2026年广东省北师大版高中物理选修第1章习题解析

2026年广东省北师大版高中物理选修第1章习题解析一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，关于静电场的基本性质，下列描述正确的是（）A.静电场是保守场，但不是有势场B.静电场对放入其中的电荷一定有力的作用C.静电场的电场线可以形成闭合曲线D.静电场的电势在无穷远处定义为零，但电势能不一定为零2.根据北师大版高中物理选修第1章内容，关于点电荷的电场强度，下列说法正确的是（）A.电场强度是描述电场性质的物理量，其方向与正电荷所受电场力的方向相同B.电场强度的国际单位是伏特每米（V/m），与电势的单位相同但物理意义不同C.在点电荷的电场中，距离点电荷越近，电场强度越大，但与距离的平方成反比D.电场强度是标量，其数值只与场源电荷的电量有关，与试探电荷无关3.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，关于电势与电势能的关系，下列描述正确的是（）A.电势是描述电场能的性质的物理量，其单位是焦耳（J）B.电势能是电荷在电场中具有的势能，其表达式为E_p=qφ，其中φ为电势C.电势能是标量，其正负取决于电荷的正负以及电势的高低D.在电场中移动电荷时，电势能的变化量等于电场力所做的功，但电势不一定会变化4.根据北师大版高中物理选修第1章内容，关于电场线与等势面的关系，下列说法正确的是（）A.电场线与等势面总是相互垂直的，且电场线的方向指向电势降低的方向B.等势面上的任意两点电势相等，但电场强度可能不同C.电场线可以相交，但等势面不能相交，因为电场线表示电场方向，等势面表示电势值D.在匀强电场中，电场线是平行且间距相等的直线，等势面是平行且间距相等的平面5.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，关于电势差的计算，下列说法正确的是（）A.电势差是电场中两点电势的差值，其表达式为U_AB=φ_A-φ_BB.电势差的单位是伏特（V），其物理意义是单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量C.电势差与零势面的选择有关，因此电势差没有绝对意义D.在电场中移动电荷时，电势差等于电场力所做的功除以电荷的电量6.根据北师大版高中物理选修第1章内容，关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A.电容是描述电容器储存电荷能力的物理量，其单位是法拉（F）B.电容器的电容与其所带电荷量成正比，与电势差成反比C.平行板电容器的电容表达式为C=εS/d，其中ε为介电常数，S为极板面积，d为极板间距D.电容器的电容与极板间的电介质无关，只与极板的面积和间距有关7.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，关于电容器充电和放电的过程，下列说法正确的是（）A.电容器充电时，电场能增加，电势能减少B.电容器放电时，电场能减少，电势能增加C.电容器充电和放电的过程中，电路中的电流方向始终不变D.电容器充电和放电的过程中，电势差始终等于电源的电动势8.根据北师大版高中物理选修第1章内容，关于电介质对电场的影响，下列说法正确的是（）A.电介质放入电场中时，电介质会被极化，产生感应电荷，从而削弱电场强度B.电介质的介电常数越大，其极化能力越强，对电场的削弱作用越大C.在有电介质的情况下，电场中的电势差与无电介质时的电势差相同D.电介质放入电场中时，电介质内部的电场强度始终为零9.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，关于静电平衡的条件，下列说法正确的是（）A.静电平衡的导体内部电场强度为零，表面电场强度不一定为零B.静电平衡的导体表面是等势面，但内部不一定处处等势C.静电平衡的导体内部没有净电荷，所有电荷都分布在表面D.静电平衡的导体表面电场强度方向始终垂直于表面10.根据北师大版高中物理选修第1章内容，关于静电屏蔽现象，下列说法正确的是（）A.静电屏蔽现象表明，金属网罩可以完全隔绝外部电场对内部空间的影响B.静电屏蔽现象的原理是金属网罩内部的电场强度始终为零C.静电屏蔽现象在实际应用中广泛用于保护电子设备免受外部电场干扰D.静电屏蔽现象只适用于金属网罩，不适用于其他形状的导体壳二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，点电荷Q在真空中产生电场，距离Q为r处的电场强度大小为________，方向________。2.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电场中A点的电势为φ_A，B点的电势为φ_B，将电荷量q从A点移动到B点，电场力做功为________，电势能变化量为________。3.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，电场线是________的曲线，其方向规定为________。4.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电势差的表达式为________，其单位是________。5.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，平行板电容器的电容表达式为________，其中ε为________，S为________，d为________。6.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电容器充电时，电场能________，电势能________。7.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，电介质放入电场中时，电介质会被________，产生________电荷，从而________电场强度。8.根据北师大版高中物理选修第1章内容，静电平衡的导体内部电场强度为________，表面电场强度方向________表面。9.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，静电屏蔽现象的原理是________，其实际应用包括________。10.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电容的单位是________，其物理意义是________。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，静电场是保守场，沿任意闭合路径移动电荷，电场力做功为零。（）2.