通用版带答案高中物理必修三第十章静电场中的能量微公式版知识点总结归纳

单选题1、小明同学用自制的验电器进行了一些探究实验。如图所示，小明使验电器带了负电荷，经过一段时间后，他发现该验电器的金属箔片（用包装巧克力的锡箔纸制作）几乎闭合了。关于此问题，他跟学习小组讨论后形成了下列观点，你认为正确的是（）A．小球上原有的负电荷逐渐消失了B．在此现象中，正电荷从金属球转移到金属箔中，中和了负电荷C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D．该现象是由于电子的转移引起的，不再遵循电荷守恒定律答案：C带负电的验电器在潮湿的空气中，经过一段时间后，小球上的负电荷（电子）被潮湿的空气导走了，但电荷在转移的过程中仍然守恒，故C正确，ABD错误。故选C。2、下列关于静电的说法中，正确的是（）A．摩擦起电创造了电荷B．油罐车后面拖一根铁链是为了防止静电C．物体所带电荷量可以是任意的D．丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引铁钉答案：BA.

摩擦起电是电荷的转移，并非创造了电荷，选项A错误；B.

油罐车后面拖一根铁链是为了将静电导入大地，从而防止静电的危害，选项B正确；C.

物体所带电荷量只能是元电荷的整数倍，不可以是任意的，选项C错误；D.

丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，不能吸引铁钉，选项D错误。故选B。3、如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是（

）A．金属球将产生出正电荷B．点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零C．金属球左侧将出现负的净电荷D．A的内部合电场强度处处为零答案：DA．感应起电的实质电子的转移，没有产生新的电荷，故A错误；BD．由于球处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，即正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零，正点电荷Q在球心处产生的场强方向向左，所以感应电荷在球内球心处产生的场强方向向右，故B错误，D正确；C．达到静电平衡后，金属球右侧将出现负的净电荷，属球左侧将出现正的净电荷，故C错误。故选D。4、如图所示为等量同种电荷的电场线分布规律，则A、B两点的场强关系为（

）A．EA<EBB．EA>EBC．EA=EBD．无法判断答案：A电场线的疏密反映电场强度的大小，由于A处电场线比B处的电场线稀疏，所以EA<EB故选A。5、如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点放一个静止的负电荷（重力不计），下列说法中正确的是（

）A．从P到O，一定加速度越来越小，速度越来越大B．从P到O，可能加速度先变大，再变小，速度越来越大C．越过O点后，加速度一直变大，速度一直变小D．越过O点后，加速度一直变小，速度一直变小答案：BAB．在等量同种电荷连线中垂线上电场强度方向O→P，负点电荷q从P点到O点运动的过程中，电场力方向P→O，速度越来越大。但电场线的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况无法判断，但可能是加速度先变大后变小。A错误，B正确。CD．越过O点后，负电荷q做减速运动，则点电荷运动到O点时速度最大。电场力为零，加速度为零。根据电场线的对称性可知，越过O点后，负电荷q做减速运动，加速度的变化情况：先增大后减小；对于速度一直减小，CD错误。故选B。6、在物理学的重大发现中，科学家用到了许多物理思想与研究方法，关于所用研究方法的叙述中正确的是（）A．电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷量，采用了等效替代法B．根据速度定义式，当时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，采用了极限思维法C．伽利略在研究自由落体的运动时采用了理想实验法D．用比值法定义的概念在物理学中占相当大的比例，如场强，加速度都是采用比值法定义的答案：BA．电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷量，忽略带电体的体积大小和形状，采用了理想模型法，故A错误；B．根据速度定义式

当

Δt→0

时，v就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，这里运用了极限思想，故B正确；C．伽利略在研究自由落体的运动时采用了将实验和逻辑相结合的方法，故C错误；D．公式是牛顿第二定律的表达式，加速度的比值定义是故D错误。故选B。7、19世纪30年代，法拉第首先提出了电场概念，并用电场线简洁、形象的描述电场。对于静电场，以下认识正确的是（

