2025届高考物理一轮复习专题训练 静电力与电场场强

这是一份2025届高考物理一轮复习专题训练 静电力与电场场强，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图，有一匀强电场的电场强度方向与圆所在平面平行，圆的半径，圆周上的3个点a、b、c的电势分别为、、，其中为圆的直径，，则该匀强电场强度大小为( )
A.B.C.D.
2．如图所示，在直角三角形ABC中，，。B、C两点各固定有点电荷，带电荷量分别为、，以A点为球心固定有不带电的金属球壳，球壳半径为R。已知静电力常量为k，则球壳表面的感应电荷在球心A处产生的电场强度( )
A.为零B.大小为，方向沿BC方向
C.大小为，方向沿CB方向D.大小为，方向沿AC方向
3．关于下列四幅图像的说法正确的是( )
A.图甲中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷
B.图乙中，处于静电平衡状态的导体腔内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0
C.图丙中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
D.图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电
4．如图所示，在光滑、绝缘的水平面上的x轴上有三个带电小球（可视为点电荷），A点处小球带正电，B点处小球带负电，另外一个带电小球Q在图中未画出。它们在静电力作用下保持静止。则( )
A.Q一定为负电荷
B.Q可能在A、B之间
C.若A球电荷量大于B球电荷量，则Q一定在B球右端
D.Q对B球一定为斥力
5．直到库仑定律发表的时候，电学才进入科学的行列。下列关于库仑定律的理解，正确的是( )
A.两个不带电的小球间也可能存在库仑力
B.两个点电荷的电荷量发生改变，它们之间的库仑力一定发生改变
C.静电力常量有单位
D.其他条件不变，若两个点电荷间的距离增大，则它们之间的库仑力变大
6．两个可视为质点的带正电小球a和b用一细杆连接，放置在一个光滑的绝缘半球面内，如图所示。已知小球a、b之间的距离是球面半径的倍，两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角，下列说法正确的是( )
A.a和b的质量之比B.a和b的质量之比
C.a和b的电荷量之比D.a和b的电荷量之比
7．下列关于电荷的说法正确的是( )
A.密立根测得了元电荷的数值B.摩擦起电创造了新的电荷
C.自然界的电荷只有三种D.物体所带的电荷量可以是任意的
8．高压输电线路的铁塔顶端有一条比下面输电线细的金属线，它的作用是( )
A.提高铁塔的稳定性B.传输零线的电流
C.防雷电，起到避雷针的作用D.作为备用线，供输电线断开时应急使用
9．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则( )
A.金属罩B的内表面带正电荷B.金属罩B的右侧外表面带正电荷
C.验电器C的金属箔片将张开D.金属罩B左、右两侧电荷电性相同
10．在光滑绝缘水平面上固定一正电荷，以正电荷为圆心，在半径为r的圆周上均匀分布三个可以视为点电荷的负电荷q。静电力常量为k。若这三个负电荷恰好受力平衡，则任意一个负电荷q与正电荷间的库仑力大小为( )
A.B.C.D.
11．如图甲所示，在一个点电荷Q的电场中，x轴与它的某一条电场线重合，已知坐标轴上A、B两点的坐标分别为和。现在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，得到其受到的静电力与电荷量的关系，如图乙所示，其中a、b为过坐标原点的直线。规定试探电荷所受静电力的正方向与x轴正方向相同，则( )
A.A、B两点的电场强度方向沿轴负方向
B.点电荷Q带负电
C.点电荷Q可能位于A、B之间
D.点电荷Q所在位置的坐标
12．均匀带电球壳在球壳外某处产生的电场可等效看作相同电荷量的点电荷位于球心处产生的电场。如图所示，在半球面上均匀分布负电荷，总的电荷量为，球面半径为R，为通过半球顶点与球心O的轴线，M、N、P为上的点，且，。当P点固定一电荷量为的点电荷时，N点电场强度为0。则M点的场强大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
13．在电场强度大小的匀强电场中，以O点为圆心，r为半径作一圆，a、b、c、d为圆周上四点，如图所示，在O点固定一带电荷量为-Q的点电荷，则a、b、c、d各点的合电场强度大小为( )
A.B.C.D.
