人教考向12 静电场及其应用-备战2023年高考物理一轮复习考点微专题（全国通用）（解析版）.docx

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考向12 静电场及其应用
【重点知识点目录】
静电现象 库伦定律的理解与应用
电场线的理解与应用
1．（2022•湖南）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度方向垂直指向a，电势减小
B．电场强度方向垂直指向c，电势减小
C．电场强度方向垂直指向a，电势增大
D．电场强度方向垂直指向c，电势增大
【答案】A。
【解析】解；四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边上，根据对称性可知O点场强为零，且b棒和d棒由于对称性，在O点产生的合场强为0，故a棒与c棒在O点产生的合场强也为0。因此移去a棒后，O点的场强可以认为是由c棒单独产生。c棒带正电，且由对称性可知，其在O点的场强应垂直指向a。电势是标量，若以无穷远处为电势零点，四根带正电的绝缘棒周围的电势均大于0，O点的电势等于所有棒在O点激发的电势的代数和，故移去a棒后O点的电势减小，故A正确，BCD错误。
2．（2022•山东）半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为（　　）
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A．正电荷， B．正电荷，
C．负电荷， D．负电荷，
【答案】C。
【解析】解：因为电荷在细圆环上均匀分布，所以弧长为ΔL的小圆弧上所带的电荷量为：
Q'＝
在ΔL足够小时，可以将取走的部分看作点电荷，细圆环带正电，根据圆环的对称性，可以得到取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷后，细圆环在O点产生的电场如图：
根据库仑定律及矢量的叠加可知细圆环在O点产生的合场强大小为：
E'＝E＝，方向水平向右
将q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零，所以点电荷q在O点产生的场强应向左，大小等于E'，故q为负电荷
根据库仑定律有：E'＝
解得：
故ABD错误，C正确；
3．（2022•上海）水平面上有一带电量为Q的均匀带电圆环，圆心为O。其中央轴线上距离O点为d的位置处有一带电量为q的点电荷。若点电荷受到的电场力为F，则F 　＜　k（k为静电力恒量）（选填“＞”、“＜”或“＝”）。静电力恒量k的单位可表示为
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　kg•m3•s﹣4•A﹣2　（用“SI单位制”中的基本单位表示）。
【答案】＜；kg•m3•s﹣4•A﹣2。
【解析】解：将带电圆环平均分成无数份，则都可以看成点电荷，则与点电荷q的距离为
根据对称性可知，圆环上的电荷对q位置处的场强水平分量被抵消，只剩竖直分量，且半径大于d，因此F＜k。
用“SI单位制”中的基本单位表示F的单位是kg•m/s2，距离的单位是m，电荷量的单位是A•s，故静电力常量k的单位可表示为kg•m3•s﹣4•A﹣2。
4．（2021•海南）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为α＝60°，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D。
【解析】解：滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带电同性，两者之间为库仑斥力设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示
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对Q物体在沿着斜面方向有
mgcos30°＝Fcos30°
可得F＝mg
而对P物体动摩擦因数最小时有
N2＝F+mg sin 30°
f＝μN2
f＝mgcos30°
联立解得μ＝，故ABC错误，D正确；
1 电荷守恒及分布规律：
处于静电平衡的带电导体电荷只能分布在外表面上，而导体外表面上的电荷分布又与表面形状有关，因此当完全相同的带电金属球相接触时，同种电荷电量平均分配，异种电荷先中和后平分．
2．电场线与带电粒子在电场中的运动轨迹的关系：
   根据电场线的定义，一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，
两者才会重合：
（1）电场线为直线；
（2）电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行；
（3）电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行．
3．关于电场