）A．质子在电场中由静止释放，它的运动轨迹和电场线一定重合B．电子只在电场力的作用下，一定逆着电场线的方向运动C．在电场中可能存在闭合的电场线D．在电场中不可能存在平行直线且相邻间距不相等的电场线答案：DA．当电场线为直线时，质子由静止释放，它的运动轨迹和电场线重合；若电场线为曲线时，质子由静止释放，它的运动轨迹和电场线不重合，故A错误；B．当电场线为直线，电子具有与电场方向相同的初速度时，电子先顺着电场线做减速运动，减速至零后再逆着电场线做加速运动，故B错误；C．电场线不闭合，始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷，故C错误；D．电场线平行且间距相等的电场是匀强电场，不存在平行且相邻间距不相等的电场线，故D正确。故选D。8、关于电场强度定义式和点电荷电场强度公式，下列说法正确的是（

）A．和都只对点电荷产生的电场才成立B．中的E是式中q所产生的电扬的场强大小C．中的E是某电场的场强，式中Q是放入此电场中的点电荷D．在某一电场中，根据，当q变为两倍，q所受到的电场力F也变为两倍答案：DA．公式对所有电场都成立，故A错误；B．中，q是试探电荷，电场强度与试探电荷无关，并不是试探电荷产生的，故B错误；C．中的E是点电荷在某点产生的场强，式中Q是产生此电场的场源电荷，故C错误；D．在某一电场中，根据，当q变为两倍，电场强度不变，则q所受到的电场力F也变为两倍，故D正确。故选D。9、如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是（

）A．B．C．D．答案：D金属内部由于处于静电平衡状态，因此内部每点的合电场强度都为零，即盒内的每一点感应电荷产生的电场强度斗鱼点电荷-Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反。即感应电荷的电场线与点电荷-Q的电场线重合，但方向相反。故ABC错误，D正确。故选D。小提示：感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡，要理解并掌握静电平衡的特点。10、下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（）A．加速度、电场强度的定义都运用了比值法B．合外力对物体做功为负，物体的机械能一定不守恒C．驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯D．“蛋碎瓦全”，说明瓦片撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击瓦片的力答案：CA．电场强度用了比值定义法，而加速度是牛顿第二定律表达式，是加速度大小的决定式，不是比值定义法，故A错误；B．合外力对物体做功为负，物体的动能一定会改变，但是机械能不一定会发生变化，比如向上抛出一个小球，故B错误；C．汽车转弯时需要由摩擦力来提供向心力，驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯，故C正确；D．瓦片撞击鸡蛋的力和鸡蛋撞击瓦片的力为一对相互作用力，二者大小相等，反向相反，故D错误。故选C。11、如图所示，在倾角为

α

的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为

k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与

A

球连接。A、B、C

三小球的质量均为

M，qA

q0

0，qB

q0，当系统处于静止状态时，三小球等间距排列。已知静电力常量为

k，则（

）A．qCq0B．弹簧伸长量为C．A

球受到的库仑力大小为2MgD．相邻两小球间距为

q0答案：AA．对

C

球进行受力分析可得，它受到

2

个方向相反的库仑力、重力、支持力，由于

A与B、B

与

C

间距相等，由库仑定律可得，B

对

C

的库仑力是

A

对

C

库仑力的

4

倍，因此

C

球应为正电荷才能受力平衡。设

A、B

间距为l

，对

B

进行受力分析，由平衡条件可得：Mgsinα+k=

k对

C进行受力分析，由平衡条件可得Mgsinα+k=

k联立解得qC

q0选项A正确；B．把A、B、C

三小球看作整体，设弹簧伸长量为

x

，由平衡条件可知k0x=3Mgsinα解得x=3选项B错误；C．对A进行受力分析，设A

球受到的库仑力大小为F，由平衡条件可知k0x=Mgsinα+F解得F=2

Mgsinα选项C错误；D．由Mgsinα+k=

k可得l=

q0选项D错误。故选A。12、在点电荷-Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面附近一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强EA′和EB′的方向在下列几个选项对应的图中最有可能的是（

