人教版2022年高中物理静电场知识汇总笔记.pdf

1 (每日一练每日一练)人教版人教版 20222022 年高中物理静电场知识汇总笔记年高中物理静电场知识汇总笔记 单选题 1、如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）A棒产生的电动势为122 B微粒的电荷量与质量之比为22 C电阻消耗的电功率为242 D电容器所带的电荷量为2 答案：B 解析：A如图所示，金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势 2 =2=122 A 错误；B电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则=即=122=22 B 正确；C电阻消耗的功率 =2=2424 C 错误；D电容器所带的电荷量 =22 D 错误。故选 B。2、有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为1 108F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从70mV变为30mV，则该过程中跨膜电流的平均值为（）A1.5 107AB2 107AC3.5 107AD5 107A 答案：D 解析：根据 3 Q=CU 可知 Q=CU=10-8(30+70)10-3C=10-9C 则该过程中跨膜电流的平均值为 =1092 103A=5 107A 故选 D。3、如图所示，水平面内三点A、B、C为等边三角形的三个顶点，三角形的边长为L，O点为边的中点。为光滑绝缘细杆，D点在O点的正上方，且D点到A、B两点的距离均为L，在A、B两点分别固定点电荷，电荷量均为。现将一个质量为m、电荷量为+的中间有细孔的小球套在细杆上，从D点由静止释放。已知静电力常量为k、重力加速度为g、且2=33，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A固定在A、B处两点电荷的合电场在C、D两点的场强相同 B小球在D点刚释放时的加速度大小为(22+63)C小球到达C点的速度大小为3 D小球将在D、C两点之间做往复运动 答案：C 解析：A在A、B两点分别固定一点电荷，电荷量均为-Q，那么A、B两点在D点的电场强度方向由D指向O，在C点4 的电场强度方向由C指向O，根据点电荷场强公式=2，以及矢量合成法则可知，C点和D点的电场强度大小相同，但方向不同，故 A 错误；B小球在D点刚释放时，小球受到A点电荷的库仑力大小为=2 受到B点电荷的库仑力大小为=2 因为它们的夹角为 60，则库仑合力大小为 库=32 小球除受到库仑力外还受到重力和支持力，它们的合力为 =(库+)cos45 且 2=33 根据牛顿第二定律，可得小球加速度为 =2 22=2 故 B 错误；C由题意可知，C、D处于A、B两点电荷的连线的中垂面上，且C、D到中点O点距离相等，那么C点的电势和D点的电势相等，则小球从D点到C点的过程中，只有重力做正功，库仑力不做功，根据动能定理可得 sin60=122 解得 5 =2sin60=3 故 C 正确；D因小球达到C点时速度沿杆向下，故小球不可能在D、C两点之间做往复运动，故 D 错误。故选 C。4、如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的 5 条边上分别放置 5 根长度都为L的相同绝缘细棒，每根细棒均匀带上相同的正电荷，现将电荷量为+的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零，若移走+及AB边上的细棒，则O点电场强度大小为（k为静电力常量，不考虑绝缘细棒之间及绝缘细棒与+的相互影响）（）A2B232C4332D2332 答案：C 解析：根据对称性的特点可知，AB 棒与 DE 棒在O点的合场强为 0，AF 棒与 DC 棒在O点的合场强也为 0，所在 EF 棒与点电荷+Q的合场强也为 0，则有 EF 棒的场强大小与点电荷+Q 的在O点的场强大小相等，所以有=(32)2=432 若移走+及AB边上的细棒，则O点电场强度大小为 EF 棒与 ED 棒的合场强大小，有 6 =2cos30=4332 所以 C 正确；ABD 错误；故选 C。5、如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（）AP和Q都带正电荷 BP和Q都带负电荷 CP带正电荷，Q带负电荷 DP带负电荷，Q带正电荷 答案：D 解析：AB受力分析可知，P 和 Q 两小球，不能带同种电荷，AB 错误；CD若 P 球带负电，Q 球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则 C 错误 D 正确，故本题选 D 6、请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 A电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 7 C小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 答案：B 解析：A电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，A 错误；B因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，B 正确；C小鸟的两只脚之间的距离很小，所以小鸟的两只脚之间的电压也很小，所以不会对小鸟造成危害，C 错误；D一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，D错误；故选 B。