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专题 01 静电场及其应用
考点一 电荷
1．（2024·乌海期末）已知一个电子所带电量 ，现乌海市第一中学有位同学发现某本资
料书上有个数值很模糊，根据你所学知识，推断该数值不可能是下列哪一个？（ ）
A．0.03C B． C．4.8C D．
【答案】D
【详解】所有带电体所带电量都是e的整数倍，所以ABC均有可能，D不可能。
故选D。
2．（2024·遵义期末）物理学发展至今，科学家们总结了许多物理学的研究方法。以下说法正确的是
（ ）
A．功的概念的提出，主要用了比值定义法
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学科网（北京）股份有限公司B．元电荷概念的提出，主要用了理想模型法
C．“探究加速度与力、质量的关系”实验中，主要用了控制变量法
D．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，主要用了控制变量法
【答案】C
【详解】A．力和在力的方向上发生位移的乘积叫做功，功的概念的提出，没有用到比值定义法，A
错误；
B．元电荷是指最小的电荷量，元电荷概念的提出，没有用到理想模型法，B错误；
C．“探究加速度与力、质量的关系”实验中，主要用了控制变量法：先控制物体的质量不变，探究
物体的加速度与力的关系，再控制力不变，探究加速度与质量的关系，C正确；
D．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，没有用到控制变量法，主要用到了等效替代法：
两个力的作用效果与一个力的作用效果相同，D错误。
故选C。
3．（2024·天津期末）下列有关说法正确的是（ ）
A．质子和电子都是元电荷
B．任何带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍
C．感应起电现象说明电荷可以创生或消灭
D．法国物理学家库仑最早测出了元电荷的数值
【答案】B
【详解】A．最小的电荷量叫元电荷，不是指电子和质子，故A错误；
B．自然界中任何带电体的电荷量都是元电荷电量的整数倍，故B正确；
C．由电荷守恒定律可知，电荷不可能凭空产生，也不可能凭空消失，故C错误；
D．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，故D错误。
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学科网（北京）股份有限公司故选B。
4．（2024·眉山期末）关于元电荷，下列论述正确的是（ ）
A．把质子或电子称为元电荷
B．元电荷是一个电子所带电荷量的大小，没有正负之分
C．电子带有最小的负电荷，其电荷量称为元电荷
D．物体所带的电荷量称为元电荷
【答案】B
【详解】A．质子或电子是带电粒子，所带的电荷量的绝对值称为元电荷，故A错误；
BC．把电子所带电荷量的大小称为元电荷，则电子带有最小的负电荷，故B正确，C错误；
D．物体所带电荷量为元电荷量或元电荷量的整数倍，故D错误。
故选B。
考点二 库仑定律
5．（2024·南京期末）如图是探究库仑力的装置，将两块金属圆片A、B分别固定在绝缘支架上，下
支架固定在高精度电子秤的托盘上，上支架贴上距离标尺，穿过固定支架的小孔安置。现将电子秤示
数清零后，给A、B带上同种电荷。下列说法错误的是（ ）
A．实验中A、B所带电荷量可以不相等
B．A对B的库仑力与B对A的库仑力大小相等
学科网（北京）股份有限公司
学科网（北京）股份有限公司C．电子秤的示数与A、B间的距离成反比
D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，电子秤的示数减半
【答案】C
【详解】A．库仑力是电荷间的相互作用力，库仑力与电荷所带电荷量的多少有关，与电荷间的距离
有关，在探究库仑力的规律时，不一定A、B所带电荷量必须相等，故A正确，不符合题意；
B．A对B的库仑力与B对A的库仑力是一对相互作用力，故大小相等，故B正确，不符合题意；
C．两电荷间的库仑力与它们间的距离的二次方成反比，故C错误，符合题意；
D．用与A相同且不带电的金属圆片C与A接触后移开，则C与A分别所带电荷量是原A所带电荷量
的一半，因A、B间的库仑力与它们所带电荷量的乘积成正比，所以电子秤的示数将减半，故D正
确，不符合题意。
故选C。
6．（2024·德阳期末）如图所示，用两根等长的轻质绝缘细线把两个可视为点电荷的小球A、B悬挂
在 点。两小球静止时，细线与竖直方向的夹角分别为α和β，两小球的质量分别为 和 ，电荷
量绝对值分别为 和 。已知α大于β，则（ ）
A． 一定大于 B． 可能等于
C． 可能等于 D． 一定大于
【答案】B
【详解】CD．对两球受力分析，如图所示
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学科网（北京）股份有限公司根据共点力平衡和几何关系可得
由于
已知α大于β，则
则有
即
故CD错误；