）A．B．C．D．答案：C金属球处于静电平衡状态，则金属球内部电场强度处处为零，点电荷在A点产生的电场强度和感应电荷在A点激发的电场强度等大反向，点电荷在A点产生的电场强度从A点指向，因此，感应电荷在A点激发的电场强度沿两点连线指向背离的方向；金属球处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，根据电场线与等势面之间的关系可知，球外表面附B点的点场线垂直于金属球表面，如图所示根据矢量叠加原理，B点所激发的附加场强EB′的方向在角度范围内都是有可能的。结合以上分析可知C正确。故选C。13、下列说法中正确的是（）A．点电荷与匀强电场都是理想模型B．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中C．开普勒第三定律，k为常数，与中心天体质量无关D．功、重力势能、电场强度都是矢量答案：AA．点电荷与匀强电场都是科学抽象后的理想模型，故A正确；B．卡文迪许对引力常量进行了准确测定，故B错误；C．k为常数，与中心天体质量有关，故C错误；D．功、重力势能是标量，电场强度是矢量，故D错误。故选A。14、△ABC是匀强电场中一个边长为a的正三角形，O为该三角形的中心。若在△ABC的三个顶点A、B、C分别固定点电荷+q、+q、－q，如图所示，则O处的场强为零。据此可知，匀强电场电场强度的大小和方向为（

）A．，方向由C指向OB．，方向由O指向CC．，方向由C指向OD．，方向由O指向C答案：A由几何关系可知根据对称性以及电场强度的叠加可知三个点电荷在O点产生的合电场强度大小为方向由O指向C，由题意可知匀强电场与E大小相等、方向相反，所以其大小为，方向由C指向O，故A正确，BCD错误。故选A。15、如图所示，两条等长细线的A点悬挂一质量为0.1kg，带电荷量为2×10－6C的带电小球，细线与天花板的夹角为30°，A点离地面高度h＝0.3m，在MA的延长线上用一不计高度和质量的绝缘支架固定一质量为0.2kg，带电荷量与小球带电荷量相等的异性带电小球B，则以下选项错误的是（

）A．支架对地面的压力大小为1.95NB．A点的球会向右偏离原来的位置C．NA线的拉力大小为1ND．MA线的拉力大小为1.1N答案：BA．由几何知识得A、B两点间的距离为rAB＝＝2h＝0.6m两球间的库仑力大小为F＝k＝9.0×109×N＝0.1N以B和支架整体为研究对象，受力如图甲所示，根据平衡条件有FN＝m2g－Fsin30°＝0.2×10N－0.1N×＝1.95N由牛顿第三定律得，支架对地面的压力大小为1.95N，A正确，不符合题意；B．对A点小球受力分析，如图乙所示，因B在MA的延长线上，所以A点小球不会向右偏离原来的位置，B错误，符合题意；CD．由平衡条件有FMAsin30°＋FNAsin30°－m1g－Fsin30°＝0FMAcos30°－FNAcos30°－Fcos30°＝0解得FMA＝1.1NFNA＝1NCD正确，不符合题意。故选B。多选题16、如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。在静电平衡后，下列物理量中不为零的是（

）A．导体腔内任意点的电场强度B．导体外表面附近的电场强度C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量答案：BC静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，且内表面不带电；但导体接地，导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷量不为零，导体外表面附近的电场强度也不为零。故选BC。17、如图所示，在两个对接的固定绝缘光滑斜面上放置了电荷量大小均为q的两个小球A和B（均看成质点），两个斜面的倾角分别是30°和45°，小球A和B的质量分别是和若平衡时，两小球均静止在离斜面底端高度为h的同一水平线上，斜面对两个小球的弹力大小分别是和，静电力常量为k，下列说法正确的是（

）A．B．

C．D．若同时移动两球在斜面上的位置，只要保证两球在同一水平线上，则两球仍能平衡答案：ACBC．A处于静止状态，设A受到的库仑力为F，由平衡条件可得同理可得，对B满足联立可得故B错误，C正确；A．两小球间距为由库仑定律可得联立解得故A正确；D．若同时移动两球在斜面上的位置，由于距离变化导致库仑力变化，不再满足原来的平衡关系，故两球不能处于平衡状态，故D错误。故选AC。18、如图所示，在光滑绝缘水平面上，两个带等量正电的点电荷

M、N，分别固定在A、B两点，O为AB连线的中点，CD为AB的垂直平分线。在CO之间的F点由静止释放一个带负电的小球P，关于此后小球的运动说法正确的是（

）A．若小球P的带电量缓慢减小，则它离O点的最大距离不断增大B．若小球P的带电量缓慢减小，则它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断增大C．若点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中周期不断减小D．若点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，则小球P往复运动过程中振幅不断减小答案：ACDA．小球P在F点受力如图，设M、N的带电量为Q,小球P带电量为q，MF与AB夹角为

