2025新課改-高中物理-必修第3冊（20講）03 C靜電的防止與利用 提升版

2025新課改-高中物理-必修第3冊（20講）03C靜電的防止與利用提升版靜電的防止與利用知識點：靜電的防止與利用一、靜電平衡1．靜電平衡：導體內的自由電子不再發(fā)生定向移動的狀態(tài)．2．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內部的電場強度處處為0.3．導體上電荷的分布：(1)導體內部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面．(2)在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷．二、尖端放電1．空氣的電離：導體尖端電荷密度很大，附近的電場很強，強電場作用下的帶電粒子劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷分離的現(xiàn)象．2．尖端放電：與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被吸引，而與尖端上電荷中和，相當于導體從尖端失去電荷的現(xiàn)象．尖端放電的應用與防止：(1)應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施．(2)防止：高壓設備中導體的表面盡量光滑會減少電能的損失．三、靜電屏蔽靜電平衡時，空腔導體內表面沒有電荷，導體殼內空腔里的電場強度為0.外電場對殼(網)內的儀器不會產生影響的作用叫作靜電屏蔽．靜電屏蔽的應用：電學儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導線與大地相連．四、靜電吸附1．靜電吸附：在電場中，帶電粒子在靜電力作用下，向著電極運動，最后被吸附在電極上的現(xiàn)象．2．靜電除塵：當空氣中的塵埃帶電時，在靜電力作用下，塵埃到達電極而被收集起來的過程．3．靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，向作為正極的工件運動，并沉積在工件表面．4．靜電復?。簭陀C應用了靜電吸附的原理，復印機的有機光導體鼓表面涂覆有機光導體(OPC)，無光照時，OPC是絕緣體，受光照時變成導體．技巧點撥一、靜電平衡1．處于靜電平衡狀態(tài)的導體內部場強為零的本質是外電場E0和感應電荷產生的電場E′的合場強為0，即E0＝－E′.2．孤立的帶電導體處于靜電平衡狀態(tài)，內部場強為0的本質是分布在導體外表面的電荷在導體內部的合場強為0.3．靜電平衡時，導體上的電荷分布規(guī)律：(1)凈電荷只分布在導體外表面，內部沒有凈電荷．(2)感應電荷分布于導體兩端，電性相反，電荷量相等，近異遠同，如圖甲所示．(3)凈電荷在導體外表面的分布不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，如圖乙所示．甲乙二、尖端放電靜電屏蔽1．靜電屏蔽的實質靜電屏蔽的實質是利用了靜電感應現(xiàn)象，使金屬殼內感應電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內兩種電場并存，矢量和為零．2．靜電屏蔽的兩種情況導體外部電場不影響導體內部接地導體內部的電場不影響導體外部圖示實現(xiàn)過程因場源電荷產生的電場與導體球殼表面上感應電荷在空腔內的合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，起到屏蔽外電場的作用當空腔外部接地時，外表面的感應電荷因接地將傳給地球，外部電場消失，起到屏蔽內電場的作用最終結論導體內空腔不受外界電荷影響接地導體空腔外部不受內部電荷影響本質靜電感應與靜電平衡，所以做靜電屏蔽的材料只能是導體，不能是絕緣體例題精練1．（2021?海淀區(qū)二模）如圖所示，先用金屬網把不帶電的驗電器罩起來，再使帶正電金屬球靠近金屬網。下列說法中正確的是（）A．驗電器的金屬球帶負電 B．若將金屬網接地，箔片會張開 C．金屬網罩和帶正電的金屬球電勢相等 D．拿掉金屬網，驗電器的箔片會張開2．（2021春?瑤海區(qū)月考）如圖所示，在水平放置的光滑挖地金屬板中點的正上方，有帶正電的點電荷Q，一表面絕緣帶正電的金屬球（可視為質點，且不能響原電場）自左以速度v0開始在金屬板上向右運動，在運動過程中（）A．小球做先減速后加速運動 B．小球做先加速后減速運動 C．小球受的電場力不做功 D．電場力對小球先做正功后做負功隨堂練習1．（2020秋?濱海新區(qū)期末）某同學在研究靜電感應時，用帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的金屬箔片張開。驗電器上感應電荷的分布情況正確的是（）A． B． C． D．2．（2020秋?海淀區(qū)期中）如圖所示，將一個半徑為r的不帶電的金屬球放在絕緣支架上，金屬球的右側放置一個電荷量為Q的帶正電的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離也為r。由于靜電感應在金屬球上產生感應電荷。設靜電力量為k。則關于金屬球內的電場以及感應電荷的分布情況，以下說法中正確的是（）A．電荷Q與感應電荷在金屬球內任意位置激發(fā)的電場場強都是等大且反向的 B．