AB．两球间的库仑力是作用力与反作用力，一定相等，与两个球带电量的多少无关，不能确定电荷
的多少，则 可能等于 ，故A错误，B正确。
故选B。
7．（2024·辽宁期末）下列说法中正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．元电荷就是质子，带有 的正电荷
B．同一个带电的橡胶球有时可以被看作是点电荷，有时不可以被看作是点电荷
C．物体所带的电荷量可以是任意值
D．摩擦起电，是因为摩擦创造了新的电荷
【答案】B
【详解】A．元电荷是带电体的最小带电量，等于质子的电荷量，大小为 ，故A错误；
B．带电体是否可以看成质点，取决于带电体在研究的问题中形状大小是否可以忽略不计，所以同一
个带电的橡胶球有时可以被看作是点电荷，有时不可以被看作是点电荷，故B正确；
C．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，故C错误；
D．摩擦起电，是电子从一个物体转移到另一个物体上，并没有创造新的电荷，故D错误。
故选B。
8．（2024·新乡期末）如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板上，下端分别系
有带异种电荷的小球A、B（均可视为点电荷）。小球处在方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细
绳与竖直方向的夹角大小相等，小球A、B的质量分别为m 、m ，带电荷量大小分别为q 、q 。下列
1 2 1 2
说法正确的是（ ）
A．小球A一定带正电
B．若q >q ，则有可能m =m
1 2 1 2
C．若q >q ，则一定有m >m
1 2 1 2
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学科网（北京）股份有限公司D．若q
m 1 2 1 2 【答案】C 【详解】A．对小球A受力分析可知，小球A除了重力和绳子的拉力外，应受到水平向左的力，因异 种电荷，库仑力向右，因此受水平向左的电场力，一定带负电，故A错误； BCD．设连接小球A、B的细绳上的弹力大小分别为F 、F ，小球A、B间的库仑力大小为F ，匀强 1 2 库 电场的电场强度大小为E，细绳与竖直方向的夹角为α，则有 解得 ， 故C正确，BD错误。 故选C。 考点三 电场 电场强度 9．（2024·承德期末）在直角三角形的顶点 处固定一个带正电的点电荷，在 处固定一个带负电的 点电荷， 、 、 。当在该三角形所在的平面内加一电场强度大小为 、方 向与 平行的匀强电场时， 点的合电场强度为0，下列说法正确的是（ ） A． 处和 处点电荷的电荷量大小的比值为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司B． 处和 处点电荷的电荷量大小的比值为 C．若将匀强电场的方向顺时针改变90°，则 点的合电场强度为 D．若将匀强电场的方向改成与原来的方向相反，则 点的合电场强度为 【答案】A 【详解】AB． 处的点电荷带正电，在P点的场强方向由M指向P； 处的点电荷带负电，在P点 的场强方向由P指向Q；在该三角形所在的平面内加一方向与 平行的匀强电场时， 点的合电场 强度为0，则匀强电场与M、Q处点电荷在P点的合场强大小相等、方向相反。M、Q处点电荷在P 点的合场强平行于MQ，如图 由 ， ， 解得 处和 处点电荷的电荷量大小的比值为 故A正确，B错误； C．若将匀强电场的方向顺时针改变90°，则 点的合电场强度为 ，故C错误； D．若将匀强电场的方向改成与原来的方向相反，则 点的合电场强度为 ，故D错误。 故选A。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司10．（2024·扬州期末）a、b是同一条电场线上的两点，这两点的电场强度分别为 、 。则 （ ） A． ，方向相同 B． ，方向不同 C． ，方向相同 D． ，方向不同 【答案】B 【详解】根据电场线的疏密程度可知 根据电场强度方向沿着电场线切线方向，可知a、b两点的电场强度方向不同。 故选B。 11．（2024·绥化期末）如图所示为真空中两点电荷A、B形成的电场中的部分电场线，已知该电场线 关于图中虚线对称，O点为A、B两点电荷连线的中点，a、b为A、B两点电荷连线的中垂线上关于 O点对称的两点，则下列说法正确的是（ ） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司A．A、B可能为等量异号点电荷 B．a、b两点处无电场线，故其电场强度为零 C．将一电子沿虚线从a点移动到b点，电场力先做负功，后做正功 D．同一试探电荷在a、b两点处所受的电场力大小相等，方向相反 【答案】D 【详解】A．根据电场线的特点从正电荷出发到负电荷终止及对称性可以判断，A、B是两个等量同种 正点电荷，故A错误； B．电场线只是形象描述电场的假想曲线，a、b两点处无电场线，但电场强度不为零，故B错误； C．电子所受电场力方向与电场方向相反，则将一电子沿虚线从a点移动到b点，电场力先做正功， 后做负功，故C错误； D．