小球受到的合力为可知小球在O点两侧做往复运动，在O点时速度最大；若小球P的带电量缓慢减小，在电场某点的电场力在不断减小，从O向离O点的最远位置运动过程，根据动能定理有可知合力的平均值在逐渐减小，离O点的最大距离不断增大，故A正确；B．在最大距离返回时合力平均值在逐渐减小，根据上述式子可知，它往复运动过程中每次经过O点时的速率不断减小，故B错误；C．若点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，在电场某点的电场力在不断增大，加速度增大，速度变化快，则小球P往复运动过程中周期不断减小，故C正确；D．若点电荷M、N的带电量同时等量地缓慢增大，在电场某点的电场力在不断增大，加速度增大，减速的距离减小，则小球P往复运动过程中振幅不断减小，故D正确。故选ACD。19、如图所示为一对不等量异号点电荷的电场线，从C点到D点的虚线为不计重力的带电粒子运动轨迹，下列说法正确的是（

）A．A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量B．电场中各点的场强方向就是正电荷所受电场力方向C．图中没有电场线的空白区域没有电场D．不计重力的带电粒子带负电答案：ABA．据电场线的疏密程度可知，A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量，故A正确；B．电场中正电荷受到的电场力方向与该点的电场方向相同，故B正确；C．电场线是假想的，其疏密表示电场强度的大小，图中没有电场线的空白区域也有电场，故C错误；D．带电粒子仅在电场力作用下从C点运动到D点的轨迹，所受电场力指向弯曲一侧，且电场力方向与电场方向在同一直线上，可知带电粒子受到的电场力方向与电场方向相同，可知粒子带正电，故D错误。故选AB。20、如图所示，一水平放置的平行板电容器与电源相连，开始时开关闭合，一带电油滴沿两极板中心线方向以某一初速度射入，恰好沿中心线①通过电容器，则下列判断正确的是（

）A．油滴带负电B．保持开关闭合，将B板向上平移一定距离，可使油滴沿轨迹②运动C．保持开关闭合，将A板向上平移一定距离，可使油滴仍沿轨迹①运动D．断开开关，将B板向上平移一定距离，可使油滴沿轨迹②运动答案：ABA．开关闭合时，油滴做匀速直线运动，电场力与重力平衡，A极板和电源正极相连，场强方向向下，所以油滴带负电，A正确；B．保持开关闭合，电容器两端电压不变，B板上移，板间距d变小，由公式可知场强增大，电场力大于重力，粒子沿轨迹②运动，B正确；C．保持开关闭合，将A板向上平移一定距离，板间距d增大，由公式可知场强减小，电场力小于重力，所以粒子向下偏转，C错误；D．断开开关，电容器电荷量不变，将B板向上平移一定距离，由公式得可知场强与板间距无关，故场强不变，所以粒子沿轨迹①运动，D错误；故选AB。21、两个大小相同的带电金属球A、B的电荷量之比为4：3，所带电荷电性相反。若用另一个不带电的、与金属球A、B大小相同的金属球C与这两个球先后各接触一次，然后移走。金属球A、B间的距离保持不变且远大于它们的直径，则它们之间的库仑力可能变为原来的（

）A．B．C．D．答案：AB设A、B的电荷量为4q、-3q。则库仑力大小为若C先与A接触，则最后库仑力大小为若C先与B接触，则最后库仑力大小为故AB正确，CD错误。故选AB。22、如图所示，在空间施加方向水平向右的匀强电场，两带电小球A和B用相同的绝缘细绳通过小环悬挂在固定的水平横杆下，两细绳都恰好与水平横杆垂直，则（

