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）（原卷版）

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考向 12 静电场及其应用

【重点知识点目录】

1. 静电现象库伦定律的理解与应用

2. 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（　　）

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　 kg•m 3

•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（　　）

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