由对称性可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相反，则同一试探电荷在a、b两点处所受的 电场力大小相等，方向相反，故D正确。 故选D。 12．（2024·河北期末）下列说法正确的是（ ） A．电荷量是不能连续变化的物理量 B．只要带电体的电荷量足够小，该带电体就可以视为点电荷 C．电场线总是从负电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷 D．当一个带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带同种电荷 【答案】A 【详解】A．任何电荷所带的电量只能是元电荷的整数倍，则电荷量是不能连续变化的物理量，选项 A正确； B．带电体看作点电荷的条件是带电体的大小及带电量对所研究的问题有无影响。带电体的电荷量足 够小，也不一定将该带电体视为点电荷，选项B错误； 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司C．电场线总是从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，选项C错误； D．当一个带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，选项D错误。 故选A。 13．（2024·北京期末）如图所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图，在M点放置一个电荷量 大小为q的负试探电荷，受到的静电力大小为F，以下说法中正确的是（ ） A．如果M点处试探电荷的电荷量变为2q，该处电场强度变为 B．M点处的电场强度方向与负试探电荷所受静电力的方向相同 C．由电场线分布图可知M点处的电场强度比N点处的电场强度大 D．a、b为异种电荷 【答案】D 【详解】A．电场强度与试探电荷无关，可知，如果M点处试探电荷的电荷量变为2q，该处电场强度 仍然为 故A错误； B．电场强度的反向与正电荷所受电场力的方向相同，可知，M点处的电场强度方向与负试探电荷所 受静电力的方向相反，故B错误； C．电场线分布的疏密程度表示电场的强弱，根据图像可知，M点位置电场线分布比N点电场线分布 稀疏一些，则M点处的电场强度比N点处的电场强度小，故C错误； 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司D．图中电场线起源于右侧点电荷，终止于左侧的点电荷，可知，图中右侧为正点电荷，左侧为负点 电荷，即a、b为异种电荷，故D正确。 故选D。 考点四 静电的防止与利用 14．（2024·南京期末）关于以下场景的说法错误的是（ ） A．图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上 B．如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的静电 C．图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附 D．如图丁所示，我们在户外遇到雷暴天气，可以停留在山顶或高大的树下躲避 【答案】D 【详解】A．根据图甲可知，极板A与电源正极链接，极板A带正电，带负电的尘埃受到指向极板A 的电场力作用，带负电的尘埃被收集在带正电的极板A上，故A正确，不符合题意； B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人身上的静电，故B正确，不符合 题意； C．图丙中摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带 负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，故C正确，不符合题意； D．我们在户外遇到雷暴天气，在山顶或高大的树下躲避容易引发尖端放电，造成人体伤害，故D错 误，符合题意。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司15．（2024·临夏期末）图甲为户外高压输电线路，在三条高压输电线的上方还有两条导线，这两条 导线与大地相连；图乙是穿戴若含金属丝制成的工作服的工程技术人员对高压输电线路进行带电检修 作业。以下说法中正确的是（ ） A．图甲中三条高压输电线上方的两条导线主要起稳定输电线路的作用 B．图甲中三条高压输电线与上方两条导线间的电场强度为零 C．图乙中金属丝制成的工作服内电场强度为零 D．图乙金属丝制成的工作服与图甲中高压输电线上方的两条导线作用不同 【答案】C 【详解】AB．图甲中三条高压输电线上方的两条导线与大地连接，形成一个稀疏的金属网，可以把 高压线屏蔽起来，免遭雷击之类的损伤，三条高压输电线与上方两条导线间的电场强度并不为零，方 向由高压线指向上方两条导线，故AB错误； C．由于屏蔽作用，图乙中金属丝制成的工作服内电场强度为零，故C正确； D．