）A．A带负电荷，B带正电荷B．A带正电荷，B带负电荷C．若减小两环间距，重新平衡时两环问距小于两球间距D．若减小两环间距，重新平衡时两环间距大于两球间距答案：ADAB．由图可知，两小球均在电场力和库仑力的作用下保持平衡。由于库仑力为相互作用，大小相等、方向相反，故两小球受到的电场力也一定方向相反，因此两小球一定带异种电荷；则A球所受库仑力向右，B球所受库仑力向左。匀强电场方向水平向右，故正电荷受电场力向右，其受库仑力一定向左，故B带正电荷，A带负电荷，故A正确，B错误；CD．当两环间距减小时，两球间距也在减小，则库仑力大于匀强电场的作用力，所以只有环间距大于球间距两球才能平衡，故C错误，D正确。故选AD。23、最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是（

）A．加油时可以通过整理衣服导走静电B．通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会导走身上的静电C．衣服上的静电产生方式属于接触起电D．加油前可以先通过洗手以消除静电答案：BDA．加油时整理衣服，衣物与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；B．通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B正确；C．衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故C错误；D．加油前可以先洗手，手比较湿润，可以消除静电，故D正确。故选BD。24、如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上，其中Q1位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带负电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标位置变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（

）A．Q2带负电且电荷量小于Q1B．沿x轴正方向ab连线上电势先降低再升高C．沿x轴正方向ab连线上电场力先做正功再做负功D．沿x轴正方向a点右侧场强先减小再增大答案：ACA．带负电的粒子在区间加速，说明在区间负粒子q所受电场力沿x轴正方向，电场方向沿x轴负方向；带负电的粒子在区间减速，说明在区间负粒子q所受电场力沿x轴负方向，电场方向沿x轴正方向，因此Q1带正电，Q2带负电，且Q2的电荷量小于Q1的电荷量，故A正确；B．粒子运动过程中只有静电力做功，动能与电势能之和为定值，由图象可知ab连线的中点x=3L处速度最大，即粒子q的动能最大，电势能最小，由于粒子q带负电，因此ab连线的中点电势最高，即ab连线上电势先升高再降低，故B错误；C．粒子从a到b的过程中速度先增大再减小，由动能定理知粒子从a到b的过程中，电场力先做正功再做负功，故C正确；D．沿x轴正方向a点右侧场强先减小到零，然后场强方向变为沿x轴正方向，但a点右侧场强不可能一直增大，无穷远位置场强为零，故D错误。故选AC。25、质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷，电荷量分别为qA和qB，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为与（＞）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别为vA和vB，最大动能分别为EkA和EkB。不考虑二者的碰撞，则（

）A．mA一定小于mBB．qA一定大于qBC．vA一定大于vBD．EkA一定大于EkB答案：ACDA．两小球受到的库仑力大小相等，设为F，对A、B根据平衡条件分别有根据以上两式，因为＞，所以mA一定小于mB，故A正确；B．无论qA和qB大小关系如何，二者所受库仑力大小都相等，根据题给条件无法判断qA和qB的大小关系，故B错误；C．两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，在到达最低点时速度最大，根据机械能守恒定律有解得所以由于两小球恰处于同一水平位置，所以因为＞，所以，则vA一定大于vB，故C正确；D．根据机械能守恒定律可得最大动能为所以结合前面分析可知EkA一定大于EkB，故D正确。故选ACD。填空题26、在场强为E的匀强电场中，固定一个电荷量为Q的点电荷，以Q为圆心画一个圆，A、B为直径上的两个端点，且连线平行于电场线，C、D为垂直电场线的直径上的两个端点，如图所示，已知B点的电场强度为零，则点电荷为______（填“正”或“负”）电荷；点电荷在B点处产生的电场强度大小为______；

A点的实际电场强度大小为______；C点的实际电场强度的大小为______。答案：

正

E

2E

[1][2]由题意，根据电场强度的叠加法则可知，点电荷在B点处产生的电场强度方向一定向左，且大小为E，所以点电荷为正电荷。[3][4]

A点的实际电场强度大小为C点的实际电场强度的大小为27、静电平衡时，导体____________没有净余电荷，电荷只分布在导体的____________。答案：

内部

表面[1][2]处于静电平衡状态下的导体，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体表面。28、如图所示是真空中两点电荷P、Q及其周围的电场线，其中Q带正电。（1）根据电场线分布情况，可判断P带___________（选填“正”或“负”）电。（2）A、B是电场中的两点，请在图中画出A点和B点的电场方向。___________答案：

负

[1]根据电场线的特点，电场线由正电荷或无穷远出发，终止在负电荷