感應電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場強度E＝k，方向向右 C．感應電荷均勻分布在金屬球內部 D．金展球右側表面的電勢高于左側表面3．（2020?朝陽區(qū)二模）某同學設想了一個奇妙的靜電實驗。如圖所示，在帶電體C附近，把原來不帶電的絕緣導體A、B相碰一下后分開，然后分別接觸一個小電動機的兩個接線柱，小電動機便開始轉動。接著再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分開，再和小電動機兩接線柱接觸。重復上述步驟，小電動機便能不停地轉動。下列說法正確的是（）A．小電動機一直轉動下去，不會消耗A、B、C和小電動機系統(tǒng)以外的能量 B．A、B相接觸放在C附近時，A的電勢高于B的電勢 C．A、B相接觸放在C附近時，A內部中心點的場強等于B內部中心點的場強 D．若不考慮小電動機內電阻的變化，則小電動機的電流與其兩端的電壓成正比綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（2019秋?綏江縣校級期末）如圖所示，空心導體上方有一靠近的帶有正電的帶電體。當一個重力不計的正電荷以速度v水平飛入空心導體內時，電荷將做（）A．向上偏轉的類平拋運動 B．向下偏轉的類平拋運動 C．勻速直線運動 D．變速直線運動2．（2020秋?瀘縣校級月考）如圖所示，帶電小球A附近有用絕緣支架支撐著的金屬導體B，當開關S1、S2斷開時，導體B左端帶有負電荷，右端帶有正電荷。下列說法中正確的是（）A．閉合開關S1，則導體B左端不再帶有電荷 B．閉合開關S1，則導體B兩端不再帶有電荷 C．閉合開關S2，則導體B左端不再帶有電荷 D．閉合開關S2，則導體B右端不再帶有電荷3．（2019秋?浦東新區(qū)校級期中）關于靜電復印，下列說法中正確的是（）A．均勻帶電的硒鼓表面，被光照射的部位變成絕緣體，能保持電荷 B．硒鼓上的“靜電潛像”帶有的電荷與墨粉帶有的電荷種類相反 C．復印過程中白紙不帶電 D．不帶電的硒鼓表面，被光照射的部位帶上電荷，形成“靜電潛像”4．（2019秋?河南月考）下列描述的物理現(xiàn)象與物理規(guī)律相對應的是（）A．在彈性限度內，彈簧的形變量越大，彈簧的彈力就越大，說明彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的伸長量（或壓縮量）以及彈力大小有關 B．在加油站給摩托車加油時，常用金屬桶或金屬壺裝汽油，這樣做是為了消除靜電產生的危害 C．通電導線在磁場中所受安培力的方向可以用安培定則來判斷 D．由于地球的自轉，使得同一物體在兩極處受到的地球引力大于在赤道處受到的地球引力（假設地球為均勻球體）5．（2019秋?上月考）如圖所示，某同學用絲綢摩擦過的玻璃棒去靠近一驗電器的金屬球（未接觸）的過程中，驗電器金屬箔片的張角逐漸變小。則下列說法正確的是（）A．驗電器原本帶正電 B．此過程中，自由電子從金屬箔片轉移到了金屬球 C．玻璃棒帶電過程為感應起電 D．金屬箔片張角變小是因為驗電器上的電荷消失了6．（2020秋?尖山區(qū)校級月考）如圖所示在絕緣支架上的導體A和導體B按圖中方式接觸放置，原先AB都不帶電，先讓開關K1，K2均斷開，現(xiàn)在將一個帶正電小球C放置在A左側，以下判斷正確的是（）A．只閉合K1，則A左端不帶電，B右端帶負電 B．只閉合K2，接著移走帶電小球，最后將AB分開，A帶負電 C．K1、K2均閉合時，A、B兩端均不帶電 D．K1、K2均閉合時，A左端帶負電，B左端不帶電7．（2019秋?東城區(qū)校級期中）如圖所示，一個驗電器用金屬網罩罩住，當加上水平向右的、場強大小為E的勻強電場時，下列說法正確的是（）A．驗電器的箔片張開 B．金屬網罩內部空間存在向右的勻強電場 C．金屬網罩上的感應電荷在金屬網罩內部空間產生的電場方向水平向左 D．金屬網罩內外表面都存在感應電荷8．（2019秋?豐城市校級期中）一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN，如圖所示，金屬球上感應電荷產生的電場在球內直徑上a，b，c三點的場強的大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比（）A．Ea最大 B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec9．（2019秋?西城區(qū)校級期中）為了研究空腔導體內外表面的電荷分布情況，取兩個驗電器A和B，在B上裝一個幾乎封閉的空心金屬球C（僅在上端開有小孔），D是帶有絕緣柄的金屬小球，如圖所示，實驗前他們都不帶電，實驗時首先將帶正電的玻璃棒（圖中未畫出）與C接觸使C帶電，以下說法正確的是（）A．若將玻璃棒接觸C外表面，則B的箔片帶負電 B．若將玻璃棒接觸C內表面，則B的箔片不會帶電 C．使D接觸C的內表面，然后接觸A，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大 D．使D接觸C的外表面，然后接觸A，操作若干次，觀察到A的箔片張角變大10．（2019秋?紅崗區(qū)校級期中）如圖所示，A、B為兩個帶等量異種電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間，達到靜電平衡后，下列敘述正確的是（）A．C棒左端電勢大于C棒右端電勢 B．