7、电源、开关、平行板电容器连成如图所示电路，上极板接地。闭合开关 S，电源对电容器充电后，电容器带电量为Q，两极板间电压为U，板间电场强度大小为0，电容器中的P点电势为，则下列说法正确的是（）A若将上板下移少许，Q增大，U减小，0不变，变大 B若将上板下移少许，Q不变，U减小，0减小，变小 C若断开开关 S，将上板下移少许，Q增大，U不变，0增大，变小 D若断开开关 S，将上板下移少许，Q不变，U减小，0不变，变大 答案：D 解析：8 AB电容器与电源保持连接时电容器两极板间的电压U不变，上板下移（板间距d减小）。由公式=4，可知电容C将增大；由公式=可知电容器带电量Q将增大；由公式0=可知两极板间的场强增大；P点电势为为负值，设P点到上板的距离为x，则 =0 x减小，所以变大，选项 A、B 错误；CD断开电源后电容器带电量Q不变，上板下移（两极板间距d减小）。由公式=4，可知，电容C将增大；由公式=可知电容器两极板间电压U将减小；由0=，=，=4，三式可解得 0=4 由此可知两极板间的场强不变，由=0可知变大，选项 C 错误、D 正确。故选 D。多选题 8、如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开始时，两小球分别静止在A、B位置。现外加一匀强电场E，在静电力作用下，小球绕轻杆中点O转到水平位置。取O点的电势为 0。下列说法正确的有（）9 A电场E中A点电势低于B点 B转动中两小球的电势能始终相等 C该过程静电力对两小球均做负功 D该过程两小球的总电势能增加 答案：AB 解析：A沿着电场线方向，电势降低，A 正确；B由于O点的电势为 0，根据匀强电场的对称性，电势=又=，=，所以电势能=B 正确；CDA、B位置的小球受到的静电力分别水平向右、水平向左，绝缘轻杆顺时针旋转，两小球受到的静电力对两小球均做正功，电场力做正功，电势能减少，CD 错误。故选 AB。9、如图，圆心为的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和为该圆直径。将电荷量为(0)的粒子从点移动到点，电场力做功为2(0)；若将该粒子从点移动到点，电场力做功为。下列说法正确的是（）10 A该匀强电场的场强方向与平行 B将该粒子从点移动到点，电场力做功为0.5 C点电势低于点电势 D若只受电场力，从点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 答案：AB 解析：A由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的的思路，沿cd方向建立x轴，垂直与cd方向建立y轴如下图所示 在x方向有 W=Exq2R 在y方向有 2W=Eyq3R+ExqR 经过计算有 Ex=2，Ey=32，E=，tan=3 由于电场方向与水平方向成 60，则电场与ab平行，且沿a指向b，A 正确；B该粒从d点运动到b点，电场力做的功为 11 W=Eq2=0.5W B 正确；C沿电场线方向电势逐渐降低，则a点的电势高于c点的电势，C 错误；D若粒子的初速度方向与ab平行则粒子做匀变速直线运动，D 错误。故选 AB。10、如图所示，半径为R的光滑绝缘空心圆形细管道竖直固定放置，A、B 为置于管道中的可视为点电荷的带电小球，其中小球 A 固定在管道的最低点M处，小球 B 可以自由滑动。平衡时，小球 B 静止在管道中的N处，M、N连线与竖直方向成 30角。已知小球 B 所带电荷量为3q，质量为m，重力加速度为g，不计小球大小和管道内径，则（）A小球 A 一定带正电 B小球 A 在N处产生的电场强度大小为 C小球 A 所带电荷量的绝对值为2 D小球 A 所带电荷量的绝对值为32 答案：BD 解析：A由于不知道小球 B 的电性，所以无法判断小球 A 的电性。故 A 错误；B由平衡条件分析得，小球 B 的受力情况只能是如下图 12 由平行四边形定则得 cos30=12 解得库仑力为 =3 小球 A 在N处产生的电场强度大小为 =B=3=故 B 正确；CD由几何关系得两电荷间的距离为 =2cos30 根据库仑定律得 =AB2 联立解得 A=32 故 C 错误，D 正确。故选 BD。填空题 13 11、匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为13V、20V、29V。完成下列填空：（1）电场强度的大小为_V/cm；（2）坐标原点处的电势为_V；（3）电子在a点的电势能比在b点的高_eV；（4）电子从b点运动到c点，电场力做功为_eV.答案：2.5 4 7 9 解析：（1）1沿x方向的场强大小为=29 138V/cm=2V/cm 沿y方向的场强大小为=29 206V/cm=1.5V/cm 故该电场的电场强度为 =+=2.5V/cm（2）2在匀强电场中，相互平行的等距离两点间的电势差相等，即为 =所以原点O的电势为 14 =4V（3）3根据电势能的定义可知，电子在a点的电势能为 p=13eV 电子在b点的电势能为 p=20eV 则电子在a点的电势能比在b点的高 p=p p=7eV（4）4电子从b点运动到c点，电场力做功为=(20 29)=9eV 12、场源电荷Q210-4C，是正点电荷；检验电荷q210-5C，是负点电荷，它们相距r2m 而静止，且都在真空中，如图所示。求：(1)q受的静电力等于_N；(2)q所在的B点的场强大小EB_V/m；答案：9 4.5105 解析：(1)1由库伦定律=2可知，F=9N。(2)2由=2可知，E=4.5105V/m。