金属丝制成的工作服与图甲中高压输电线上方的两条导线都是起到屏蔽作用，作用相同，故D错 误。 故选C。 16．（2024·淄博期末）武当山主峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常 会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，如图所示。 下列说法正确的是（ ） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司A．金殿是由绝缘体构成的 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生很强的电场 D．金殿如果安装了避雷针，雷火炼殿现象仍会经常出现 【答案】B 【详解】AC．雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一个优良导体，由于静电屏蔽作用，大 殿内的场强为零，故AC错误； B．金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以断 定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，故B正确； D．金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空聚集的电荷将被导入大地，将不会出现雷火炼殿现 象，故D错误。 故选B 17．（2024·乌鲁木齐期末）（多）下列描述中涉及静电屏蔽原理的是（ ） A．空气中的带电粉尘运动到板状收集器上 B．燃气灶中的电子点火器的电极呈钉尖形 C．高压输电线上方有两条与大地相连的导线 D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成 【答案】CD 【详解】A．空气中的带电粉尘运动到板状收集器上是利用带电粉尘受电场力加速运动，故A错误； 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司B．燃气灶中的电子点火器的电极呈钉尖形利用高压尖端放电的原理，故B错误； C．高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金 属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故C正确； D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成，是利用了静电屏蔽的原理，故 D正确。 故选CD 。 18．（2024·镇江期末）如图所示，位于竖直平面内的半径为 的均匀带正电的细圆环，电荷量为 。 圆环在其轴线上距离圆心等于 处的A点的场强为 现将圆环撤去，在圆环的圆心处放置一个电荷量 是 的电荷，使得A点的场强仍为 ，则 的大小是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】将圆环等分为n个小段，当n相当大时，每一小段都可以做点电荷，其所带电荷量为 每一点电荷在A处的场强为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司对称性知，各小带电环在A处的场强的垂直于轴向的分量相抵消，而轴向分量之和即为带电环在A处 的场强 现将圆环撤去，在圆环的圆心处放置一个电荷量是 的电荷，使得A点的场强仍为 ，则 解得 故C。 19．（2024·台州期末）如图所示，充电后的平行板电容器竖直放置在水平绝缘地板上，将一根光滑 绝缘细绳系在电容器 、 极板上的A、 两点（ 点高于A点），再将一带正电的小球（可视为质 点）悬挂在细绳上并处于静止状态。电容器不漏电，两板间的电场可视为匀强电场，小球始终未与极 板接触。经下列操作，待小球再次稳定后，细绳张力一定变小的是（ ） A．A点下移一小段距离 B．略微增大极板所带的电荷量 C． 板向左平移一小段距离 D．正负极板电荷量不变，电性互换 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司【答案】D 【详解】A．重力与电场力的合力F为定值，方向斜向右下，则球两边绳子拉力的合力与F等大反 向，即两边绳子拉力的合力为定值，若A点下移一小段距离，球两边绳子之间的夹角增大，即沿两边 绳子方向的两个拉力的夹角增大，而合力一定，则细绳张力一定变大，故A错误； B．略微增大极板所带的电荷量，电场力增大，重力与电场力的合力增大，则细绳张力一定变大，故 B错误； C． 板向左平移一小段距离，沿两边绳子方向的两个拉力的夹角增大，而合力一定，则细绳张力一 定变大，故C错误； D．正负极板电荷量不变，电性互换，则重力与电场力的合力大小不变，方向斜向左下，则沿两边绳 子方向的两个拉力的合力方向指向右上，沿两边绳子方向的两个拉力的夹角减小，则细绳张力一定变 小，故D正确。 故选D。 20．（2024·石景山期末）如图所示，用绝缘支架将带电荷量为+Q的小球a固定在O点，一粗糙绝缘 直杆与水平方向的夹角θ=30°，直杆与小球a位于同一竖直面内，杆上有A、B、C三点，C与O两点 位于同一水平线上，B为AC的中点，OA=OC=L。