C棒左端電勢等于C棒右端電勢 C．若用導線將C棒的x端與D棒的y端連接起來的瞬間，將有從y流向x的電流 D．若將B球接地，B所帶的負電荷全部流入大地11．（2019秋?愛民區(qū)校級期中）如圖所示，一個枕形導體位于帶正電小球的附近，A、B為導體的左、右端點，C為導體內的一點。若用手接觸一下枕形導體的中部，導體將帶（）A．不帶電 B．正電 C．負電 D．不能確定12．（2019秋?四川期中）如圖所示，有兩個帶正電的驗電器，金屬箔片張開一定角度，用導體棒接觸圖甲驗電器頂端小球，將一對金屬枕形導體靠近圖乙驗電器放置。下列描述正確的是（）A．圖甲中，若發(fā)現(xiàn)驗電器金屬箔片張開角度減小，說明導體棒可能帶負電 B．圖甲中，若導體棒不帶電，則一定有正電荷轉移到導體棒上 C．圖乙中，電子將從A端移至B端 D．圖乙中，若用手接觸A端，A端金屬箔片將閉合，B端金屬箔片保持張開13．（2020秋?慈溪市月考）某同學設想了一個奇妙的靜電實驗。如圖所示，在帶電體C附近，把原來不帶電的絕緣導體A、B相碰一下后分開，然后分別接觸一個小電動機的兩個接線柱，小電動機便開始轉動。接著再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分開，再和小電動機兩接線柱接觸。重復上述步驟，小電動機便能不停地轉動。下列說法正確的是（）A．小電動機一直轉動下去，違反了能量守恒定律 B．A、B相接觸放在C附近時，A的電勢高于B的電勢 C．A、B相接觸放在C附近時，A內部中心點的場強等于B內部中心點的場強 D．若不考慮小電動機內電阻的變化，則小電動機的電流與其兩端的電壓成正比14．（2020秋?懷仁市期中）關于靜電場，下列表述正確的是（）A．元電荷就是電子或者質子 B．感應起電過程就是導體中產生了電荷 C．電場線是客觀存在的 D．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部的場強為零15．（2020秋?海淀區(qū)期中）如圖所示，將一個半徑為r的不帶電的金屬球放在絕緣支架上，金屬球的右側放置一個電荷量為Q的帶正電的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離也為r。由于靜電感應在金屬球上產生感應電荷。設靜電力量為k。則關于金屬球內的電場以及感應電荷的分布情況，以下說法中正確的是（）A．電荷Q與感應電荷在金屬球內任意位置激發(fā)的電場場強都是等大且反向的 B．感應電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場強度E＝k，方向向右 C．感應電荷均勻分布在金屬球內部 D．金展球右側表面的電勢高于左側表面16．（2020春?海淀區(qū)校級期末）某同學設想了一個奇妙的靜電實驗。如圖所示，在帶電體C附近，把原來不帶電的絕緣導體A、B相碰一下后分開，然后分別接觸一個小電動機的兩個接線柱，小電動機便開始轉動。接著再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分開，再和小電動機兩接線柱接觸。重復上述步驟，小電動機便能不停地轉動。下列說法正確的是（）A．小電動機一直轉動下去，成為永動機 B．A、B相接觸放在C附近時，A的電勢高于B的電勢 C．A、B相接觸放在C附近時，A內部中心點的場強大于B內部中心點的場強 D．AB接觸放在C附近，由于靜電感應，A左端帶負電B右端帶正電17．（2020?朝陽區(qū)二模）某同學設想了一個奇妙的靜電實驗。如圖所示，在帶電體C附近，把原來不帶電的絕緣導體A、B相碰一下后分開，然后分別接觸一個小電動機的兩個接線柱，小電動機便開始轉動。接著再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分開，再和小電動機兩接線柱接觸。重復上述步驟，小電動機便能不停地轉動。下列說法正確的是（）A．小電動機一直轉動下去，不會消耗A、B、C和小電動機系統(tǒng)以外的能量 B．A、B相接觸放在C附近時，A的電勢高于B的電勢 C．A、B相接觸放在C附近時，A內部中心點的場強等于B內部中心點的場強 D．若不考慮小電動機內電阻的變化，則小電動機的電流與其兩端的電壓成正比18．（2020?濰坊模擬）如圖所示，導體棒原來不帶電，將電荷量為Q的正點電荷放在棒左側O處，當棒達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內A點處產生的場強為E1．下列說法正確的是（）A．E1的大小與電荷量Q成正比 B．E1的方向沿OA連線向右 C．在導體棒內部，離O點越遠場強越小 D．在O點放置電荷量為2Q的點電荷，A點的場強為2E119．（2019秋?迎江區(qū)校級期末）如圖所示為空腔球形導體（不帶電），現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入腔內，靜電平衡時，圖中A、B、C三點的電場強度E和電勢φ的關系是（）A．EA＞EB＞EC，φA＞φB＞φC B．EA＝EB＞EC，φA＝φB＞φC C．EA＝EB＝EC，φA＝φB＝φC D．EA＞EB＞EC，φA＞φC＞φB20．（2019秋?朝陽區(qū)期末）如圖所示，設想在真空環(huán)境中將帶電導體球靠近不帶電的導體。若沿虛線1將導體分成左右兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為Q左、Q右；若沿虛線2將導體分成左右兩部分，這兩部分所帶電荷量分別為Q'左、Q'右．