4；
④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数F5；
⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数F6、F7。
（1）小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为 。
（2）对于上述操作，下列说法正确的是 。
A．本实验采用的主要实验方法是等效替代法
B．根据①②③的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系
C．根据②④⑤的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电量
（3）实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是 。
四、解答题
32．电场线是如何表示电场方向和强弱的？
33．如图所示，把一电荷量为的带电小球用绝缘细绳悬挂在P位置，将电荷量为的带电体M靠近带电小球。当带电体和带电小球均静止时，两个带电体在同一高度，相距，求：
（1）这两个带电体间的相互作用力大小。
（2）如需计算带电小球的质量，还需测量哪些物理量？简述理由。
34．如图所示，A为带正电荷Q的金属板，沿金属板的垂直平分线在距离板r处用绝缘细线悬挂一质量为m、电荷量为q的小球，小球受水平向右的电场力作用而偏转后静止。求小球所在处的电场强度。
35．如图所示，真空中两个点电荷静止放置在相距r=0.30m的A、B两点．两个点电荷所带的电荷量分别为Q=4.0×10-8C和q=1.6×10-9C，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2．求：
（1）两个点电荷之间库仑力F的大小；
（2）B处的电场强度E的大小；
（3）若将放在B处的点电荷q取走，该处的电场强度有没有变化,其大小是多少 （不要求说明原因）
五、综合题
36．点电荷的电场 电场强度的叠加
(1)点电荷的电场：一个电荷量为的点电荷，在与之相距处的电场强度 。根据上式可知，如果以电荷量为的点电荷为中心作一个球面，则球面上各点的电场强度大小 。当为正电荷时，电场强度的方向沿半径 ，如图甲所示；当为负电荷时，电场强度的方向沿半径 ，如图乙所示。
(2)如图所示，计算半径为的均匀带电球体（或球壳）外某点的电场强度，图中是球心到该点的距离，为整个球体所带的电荷量。
三、静电屏蔽
37．法拉第笼是一种用于演示静电屏蔽和高压带电作业原理的设备。笼体与大地连通。当带有10万伏高压的放电杆尖端接近笼体时，出现放电火花，这时笼体内的表演者用手触摸笼壁接近放电火花是否会触电？为什么？
38．静电屏蔽：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有 ，但由于壳内电场强度保持为 ，外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
39．请举例说明静电屏蔽的应用和静电的危害。
试卷第1页，共3页
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《静电场及其应用》参考答案
1．D
【详解】元电荷是质子或电子带电量的绝对值，是指物体带电量最小单元，不能说元电荷就是电子或质子。
故选D。
2．D
【详解】两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，设金属球和带电量为，所以、所带的电荷相等都为，根据库仑定律得
解得
则后来两小球之间的静电力大小与原来之比是，故选D。
3．C
【详解】A．电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量以及所受的电场力的大小无关，故A错误；
B．电场强度是矢量，遵从矢量合成法则，所以合场强的大小不一定大于分电场的场强大小，故B错误；
C．公式
是电场强度的决定式，由公式可知点电荷激发的电场中，某点处的场强，与场源电荷的电荷量成正比，故C正确；
D．实际中的带电体，都有一定的大小，所以电荷之间的距离，并不能趋近于零，静电力也不会趋向于无穷大，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】公式
适用于各类电场
适用于点电荷电场。q为检验电荷的电荷量，Q为场源电荷的电荷量。
故选C。
5．B
【详解】A．库仑定律适用于点电荷，很小的带电体不一定是点电荷，A错误；
B．库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律，B正确；
C．库仑定律和万有引力定律很相似，它们都是平方反比规律， C错误；
D．库仑定律适用于点电荷之间的作用，当两个电荷距离趋近于零时，库仑定律不再适用， D错误。
故选B。
6．B
【详解】梳子所带电荷的电子数目为
故选B。
7．A
【详解】瓶内俯视图如图
尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，锯条和金属片之间存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，这样消除了烟尘中的尘粒。
故选A。
8．A
【详解】A．把钢针沿着磁铁摩擦几次，钢针就能吸引铁屑，这属于磁体之间的作用，不属于摩擦起电，选项A符合题意；
B．在干燥的天气中脱毛线衣时，会听到轻微的噼啪声，属于摩擦起电，选项B不符合题意；
C．将被毛皮摩擦过的塑料棒靠近碎纸屑，纸屑被吸起，属于摩擦起电，选项C不符合题意；
D．用干燥的化纤毛刷刷毛料衣服时，毛刷上吸附有许多细微的脏物，属于摩擦起电，选项D不符合题意。
故选A。
9．B