小球b质量为m，带电荷量为-q，套在直杆上，从 A点由静止开始下滑，第一次经过B点时速度是v，运动到C点时速度为0。在+Q产生的电场中取C 点的电势为0，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ） A．小球b经过B点时加速度为0 B．小球b从A点到C点过程中产生的内能为 C．小球b的电势能最小值为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司D．小球b到C点后又从C点返回到A点 【答案】C 【详解】B．根据几何关系有 小球b从A点到C点过程中，根据动能定理有 解得小球b从A点到C点过程中产生的内能为 故B错误； A．小球b从A点到B点过程中，库仑力逐渐增大，摩擦力逐渐增大，小球b从B点到C点过程中， 库仑力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，由于 可得 即小球b重力沿直杆向下的分力等于小球b从A点到C点过程中受到的平均摩擦力，B点处小球b受 到的摩擦力最大，则小球b重力沿直杆向下的分力小于B点处小球b受到的摩擦力，小球b经过B点 时加速度不为0，故A错误； C．B点离小球a最近,B点的电势最高，小球b的电势能最小，根据对称性有 小球b从B点到C点过程中，根据动能定理 其中 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司小球b的电势能最小值为 故C正确； D．从C点返回到A点需克服摩擦力、重力做功，C点速度为零，A、C两点电势相等，故小球b到C 点后不能从C点返回到A点，故D错误。 故选C。 21．（2024·南阳期中）如图所示，半径为 的带电荷量为 的绝缘圆环，圆心为 ，电荷量均匀分 布。 为圆环的三等分点， 。现将 两处长为 的电荷取走， 点放置一电荷量 为 的点电荷， 处电场强度恰好为0，则（ ） A． 处的点电荷一定带正电 B． 点电场强度为零 C． 的绝对值为 D． 两点电场强度相同 【答案】C 【详解】AC．圆环上的电荷在 点产生的电场强度为0，取走 两处电荷后， 两点关于 点 对称的两点分别为 ，产生的电场强度矢量和水平向右，与 点处的 在空间叠加后， 点电场 强度为0，所以 一定为负电荷 解得 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司A错误，C正确； B． 处的点电荷一定带负电，故 点电场强度一定向左，B错误； D． 两点电场强度方向不同，D错误。 故选C。 22．（2024·成都期末）如图所示，空间有电荷量分别为 和 的两个点电荷，其连线水平。在竖 直平面内，内壁光滑的绝缘细弯管关于 连线对称放置，细管的上下端口恰好在 连线的中垂线 上。电荷量为＋q的小球以初速度 从上端管口无碰撞进入细管，在管内运动过程中机械能守恒，则 （ ） A． B．细管上各点的电场强度方向均与细管垂直 C．在 的连线上，中点的电场强度最小 D．小球从细管下端飞出时速度为 【答案】B 【详解】A．带电小球在运动过程中始终机械能守恒，则小球在运动过程中电势能保持不变，题干图 中细管所在的弧线是一等势线，所以有 Q ＞Q 1 2 故A错误； B．根据电场线与等势线处处垂直，所以细管各处的电场强度方向均和细管垂直，故B正确； 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司C．当两个是等量异种电荷的时候，中点是场强最小的点，但是现在二者是非等量异种电荷，且 ，所以场强最小的点会相应的向右偏移，故C错误； D．小球以初速度v 从上端的管口恰好无碰撞地进入细管，且在运动过程中机械能始终保持不变，但 0 是小球从细管下端飞出时因为重力做正功，所以小球离开的速度大于v ，故D错误。 0 故选B。 23．（2024·宝鸡期末）如图所示，三个点电荷依次位于竖直面内等边三角形的三个顶点，M、N分别 为AB、BC的中点，两处电场方向分别竖直向下、向上。已知M处的场强大小为E，则N点处的场强 大小为（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】因为M点电场强度竖直向下，则C为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷 在M点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为q，电性与A相同，又N点电场强度竖 直向上，可得A处电荷在N点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司可知A处电荷为正电荷，所以A、B、C均为正电荷，如图所示 由几何关系 即 其中 解得 根据 整理解得 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司故选B。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司