下列推斷正確的是（）A．Q左+Q右可能為負 B．Q左+Q右一定等于Q'左+Q'右 C．導體內虛線1上各點的場強小于虛線2上各點的場強 D．導體內虛線1上各點的電勢小于虛線2上各點的電勢二．多選題（共12小題）21．（2020秋?古縣校級期末）如圖所示，不帶電的枕形導體的A、B兩端各貼有一對金屬箔。當枕形導體的A端靠近一帶負電的導體C時（）A．A端金屬箔張開，B端金屬箔閉合 B．用手觸摸枕形導體后（手不移開），A端金屬箔仍張開，B端金屬箔閉合 C．用手觸摸枕形導體后，將手移開再移走C，兩對金屬箔均張開 D．選項A中兩對金屬箔分別帶異種電荷，選項C中兩對金屬箔帶同種電荷22．（2020?河北模擬）已知均勻帶電球體在其內部某點產生的電場強度與該點到球心的距離成正比，在其外部產生的電場與一個位于球心、電荷量相等的點電荷產生的電場相同，在球的內外表面，電場強度是連續(xù)的，均勻帶電球殼在其內部任意一點形成的電場強度為零?，F(xiàn)有一半徑為R、電荷量為Q的均勻帶正電絕緣球體圓心O與點M、N在一條直線上且OM＝，ON＝2R，靜電力常量為k，則（）A．O、M、N三點電勢相比較，M點電勢最高 B．O、M、N三點電勢相比較，O點電勢最高 C．M點的電場強度是N點的電場強度的兩倍 D．M、N點的電場強度大小均為k23．（2019秋?麻栗坡縣校級期末）已知驗電器帶上正電荷后，驗電器上的金箔張開了一定角度，下列說法正確的是（）A．如果用另一帶電體接觸驗電器的金屬球，金箔張角更大，則可以判定帶電體一定帶正電 B．如果用另一帶電體接觸驗電器的金屬球，金箔張角變小，則可以判定帶電體一定帶負電 C．如果用另一帶電體接觸驗電器的金屬球，金箔張角先變小后變大，則可以判定帶電體一定帶負電 D．如果用另一導體靠近驗電器的金屬球，金箔張角變小，則可以判定導體一定帶負電24．（2019秋?益陽期末）如圖，M點有電荷量為Q的負點電荷，在距離點電荷為r處放入厚度為d的平行金屬板，N點為金屬板內距表面為的點，MN連線與金屬板表面垂直。當金屬板處于靜電平衡時，下列說法正確的是（）A．金屬板的左側面感應出正電荷 B．金屬板的左側面電勢較高，右側面電勢較低 C．感應電荷在N點產生的電場強度，方向沿MN連線向右 D．感應電荷在N點產生的電場強度，方向沿MN連線向右25．（2019秋?羅甸縣期末）如圖所示，P是一個帶電體，N是一個不帶電的金屬空腔，在哪種情況中，放在絕緣板上的小紙屑S不會被P吸引（）A． B． C． D．26．（2019秋?會寧縣校級期末）如圖所示，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點電荷Q，另一表面絕緣、帶正電的金屬小球（可視為質點，且不影響原電場）自左以初速度v0在金屬板上向右運動，在運動過程中（）A．小球先做減速后加速運動 B．小球做勻速直線運動 C．小球受到的靜電力對小球先做負功，后做正功 D．小球受到的靜電力對小球做功為零27．（2019春?海曙區(qū)校級期中）如圖所示，原來不帶電的金屬球殼內壁接地，將一帶負電的小球放入其中，但不與球殼接觸，則（）A．球殼內壁不帶電 B．球殼外壁帶負電 C．若先移出負電荷再將接地線去掉，外殼不帶電 D．若先將接地線去掉再移出負電荷，殼外壁帶正電28．（2019秋?海淀區(qū)校級月考）帶正電的空心金屬球殼置于絕緣座上，五個原不帶電的金屬球如圖放置，用細輕金屬桿將A球與B球相連，C球與大地用導線相連，DE兩球用導線相連，且E球置于空心金屬球殼內并與其內壁緊緊貼在一起，當系統(tǒng)達到靜電平衡時，下列說法正確的是（）A．A球帶正電，B球帶負電，A球電勢等于B球電勢 B．C球與大地相連，所以不帶電 C．D球帶正電，E球不帶電 D．E球與D球用導線相連，二者均帶電29．（2019秋?江蘇月考）下列關于靜電現(xiàn)象的說法中正確的有（）A．摩擦起電說明電荷可以創(chuàng)造 B．帶電小球移至不帶電金屬球附近，兩者相互吸引 C．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部電勢一定處處為零 D．接觸帶有精密電子元件的電路板時，最好先用手接觸一下金屬水管30．（2019秋?云陽縣校級月考）把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡時，且閉合開關K，將導體和大地（規(guī)定大地電勢為零）相連。下敘說法正確的是（）A．導體內部A、B兩點合電場強度均為零 B．感應電荷在導體內部A、B兩點產生的電場強度大小無法比較 C．導體內部A、B兩點電勢相等均為零 D．導體內部A、B兩點可能存在電荷31．（2019秋?永安市校級月考）如圖所示驗電器A帶負電，驗電器B不帶電，用導體棒連接A、B的瞬間，下列敘述中正確的是（）A．有瞬時電流形成，方向由A到B B．A、B兩端的電勢不相等 C．導體棒內的電場強度不等于零 D．導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動32．（2019秋?南關區(qū)校級月考）如圖所示，帶電體+Q靠近一個接地空腔導體，空腔里面無電荷。在靜電平衡后，下列說法正確的是（）A．導體空腔內任意點的場強為零 B．導體內表面的電荷為零 C．導體外表面的電荷量為零 D．若將接地線去掉，空腔導體的電勢降低三．填空題（共4小題）33．（2019秋?