【详解】静电除尘器的两个电极接高压电源，极间形成强电场，使空气发生电离，自由电子在电场力作用下，向正极加速运动，电子被烟雾颗粒吸附后，一起向电源正极运动，在正极积聚大量颗粒，在重力作用下，从除尘器的下部排出。
故选B。
10．B
【详解】A．当一个带电体的形状、大小及带电荷量对分析问题的影响可以忽略时，这个带电体可看做点电荷，带电体是否能看做点电荷，由研究问题的性质决定，与自身的形状大小及带电量的多少无具体的关系，A错误；
B．元电荷是带电量的最小单位，表示跟一个电子所带电荷量的数值相等的电荷量，B正确；
C．感应起电的过程是电荷在电场力的作用下，从物体的一部分转移到其它部分，电荷不能够创生，而且电荷量是元电荷电量或元电荷电量的整数倍，不是可以连续变化的物理量，C错误；
D．摩擦起电现象说明了通过做功使电荷从一个物体转移到其它物体，不是通过做功可以创造电荷，D错误。
故选B。
11．B
【详解】两个电荷量相同的正点电荷固定在关于原点O对称的x轴上，可知y轴相当于中垂线，原点O场强为零，无穷远处场强也为零，所以从y轴上离原点O足够远的位置到原点O场强会先增大后减小，y轴上的电场强度方向始终沿y轴背离原点O，所以将一个负点电荷从y轴上离原点O足够远的位置由静止释放，仅在电场力作用下运动，点电荷所受的电场力始终指向O点，即加速度方向始终指向O点，点电荷先向O点做加速度先增大后减小的加速运动，然后过原点O加速度反向，又做加速度先增大后减小的减速运动，最后关于O点做往复运动。y轴负方向时，加速度指向O点，为y轴正方向，y轴正方向时，加速度指向O点，为y轴负方向。
故选B。
12．A
【详解】因甲、乙都带正电，所以静电力表现为斥力，即乙对甲的作用力沿乙甲的延长线方向，而不论丙带正电还是带负电，甲和丙的作用力方向都必须在甲丙连线上，由平行四边形定则知，合力必定为以两个分力为邻边所做平行四边形的对角线，所以甲和丙之间必为引力，所以丙带负电，由几何关系可知
解得
BCD错误，A正确。
故选A。
13．B
【详解】A．以整体为研究对象可知，筒底对A球的支持力大小等于A、B两球的重力，由牛顿第三定律可知A对筒底的压力也等于A、B两球的重力，小球A对筒底的压力不变，A错误；
BC．如图
小球A、B间的库仑力
B由于漏电而下降少许，θ角变大，cosθ变小，库仑力F变大，小球B对筒壁的支持力
θ角变大，因此筒壁给球B的支持力增大，根据牛顿第三定律可知B球对筒壁的压力变大，C错误B正确；
D．筒侧壁给小球A、B的弹力分别作用在A和B连个物体上，不属于平衡力，D错误。
故选B。
14．C
【详解】由图象的斜率大小等于场强的大小得知，三点的场强大小关系是EC＞EA＞EB，ABD错误，C正确；
故选C．
15．B
【详解】CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；
AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。
故选B。
16． 负 正
【详解】[1][2]将带正电的导体球C靠近不带电的导体AB，靠感应起电使物体带电，导体AB由于感应起电带上异种电荷，所以此时离C比较近的A端带负电，B端带正电．
17． 1.8 沿AB连线指向B
【详解】[1]由库仑定律可得
代入数据解得F=1.8N。
[2]由于是异种电荷相互吸引，故A受到的库仑力方向为沿AB连线指向B。
18． 大于 500 水平向左
【详解】[1]电场线的疏密表示场强的大小，故A的电场强度大于B点的电场强度；
[2][3]根据场强公式
电场强度的方向是水平向左。
19． 负 正 异种 同种 静电感应
【详解】(1)[1][2]摩擦起电：当两种物质组成的物体互相摩擦时，一些受束缚较弱的电子会转移到另一个物体上，于是，原来电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。
(2)[3][4][5]感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
20． 零 垂直 导体的外表面
【分析】枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，该电场与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会再移动．此时导体的内部场强处处为0，这种状态叫静电平衡状态．处于静电平衡状态的导体整个的导体是一个等势体。
【详解】[1][2][3]导体在电荷q的电场中处于静电平衡状态时，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与电荷q产生的场强与大小相等，方向相反，此时导体的内部场强处处为零；同时外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点表面垂直；净电荷只分布在导体的外表面，且整个导体是一个等势体。
21． 由B指向A
【详解】[1][2]-Q在O点的场强
方向由O指向A，+2Q在O点的场强
方向由B指向O，所以O点的场强
方向由B指向A。
22． 正 负 不带电 不带电 负 负
【详解】(1)[1]把导体A和B接触后分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，离C比较近的B带上与C相反的电荷，即负电荷，A带上正电荷；
(2)[3][4]A、B接触，先移去C后，AB上的电荷重新分布，再把AB分开，则AB都不带电；
(3)[5][6]A、B接触，用手指瞬间接触B后，由于人也是导体，人体上的负电荷经过B中和A上的正电荷，再移去C，则AB带上负电荷。
23． 减小 增大
【详解】[1] 在带正电的点电荷Q的电场中的某点由静止释放一个带正电的粒子，正电荷受到的电场力是排斥力，所以它们之间的距离越来越大，由库仑定律
距离增大，则电荷之间的库仑力减小，由牛顿第二定律
加速度减小。
[2] 因为由静止释放一个带正电的粒子，所以正电荷做加速度减小的加速运动，速度增大。