14．如图，一个充满正电荷的球体，球心为，半径为R，电荷均匀分布且不移动，其电荷体密度为ρ(单位为)，挖去一个半径为r的球，球心为，形成空腔，在空腔中有一个正方形，这四个顶点到的距离相等，与连线成。则下列说法正确的是( )
A.一电荷量为的点电荷，放在a点，不受电场力作用
B.一电荷量为的点电荷，放在a、c点，受到的电场力的作用相同
C.将一电荷量为的点电荷，从a点移到d点，电场力不做功
D.a点的电场强度方向由指向
15．如图所示，在一条直线上有两个间隔一定距离的点电荷。A带电量为，B带电量为。引入第三个点电荷C，恰好使三个电荷都处于平衡状态，下列说法正确的是( )
A.点电荷C应放置在点电荷A的左侧B.点电荷C应放置在点电荷B的右侧
C.点电荷C应带正电D.点电荷C应带负电
三、填空题
16．如图所示，在电场强度的匀强电场中，固定一个电荷量为Q的点电荷，以Q为圆心画一个圆，为直径上的两个端点，且连线平行于电场线，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A点的电场强度的大小是________；C点的电场强度大小为________。
17．小明学习静电现象时，做了以下实验：如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片均是闭合的。先把带正电荷的物体C移近导体A，B导体的金属箔片________；接着保持C位置不动，用手摸一下导体B，然后移走B，B导体的金属箔片________。（均选填“张开”或“闭合”）
四、计算题
18．水平绝缘细杆上有一带电圆环B，圆环B的质量为m、电荷量为，在圆环B右上方固定电荷量为的圆环A，两圆环都可看成点电荷，静电力常量为k，重力加速度大小为g，圆环B恰好处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆环A到细杆的距离为L，两圆环间的距离为2L，A、B与杆在同一竖直面内，求：
(1)两圆环间的库仑力大小F；
(2)圆环B与细杆间的动摩擦因数μ。
参考答案
1．答案：A
解析：设电场强度大小为E，电场强度方向与水平方向夹角为θ，O点电势,因为,所以O、c为等电势点，电场线方向与Oc垂直。根据几何关系可知,故A正确。BCD错误。故选A。
2．答案：B
解析：C处点电荷在A处产生的电场强度大小为，方向由C指向A；B处点电荷在A处产生的电场强度大小为，B处点电荷在A处产生的电场强度沿AC方向的分场强为，B处点电荷在A处产生的电场强度沿CB方向的分场强为，由于B处点电荷在A处产生的电场强度沿AC方向的分场强与C处点电荷在A处产生的电场强度大小相等，方向相反，则B、C两点电荷在A处产生的合场强大小为，方向沿CB方向；由于处于静电平衡时，A处的场强为0，则球壳表面的感应电荷在球心A处产生的电场强度大小为，方向沿BC方向。故选B。
3．答案：D
解析：A.图甲中，毛皮带正电是因为在摩擦过程中失去电子，故A错误；
B.图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，内表面没有电荷，导体壳壁W内电场强度为0，导体壳内空腔C电场强度也为0，故B错误；
C.图丙中，工作人员在超高压带电作业时，金属丝编制的衣服可起到静电屏蔽的作用，因此穿金属丝编制的工作服比绝缘像胶服更安全，故C错误；
D.图丁中，避雷针防止建筑物被雷击的原理是尖端放电，故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：AB.根据“两同夹异”可知，若Q小球带正电荷，则在B球右端时，三者均处于平衡状态，若Q小球带负电荷，则在A球左端时，三者均处于平衡状态。故AB错误；
C.若A球电荷量大于B球电荷量，由“远大近小”可知Q一定在B球右端。故C正确；
D.由A选项可知，Q小球对B球可能为斥力，也可能为引力。故D错误。
故选C。
5．答案：C
解析：A.两个不带电的小球间不可能存在库仑力的作用，故A错误；
BD.根据库仑定律
可知，点电荷的电荷量发生改变时，它们之间的库仑力不一定改变；同理可知，其他条件不变，若两个点电荷间的距离增大，则它们之间的库仑力一定变小，故BD错误；
C.静电力常量有单位，为，故C正确。
故选C。
6．答案：A
解析：AB.如左图所示，根据几何关系可知a、b所受半球面的支持力方向垂直。将a、b和细杆整体如图所示，设整体重力为Mg，根据平衡条件可得
作过O的竖直线与ab相交于P，根据力的三角形与几何三角形相似可得
联立以上四式可得
故A正确，B错误；
CD.由于a和b各自所受的三个力与其电荷量大小之间无必然联系，所以根据题给条件无法求得a和b的电荷量之比，故CD错误。
故选A。
7．答案：A
解析：A.密立根通过油滴实验测得了元电荷的数值，A正确；