平遙縣校級月考）如圖所示為一空腔球形導體（不帶電），現(xiàn)在將一個帶正電的小金屬球A放入空腔中，當靜電平衡時，圖中a、b、c三點的場強E大小關系為和電勢φ的關系為。34．（2019秋?夏河縣校級期中）如圖所示，金屬板M接高壓電源的正極，金屬板N接負極．金屬板N上有兩個等高的金屬柱A、B，其中A為尖頭，B為圓頭．逐漸升高電源電壓，當電壓達到一定值時，可看到放電現(xiàn)象．先產生放電現(xiàn)象的是，這種放電現(xiàn)象叫做放電．35．（2020春?永定區(qū)校級月考）如圖所示，在帶電+Q的帶電體附近有兩個相互接觸的金屬導體A和B，均放在絕緣支座上。若先將+Q移走，再把A、B分開，則A電；若先將A、B分開，再移走+Q，則A電。36．（2019春?微山縣校級月考）如圖所示，絕緣體A帶負電，絕緣體B不帶電，當A靠近B時，導體B內部CD兩點電場強度ECED，CD兩點間的電勢UCUD（填＞，＜，＝）電勢能和電勢知識點：電勢能和電勢一、靜電力做功的特點1．靜電力做功：在勻強電場中，靜電力做功W＝qElcosθ.其中θ為靜電力與位移方向之間的夾角．2．特點：在靜電場中移動電荷時，靜電力所做的功與電荷的起始位置和終止位置有關，與電荷經過的路徑無關．二、電勢能1．電勢能：電荷在電場中具有的勢能，用Ep表示．2．靜電力做功與電勢能變化的關系：靜電力做的功等于電勢能的減少量．表達式：WAB＝EpA－EpB.(1)靜電力做正功，電勢能減少；(2)靜電力做負功，電勢能增加．3．電勢能的大?。弘姾稍谀滁c(A點)的電勢能，等于把它從這點移動到零勢能位置時靜電力做的功EpA＝WA0.4．電勢能具有相對性電勢能零點的規(guī)定：通常把電荷在離場源電荷無限遠處或把電荷在大地表面的電勢能規(guī)定為零．三、電勢1．定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量之比．2．公式：φ＝eq\f(Ep,q).3．單位：國際單位制中，電勢的單位是伏特，符號是V,1V＝1J/C.4．電勢高低的判斷：沿著電場線的方向電勢逐漸降低．5．電勢的相對性：只有規(guī)定了零電勢點才能確定某點的電勢，一般選大地或離場源電荷無限遠處的電勢為0.6．電勢是標量，只有大小，沒有方向，但有正、負之分，同一電場中電勢為正表示比零電勢高，電勢為負表示比零電勢低．技巧點撥一、靜電力做功與電勢能1．靜電力做功的特點(1)靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關，但與具體路徑無關，這與重力做功特點相似．(2)無論是勻強電場還是非勻強電場，無論是直線運動還是曲線運動，靜電力做功均與路徑無關．2．電勢能(1)電勢能Ep是由電場和電荷共同決定的，是電荷和電場所共有的，我們習慣上說成電荷在電場中某點的電勢能．(2)電勢能是相對的，其大小與選定的參考點有關．確定電荷的電勢能，首先應確定參考點，也就是零勢能點的位置．(3)電勢能是標量，有正負但沒有方向．在同一電場中，電勢能為正值表示電勢能大于零勢能點的電勢能，電勢能為負值表示電勢能小于零勢能點的電勢能．3．靜電力做功與電勢能變化的關系(1)WAB＝EpA－EpB.靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負功，電勢能增加．(2)在同一電場中，正電荷在電勢高的地方電勢能大，而負電荷在電勢高的地方電勢能小．二、電勢1．對公式φ＝eq\f(Ep,q)的理解(1)φ取決于電場本身；(2)公式中的Ep、q均需代入正負號．2．電場中某點的電勢是相對的，它的大小和零電勢點的選取有關．在物理學中，常取離場源電荷無限遠處的電勢為零，在實際應用中常取大地的電勢為零．3．電勢雖然有正負，但電勢是標量．在同一電場中，電勢為正值表示該點電勢高于零電勢，電勢為負值表示該點電勢低于零電勢，正負號不表示方向．4．電勢高低的判斷方法(1)電場線法：沿電場線方向，電勢越來越低．(2)電勢能判斷法：由φ＝eq\f(Ep,q)知，對于正電荷，電勢能越大，所在位置的電勢越高；對于負電荷，電勢能越小，所在位置的電勢越高．例題精練1．（2021春?鄒城市校級月考）關于場強和電勢，下列正確的是（）A．在電場中a、b兩點間移動電荷，電場力做總功為零，則電荷一定在等勢面上移動B．電場強度大的地方電勢高，電場強度小的地方電勢低 C．兩個等量同種電荷的電場，從兩電荷連線中點沿連線中垂線向外，電勢越來越低，場強方向均相同，場強大小在減小 D．兩個等量異種電荷的電場中，從兩電荷連線中點沿連線中垂線向外，電勢均相等，場強方向均相同，場強大小在減小2．（2021?安徽模擬）電量未知的點電荷固定在半徑為R的圓上的A點，AC為圓的水平直徑，BD為圓的豎直直徑，空間存在電場強度大小為E、平行圓面的勻強電場，將另一個電荷量為﹣q的點電荷從B點順著圓弧沿逆時針移到D點，電場力做功為2qER，當該點電荷運動到C點時受到的電場力大小為qE，靜電力常量為k，則在A處的點電荷的電量為（）A． B． C． D．隨堂練習1．（2021?浙江模擬）如圖所示，AB為圓的直徑，O點為圓心。圓周上某處有一點電荷，在該電荷產生的電場中，A、B、O三點的電勢高低為φA＞φO＞φB，場強大小為EA＜EO＜EB，則下列判斷正確的是（）A．該點電荷帶正電，離A點最近 B．該點電荷帶負電，離A點最近 C．該點電荷帶正電，離B點最近 D．該點電荷帶負電，離B點最近2．（2021?沙坪壩區(qū)校級模擬）物理中電偶極子模型可視為豎直固定的等量異種點電荷，電量大小均為q、間距為2d。