24． 2Lsin θ
【详解】[1]由图中几何关系可得两个小球之间的距离为
[2]对其中一个小球由平衡条件
由库仑定律得两个小球所带电荷量大小均为
[3]由得悬线张力大小为
25． 由球心指向小圆孔圆心
【详解】球壳的电荷面密度σ=，球壳上挖去半径为r的小圆孔，去掉的电荷量q′=σπr2=，关于球心O对称位置相应电荷对球心电荷的电场力大小为F==，方向由球心指向小圆孔圆心，其余部分对球心电荷的合力为零．
26． 0.08; 负; 0.04
【详解】（1）[1]由库仑力公式可知
现将移到距离为处后固定
联立可知
（2）[2]由于球带正电，不带电的相同小球从右侧向左移动，则球左侧会感应出负电荷。
（3）[3] 将与轻触后,此时球的电量为原来的一半，由库仑力可知此时
27．见解析 28．见解析 29．见解析 30．见解析
【详解】1．丝线的偏角变大，说明带电小球与带电体C之间的相互作用力变大。相互作用力变大是由增大电荷量引起的，这说明电荷间的相互作用力的大小与电荷量大小有关，在距离一定时，电荷量越大，相互作用力越大。
2．小球悬挂在、、处，丝线的偏角逐渐减小，表明在三个位置处的带电小球与带电体C间的相互作用力逐渐变小。说明电荷间的相互作用力的大小与它们之间的距离有关，在电荷量一定时，距离越大，相互作用力越小。
3．电荷的电荷量和电荷间的距离影响电荷间的相互作用力的大小。电荷之间的距离一定时，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大；电荷量一定时，电荷之间的作用力随着电荷间距离的增大而减小。
4．当两球心之间的距离比较小时，两球的大小、形状不能忽略不计，两球不能被看作点电荷。因为此时两带电球体之间的距离会影响电荷的分布。当两球心之间的距离远远大于自身线度时，两球可看成点电荷。
31． BD 使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分
【详解】（1）[1]在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1。
（2）[2]A．本实验是采取了控制变量法，A错误；
B．根据①②③的操作，通过传感器的读数可知两球之间的库仑力，因各个位置的距离已知，则可研究库仑力跟点电荷距离间的关系，B正确；
C．在球N不带电时读出传感器示数F0；小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时传感器示数F1，则小球M、N间的库仑力大小为F0-F1，操作④⑤，保持小球间距离不变，每次小球N放电后再与M接触，由于两球完全相同，使小球所受电荷量依次减小到前次的一半，所以要研究库仑力跟小球带电荷量间的关系①②④⑤操作能够完成，C错误；
D．要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量，D正确。
故选BD。
（3）[3]实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是使小球N与带电小球M接触时将M所带的电荷量平分。
32．电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线的某点切线方向表示该点的电场方向。
【详解】电场线的疏密程度表示电场的强弱，电场线的某点切线方向表示该点的电场方向。
33．（1）18N；（2）还需测量细绳与竖直方向的夹角，理由见解析
【详解】（1）这两个带电体间的相互作用力大小为
（2）对小球由平衡条件可得
联立可得
如需计算带电小球的质量m，还需测量细绳与竖直方向的夹角即可。
34．
【详解】绳子的拉力为，电场力为，有
解得
又因为
解得
35．（1）6.4×10-6N（2）4×103N/C（3）没有变化4×103N/C
【详解】(1)由库仑定律得：代入数据得
故这两个电荷间的相互作用力为
(2)由电场强度的定义，知B点处电场强度的大小为
N/CN/C
(3)将放在B处的点电荷q取走，该处的电场强度没有变化，原因是电场强度是通过比值定义得来的，大小为EN/C。
36．(1) 相等 向外 向内
(2)
【详解】（1）[1][2][3][4]点电荷的电场：一个电荷量为的点电荷，在与之相距处的电场强度
根据上式可知，如果以电荷量为的点电荷为中心作一个球面，因为球面上各点到球心距离相同，所以球面上各点的电场强度大小相等。物理学规定，某点的电场强度方向跟正点电荷在该处受静电力方向相同，所以当为正电荷时，电场强度的方向沿半径向外。当为负电荷时，电场强度的方向沿半径向内。
（2）因为，可以把均匀带电球体（或球壳）看成电量集中在球心的点电荷，所以在距离球心处的电场强度为
37．不会。法拉第笼外壳是金属，能起屏蔽作用，所以表演者在笼内是安全的。 38． 电场 0 39．见解析
【解析】37．法拉第笼外壳是金属，能起屏蔽作用，所以表演者在笼内是安全的。
38．[1][2]把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，金属壳能起到屏蔽的作用，内部电场为零，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为零，外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
39．静电屏蔽的应用：野外高压输电线在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击。
静电的危害：医院手术台上，静电火花有可能引起麻醉剂爆炸；煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸。
答案第1页，共2页
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