B.摩擦起电只是将电荷从一个物体转移到另一个物体，并没有创造新的电荷，B错误；
C.自然界的电荷只有正、负电荷两种，C错误；
D.物体所带的电荷量不可以是任意的，只能是元电荷的整数倍，D错误。
故选A。
8．答案：C
解析：输电细线起着与避雷针相似的作用，通过放电中和周围空气中的电荷，可以防止雷击，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．答案：B
解析：A.金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，所以A错误；BD.由于静电感应，使金属罩B在左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，B正确，D错误；C.由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故验电器C上无感应电荷，验电器C的金属箔片不会张开，C错误。故选B。
10．答案：D
解析：本题考查库仑定律，目的是考查学生的推理论证能力。根据几何关系知：任意两个负电荷q间的距离为，由库仑定律可知，任意两个负电荷q间的库仑力大小为，任意一个负电荷q与正电荷间的库仑力大小为，选项D正确。
11．答案：D
解析：由图像可知
由于离点电荷越近电场强度越大，且两点场强均为正，所以Q在A左侧且带正电,根据
解得即点电荷Q所在位置的坐标故选D。
12．答案：D
解析：假设半球面AB右侧有一相同的半球面组成一个完整的均匀带电球壳，球壳所带电荷量为-2q，设半球面AB在N点的场强大小为，半球面在N点的场强大小为，则有当P点固定一电荷量为-Q的点电荷时，N点电场强度为0，则有联立解得根据对称性可知半球面AB在M点的场强大小为则P点固定一电荷量为-Q的点电荷时，M点的场强大小为故选D。
13．答案：BC
解析：由点电荷的电场强度公式可得，-Q的点电荷在a、b、c、d四点处的场强大小均为
方向分别由a、b、c、d四点沿半径指向O点，所以在a、c两点，匀强电场的方向与-Q点电荷在a、c两点产生的电场强度方向垂直，所以a、c两点合电场强度大小均为
在b点，匀强电场E的方向与-Q点电荷的电场方向相同，该点的合电场强度大小为
在d点，匀强电场的方向与-Q点电荷的电场方向相反，该点的合电场强度大小为
故选BC。
14．答案：BD
解析：AB.设球体单位体积电荷量为ρ，挖去小球后该带电体可等效为一个电荷量为带正电的大球和一个电荷量为带负电的小球，空腔内任意一点的场强均是这两个带电球在该点场强的矢量和，如图所示
设等效大球在a点产生的电场强度方向由指向a，同理，等效小球在a点产生的电场强度方向由指向a，根据矢量的合成法与相似三角形，则a点的电场强度方向由指向，大小为同理可知，空腔内c点的场强与a点的场强大小相等，方向相同，A错误，B正确;CD.根据上述解题思路可知，空腔内各点场强大小、方向均相同，为匀强电场（方向由指向），a、c电势相等，a、b间与c、d间电势差相等，C错误，D正确。故选BD。
15．答案：BC
解析：A.若C带正电，且位于A的左侧，则可知间为斥力、间为引力，但无论电荷C带电量多少，间的作用力总大于间的作用力，显然三者不能达到平衡状态；若C带负电，且位于A的左侧，则可知间为引力，间为斥力，同样无论C带电量多少，间的作用力总大于间的作用力，因此可知，点电荷C不可能在A的左侧，故A错误；BCD.若C带正电，且位于B的右侧，则可知间为斥力，间为引力，C距B更近，间的引力大小有可能等于间的斥力大小；间的引力大小也有可能等于间的引力大小，因此三者有可能达到平衡状态；若C带负电，且在B的右侧，则间为引力，间也为引力，显然三者不能达到平衡状态，故BC正确，D错误。
16．答案：4；
解析：已知B点的电场强度为零，可知点电荷在B点的场强与匀强电场等大反向，即，则A点的场强为，C点的电场强度大小为。
17．答案：张开；张开
解析：起初导体A和B不带电，先把带正电荷的物体C移近导体A，发生静电感应现象，则A端带负电，B端带正电，金属箔片张开；接着保持C位置不动，用手摸一下导体B，导体、人和大地形成了新的巨大导体，此时A端和B端都是近端，都带负电，此时远端在地球另一端，带正电，然后移走B，B带负电，则B导体的金属箔片张开。
18．答案：(1)
(2)或
解析：（1）两圆环间的库仑力大小为
（2）对圆环B受力解题思路，受到指向A的库仑引力F、重力、沿杆向左的摩擦力如图
由于F竖直向上的分力与圆环B的重力的大小关系未知，所以，杆对B的弹力方向无法确定，当弹力竖直向上时，设为N，则有几何关系可知
解得
根据平衡条件可知
其中
联立，解得
当弹力竖直向下时，同理根据平衡条件可知
其中
联立，解得
所以，圆环B与细杆间的动摩擦因数为或。