如圖所示α粒子（質量為m，電量為2e，重力不計）從兩電荷垂直平分線上某點a開始水平向右運動，軌跡如圖中實線所示，，則下列說法中正確的是（）A．α粒子在C點時電勢能比A位置時大 B．α粒子從A到C過程中速率先增大后減小 C．α粒子在C點時加速度大小為 D．要使α粒子沿著虛線做勻速直線運動，可以加一垂直紙面向里的勻強磁場3．（2021?廣東二模）如圖，圓形區(qū)域內存在平行于圓面的勻強電場，mn和pq是圓的兩條互相垂直的直徑。將一帶正電的粒子從另一直徑ab的a點移到m點，其電勢能增加量為ΔE（ΔE＞0），若將該粒子從m點移到b點，其電勢能減少量也為ΔE，則電場強度的（）A．平行直徑ab指向a B．平行直徑ab指向b C．垂直直徑ab指向pm弧 D．垂直直徑ab指向nq弧綜合練習一．選擇題（共17小題）1．（2021春?杭州期末）如圖，將一個不帶電的金屬球殼放入勻強電場后，其周圍的電場分布如圖所示，A、D是電場中的兩個點，B、C是球殼上的兩個點，下列說法正確的是（）A．A點與D點的電場強度相同 B．A點與D點的電勢相同 C．將正試探電荷從A移到B，電勢能增加 D．將負試探電荷從C移到D，電勢能增加2．（2021?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）電荷量相等的兩點電荷在空間形成的電場有對稱美，如圖所示，真空中固定兩個等量異種點電荷A、B，A、B連線中點為O．在A、B所形成的電場中，以O點為圓心、半徑為R的圓面垂直于A、B連線，以O為幾何中心的邊長為2R的正方形平面垂直圓面且與A、B連線共面，兩個平面邊線交點分別為e、f，則下列說法正確的是（）A．在a、b、c、d、e、f六點中找不到任何兩個場強和電勢均相同的點 B．將一電荷由e點沿圓弧egf移到f點電場力始終不做功 C．將一電荷由a點移到圓面內各點過程電勢能的變化量都不相同 D．沿線段eOf移動的電荷，它所受的電場力先減小后增大3．（2021?重慶模擬）如圖所示，菱形ABCD的對角線相交于O點，兩個等量異種點電荷分別固定在AC連線上的M點與N點，且OM＝ON，則（）A．B、D兩處電勢相等 B．A、C兩處場強大小相等、方向相反 C．同一個試探電荷放在A、C兩處時電勢能相等 D．把一個帶正電的試探電荷從A點沿直線移動到B點的過程中電場力先做正功再做負功4．（2021?清城區(qū)校級模擬）如圖，等量異種點電荷固定在半圓直徑的兩個端點a、b上，現(xiàn)將帶負電的檢驗電荷從a附近沿半圓弧移動到b附近，則該檢驗電荷在移動過程中（）A．電勢能逐漸增大 B．受到的電場力對檢驗電荷不做功 C．受到的電場力方向始終與ab平行 D．受到的電場力大小和方向都不發(fā)生改變5．（2021春?沙坪壩區(qū)校級月考）如圖所示，在靜電場中有A、B兩點，則下列說法中正確的是（）A．場強EA＞EB，電勢φA＞φB B．將電子從A點移到B點，電場力做負功 C．將電子從A點靜止釋放，電子將沿著AB電場線運動 D．將電子分別放在A、B兩點，具有的電勢能EpA＞EpB6．（2021?廣東）如圖是某種靜電推進裝置的原理圖，發(fā)射極與吸極接在高壓電源兩端，兩極間產生強電場，虛線為等勢面。在強電場作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，a、b是其路徑上的兩點。不計液滴重力。下列說法正確的是（）A．a點的電勢比b點的低 B．a點的電場強度比b點的小 C．液滴在a點的加速度比在b點的小 D．液滴在a點的電勢能比在b點的大7．（2021春?黑龍江月考）如圖所示，實線表示電場線，虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡。粒子先經過M點，再經過N點，可以判定（）A．粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力 B．M點的電勢低于N點的電勢 C．粒子帶負電 D．粒子在M點的動能小于在N點的動能8．（2021春?浙江期中）如圖所示，∠M是銳角三角形PMN最大的內角，電荷量為q（q＞0）的點電荷固定在P點。下列說法正確的是（）A．沿MN邊，從M點到N點，電場強度的大小逐漸增大 B．沿MN邊，從M點到N點，電勢逐漸降低 C．正電荷在M點的電勢能比其在N點的電勢能大 D．將正電荷從M點移動到N點，電場力做負功9．（2021春?桃江縣校級月考）某靜電場的電場線分布如圖所示，M、N為電場中的兩點，則（）A．M點的電勢比N點的電勢高 B．M點的電場強度比N點的電場強度小 C．負電荷從M點運動到N點，電場力做正功 D．正電荷在M點的電勢能比在N點的電勢能大10．（2021?桃城區(qū)校級一模）如圖所示，真空中有兩個固定的帶正電的點電荷，電荷量相等。O點是它們連線的中點，P、Q在連線上，且PO＝OQ，M、N為連線中垂線上的兩點。兩個相同的帶負電的帶電粒子在過O點的兩點電荷連線的中垂面內，以O為圓心，分別以OM，ON為半徑，做勻速圓周運動，其速度大小分別為vM、vN。不計帶電粒子的重力以及粒子之間的相互作用，則（）A．P、Q兩點電場強度相同 B．兩個帶電粒子在M、N處的電勢能的大小關系為EpM＞EpN C．兩個帶電粒子的向心加速度大小不可能相等 D．vM可能小于vN11．（2021春?成都月考）如圖所示，三條虛線表示某電場的三個等勢面，其中φ1＝10V、φ2＝2V、φ3＝﹣6V，一個帶電粒子只受電場力作用，按圖中實線MN為運動的軌跡，由此可知（）A．粒子一定由M點向N點運動 B．粒子帶負電 C．粒子在N點的電勢能大于在M點的電勢能 D．粒子在M點的動能小于在N點的動能12．（2021春?瑤海區(qū)月考）如圖所示，一帶電粒子僅在電場力作用下沿圖中虛線從A運動到B，在此過程中，下列說法正確的是（）A．加速度逐漸減小 B．粒子一定帶負電 C．電場力對粒子做正功 D．A點電勢比B點電勢低13．（2021春?瑤海區(qū)月考）電場強度大小為E的勻強電場中有a、b兩點，相距為d，把一個電荷量為q的正電荷由a移到b點時，電場力對電荷做正功W，以下說法正確的是（）A．a點電勢比b點電勢低 B．場強方向一定由a指向b C．a、b兩點間的電勢差為U＝Ed D．a、b兩點間的電勢差為U＝14．（2021?成都模擬）如圖，實線表示某固定場源點電荷電場中的三條電場線，虛線為一正離子僅在電場力作用下從P點運動到Q點的軌跡。下列判定正確的是（）A．場源點電荷帶正電 B．正離子在P點的加速度大于在Q點的加速度 C．正離子在P點的速度小于在Q點的速度 D．正離子在P點的電勢能大于在Q點的電勢能15．（2020秋?貴陽期末）如圖所示，A、B是電場中的兩點，若在A點釋放一初速為零的帶電粒子，僅在電場力作用下粒子沿電場線從A運動到B，設其電勢能與動能之和為E，則E隨時間t變化的關系正確的是（）A． B． C． D．16．（2020秋?紅花崗區(qū)校級期末）某電場的電場線分布如圖所示（實線），一帶電粒子只在電場力的作用下沿虛線由a點運動到b點，以下說法正確的是（）A．該粒子一定帶負電 B．該粒子的速度變大 C．該粒子的加速度變小 D．該粒子的電勢能增大17．（2021?浙江模擬）經典電磁場理論明確的給出了場中導體對靜電場的影響，若把一個金屬球殼置于勻強電場中，周圍電場線分布會出現(xiàn)如圖所示，其中有a、b、c、d四個位置，a、d兩點對稱分布在球殼兩側，b位于球殼上，c位于球殼中心，則（）A．四個位置電勢高低排列為φa＞φb＞φc＞φd B．四個位置場強大小排列為Ea＝Ed＞Eb＞Ec C．小球表面的電場線與小球表面都垂直 D．感應電荷在小球內部c處的場強方向向右二．多選題（共15小題）18．（2021?七星區(qū)校級模擬）產生閃電的積雨云底層帶負電，為避免閃電造成的損害，高大的建筑物會裝有避雷針。圖中虛線為避雷針周圍的等勢線，a、b兩點的場強大小分別為Ea、Eb，a、b兩點的電勢分別為φa、φb，則（）A．φa＞φb B．Ea＜Eb C．避雷針的頂端帶負電 D．一帶負電的雨滴從a下落至b，電場力做正功19．（2021?福建模擬）空間中有水平方向上的勻強電場，一質量為m、帶電量為q的微粒在某豎直平面內運動，其電勢能和重力勢能隨時間變化如圖所示，則該微粒（）A．一定帶正電 B．0～3秒電場力做功為﹣9J C．運動過程中動能不變 D．0～3秒內除電場力和重力外所受其它力對微粒做功為12J20．（2021春?貴池區(qū)校級月考）如圖所示，弧BC是以A點為圓心、AB為半徑的一段圓弧，AB＝L，OB＝L。在坐標原點O固定一個電量為+Q的點電荷。已知靜電力常數(shù)為k，下列說法正確的是（）A．弧BC上電勢最高的一點處的電場強度為 B．一個電子從B點沿著圓弧運動到C點，它的電勢能先減小后增大 C．弧BC上還有一點與C點的電場強度相同 D．弧BC上還有一點與B點的電勢相同21．（2021春?松山區(qū)校級月考）某同學在研究帶電粒子（忽略重力）在電場中的運動時，得到了某粒子由a點運動到b點的軌跡如圖中實線所示，圖中一組虛線可能是電場線，也可能是等差等勢面，則下列說法正確的是（）A．如果圖中虛線是電場線，該粒子一定動能減小，電勢能增大 B．如果圖中虛線是等勢面，該粒子必有動能增大，電勢能減小而與粒子所帶電性無關 C．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的電勢都高于b點的電勢 D．不論圖中虛線是電場線還是等勢面，a點的電場強度都大于b點的電場強度22．（2021?莆田二模）如圖，距離為2L的A，B兩點分別固定有等量異種點電荷+Q、﹣Q。O是AB的中點，OCD是以B為圓心、L為半徑的半圓。E是AB延長線上的一點，DE間的距離為L。將一正點電荷q從E點沿EDCO移動到O點，則下列說法正確的是（）A．從E到D的過程中，電荷q的電勢能一直減小 B．從E到D的過程中，電荷q受到的電場力先減小后增大 C．從D到O的過程中，電荷q的電勢能一直增加 D．從D到O的過程中，電荷q受到的電場力先增大后減小23．（2021?邯鄲一模）如圖所示，在光滑絕緣水平面上的O點處固定一帶電荷量為Q的點電荷，一電荷量為q1的帶正電小球僅在庫侖引力的作用下繞Q做橢圓運動，O點為橢圓的一個焦點，兩頂點M、N到O點的距離分別為a和2a?，F(xiàn)將小球所帶電荷量改為q2，并使小球僅在庫侖引力的作用下以2a的半徑繞O點做勻速圓周運動，若小球帶電荷量為q1時在M點所受的庫侖力與帶電荷量為q2時在N點所受的庫侖力大小相等，則下列說法正確的是（）A．在點電荷Q形成的電場中，M點的電勢高于N點的電勢 B．小球沿橢圓軌道運動時，在M點的電勢能小于在N點的電勢能 C．q2＝2q1 D．小球在圓軌道上運動時的動能大于小球在橢圓軌道上運動經過N點時動能的4倍24．（2020秋?靖遠縣期末）如圖所示，真空中電荷量分別為+Q、﹣3Q（Q＞0）的異種點電荷固定，在A、B兩點，O為AB連線的中點，正方形abcd的中心在O點，a、c在AB上且Aa＝aO。下列說法正確的是（）A．a、c兩點的電場強度大小相等 B．b點電勢比O點的電勢高 C．正的試探電荷從b點沿bd到d點的過程中，電場力先做負功后做正功 D．負的試探電荷在c點的電勢能大于它在a點的電勢能25．（2021?鄭州一模）如圖，豎直面內一絕緣細圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種電荷。a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個點，c、d為豎直直徑上的兩個點，它們與圓心的距離均相等。則（）A．a、b兩點的場強相等 B．將+q沿直徑從a移動到b，電場力先做正功后做負功 C．c點場強大于d點的場強 D．將+q從c移動到d，電場力做正功26．（2021春?墊江縣校級月考）如圖所示為某區(qū)域的電場線分布，A，B為同一條電場線上的兩點，則下列說法中正確的是（）A．B點電勢高于A點電勢 B．B點電場強度大于A點電場強度 C．同一負電荷在B點的電勢能大于在A點的電勢能 D．將正電荷在A點由靜止釋放，該電荷將沿電場線運動到B27．（2020秋?大通縣期末）如圖甲所示，某點電荷固定在O點，Ox軸上有a、b、c三點，ab＝bc，Ox軸上各點的電勢φ的變化規(guī)律如圖乙所示。若某帶負電的粒子只在電場力的作用下從a點以某一初速度沿直線運動到c點，則（）A．O點處的點電荷帶負電 B．a點的電場強度小于b點的電場強度 C．粒子從a點沿直線運動到c點的過程中動能減小 D．粒子從a點運動到b點過程電場力做的功大于從b點運動到c點過程電場力做的功28．（2020秋?廈門期末）一對等量異種電荷固定于x坐標軸上，其中正電荷位于坐標原點O，負電荷位于x1處，無窮遠處的電勢為零，則沿x軸方向上的場強E、電勢φ分布正確的是（）A． B． C． D．29．（2020秋?濱?？h校級月考）如圖所示為靜電噴漆示意圖。噴槍噴出的油漆微粒帶負電，被噴工件帶正電，微粒在電場力的作用下向工件運動，最后吸附在工件表面。油漆微粒向工件靠近的過程中，假設只受電場力的作用，那么（）A．油漆微粒所受的電場力越來越小 B．油漆微粒的動能越來越大 C．電場力對油漆微粒做負功 D．油漆微粒的電勢能減小30．（2021?天心區(qū)校級二模）如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個頂點（正四面體是由四個全等正三角形圍成的空間封閉圖形），所有棱長都為a?，F(xiàn)在A、B兩點分別固定電荷量分別為均+q和﹣q的兩個點電荷，靜電力常量為k，下列說法正確的是（）A．C、D兩點的場強相同 B．C，D兩點的場強大小相等，方向不同 C．C、D兩點電勢相等 D．將一正電荷從C點移動到D點，電場力做正功31．（2021?鄭州模擬）一帶負電的粒子只在電場力作用下沿x軸正方向運動，其電勢能EP隨位移x變化的關系如圖所示，其中0～x2段是關于直線x＝x1對稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說法正確的是（）A．x2～x3段做勻加速直線運動 B．x1處電場強度為零 C．粒子經過處x1時動能最大 D．在0、x1、x2、x3處電勢的關系為φ1＜φ2＝φ0＜φ332．（2021?成都模擬）如圖所示，水平面內的等邊三角形ABC的邊長為L，頂點C恰好位于光滑絕緣直軌道CD的最低點，光滑直導軌的上端點D到A、B兩點的距離均為L，D在AB邊上的豎直投影點為O，一對電荷量均為﹣Q的點電荷分別固定于A、B兩點。在D處將質量為m、電荷量為+q的小球套在軌道上，由靜止開始釋放。已知靜電力常量為k、重力加速度為g，且kmg（忽略空氣阻力及小球對原電場的影響），則（）A．小球剛到達C點時，其動能為 B．小球剛到達C點時，其加速度為零 C．A、B兩處的電荷在D點產生的場強大小為 D．小球沿直軌道CD下滑過程中，其電勢能先減小后增大三．填空題（共9小題）33．（2020秋?蚌埠期末）將一個電荷量為q＝+3×10﹣10C的點電荷從電場中的A點移到B點的過程中，靜電力做的功為6×10﹣9J。已知A點的電勢為φA＝24V，則B點的電勢為V。34．（2020秋?嘉定區(qū)校級期中）一個電子從電場中A點移動到B點，電場力不做功。從B點移動到C點，電場力做功1.6×10﹣17J。則A，B，C三點中電勢最高的點是，電子從C點移動到A點，電場力做功J。35．（2020秋?松江區(qū)校級期末）如圖所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的A、B兩點，連線AB與電場線的夾角為θ，將一電荷最為q的正電荷從A點分別沿不同的路徑（曲線ADB、直線AB、折線ACB）移到B點，電場力做的C功為，由此表明。36．（2020秋?海淀區(qū)期中）如圖所示，虛線圓表示正點電荷產生電場中的等勢面，任意兩個等勢面間距相等。一帶電粒子在電場中運動的軌跡如圖中實線所示。若不考慮其他力，則帶電粒子在bc兩點的電勢能EPbEPc；電勢差UabUbc（選填＞、＜或＝）。37．（2020秋?沙依巴克區(qū)校級期中）如圖所示，Q是帶正電的點電荷，P1和P2為其電場中的兩點。若E1、E2為P1、P2兩點的電場強度的大小，φ1、φ2為P1、P2兩點的電勢，則E1E2，φ1φ2（選填“大于”、“小于”或“等于”）。38．（2020秋?海淀區(qū)校級月考）圖中的平行直線表示一簇垂直于紙面的等勢面。A等勢面與B等勢面的電勢差UAB＝V；將一個帶﹣5.0×10﹣8C的點電荷，沿