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电场强度是矢量，其方向与正电荷所受电场力的方向相同。（）3.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，电势是标量，其数值与零势面的选择有关。（）4.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电场线可以相交，因为电场线表示电场方向，而等势面表示电势值。（）5.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，电势差的单位是伏特（V），其物理意义是单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量。（）6.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电容器的电容与其所带电荷量成正比，与电势差成反比。（）7.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，电容器充电时，电场能增加，电势能减少。（）8.根据北师大版高中物理选修第1章内容，电介质放入电场中时，电介质会被极化，产生感应电荷，从而削弱电场强度。（）9.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，静电平衡的导体内部电场强度为零，表面电场强度方向垂直于表面。（）10.根据北师大版高中物理选修第1章内容，静电屏蔽现象表明，金属网罩可以完全隔绝外部电场对内部空间的影响。（）四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，简述静电场的基本性质。2.根据北师大版高中物理选修第1章内容，解释电场强度的定义及其物理意义。3.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，说明电势与电势能的区别与联系。4.根据北师大版高中物理选修第1章内容，描述电场线与等势面的关系。5.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，解释电势差的定义及其物理意义。6.根据北师大版高中物理选修第1章内容，简述电容器的电容及其决定因素。7.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，说明电介质对电场的影响。8.根据北师大版高中物理选修第1章内容，简述静电平衡的条件及其特点。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，两个点电荷Q_1和Q_2分别位于坐标原点和x轴上的x=1m处，Q_1=+2μC，Q_2=-3μC。求x=0.5m处的电场强度大小和方向。2.根据北师大版高中物理选修第1章内容，一个平行板电容器极板面积为S=100cm²，极板间距d=0.5cm，电介质为空气（ε=ε_0）。求该电容器的电容。3.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，一个电容器充电后，电势差为U=100V，电荷量为Q=10μC。求该电容器的电容。4.根据北师大版高中物理选修第1章内容，一个电容器充电后，电势差为U=50V，电容为C=200μF。求该电容器所带的电荷量。5.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，一个电容器充电后，电势差为U=200V，电容为C=300μF。将电荷量减少到Q'=5μC，求电势差的变化量。6.根据北师大版高中物理选修第1章内容，一个平行板电容器极板面积为S=200cm²，极板间距d=1cm，电介质为玻璃（ε_r=5）。求该电容器的电容。7.在《2026年广东省北师大版高中物理选修第1章》中，一个电容器充电后，电势差为U=150V，电容为C=150μF。求该电容器储存的电场能。8.根据北师大版高中物理选修第1章内容，一个电容器充电后，电势差为U=100V，电容为C=100μF。将电容器与一个电阻R=100Ω串联，求放电过程中通过电阻的电流。【标准答案及解析】一、单项选择题1.B解析：静电场是保守场，沿任意闭合路径移动电荷，电场力做功为零；静电场对放入其中的电荷一定有力的作用，因为电场的基本性质就是对其中的电荷施加力；静电场的电场线从正电荷出发，终止于负电荷，不可能形成闭合曲线；电势在无穷远处定义为零，但电势能不一定为零，因为电势能还与电荷的电量有关。2.A解析：电场强度是描述电场性质的物理量，其方向与正电荷所受电场力的方向相同；电场强度的国际单位是伏特每米（V/m），与电势的单位相同但物理意义不同；在点电荷的电场中，距离点电荷越近，电场强度越大，与距离的平方成反比；电场强度是矢量，其数值与场源电荷的电量及距离有关，与试探电荷无关。3.B解析：电势是描述电场能的性质的物理量，其单位是伏特（V）；电势能是电荷在电场中具有的势能，其表达式为E_p=qφ，其中φ为电势；电势能是标量，其正负取决于电荷的正负以及电势的高低；在电场中移动电荷时，电势能的变化量等于电场力所做的功，但电势不一定会变化，因为电势还与零势面的选择有关。4.A解析：电场线与等势面总是相互垂直的，且电场线的方向指向电势降低的方向；等势面上的任意两点电势相等，但电场强度可能不同；电场线不能相交，因为电场线表示电场方向，如果相交则同一点有两个不同的电场方向，这是不可能的；在匀强电场中，电场线是平行且间距相等的直线，等势面是平行且间距相等的平面。5.B解析：电势差是电场中两点电势的差值，其表达式为U_AB=φ_A-φ_B；电势差的单位是伏特（V），其物理意义是单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量；电势差与零势面的选择无关，因此电势差有绝对意义；在电场中移动电荷时，电势差等于电场力所做的功除以电荷的电量。6.C解析：电容是描述电容器储存电荷能力的物理量，其单位是法拉（F）；电容器的电容与其所带电荷量无关，与电势差无关，只与极板的面积和间距以及电介质的介电常数有关；平行板电容器的电容表达式为C=εS/d，其中ε为介电常数，S为极板面积，d为极板间距。7.C解析：电容器充电时，电场能增加，电势能增加；电容器放电时，电场能减少，电势能减少；电容器充电和放电的过程中，电路中的电流方向在充电时从正极板流向负极板，在放电时从负极板流向正极板，因此方向始终不变；电容器充电和放电的过程中，电势差在充电时逐渐接近电源的电动势，在放电时逐渐减小，因此不一定始终等于电源的电动势。8.A解析：电介质放入电场中时，电介质会被极化，产生感应电荷，从而削弱电场强度；电介质的介电常数越大，其极化能力越强，对电场的削弱作用越大；在有电介质的情况下，电场中的电势差等于无电介质时的电势差乘以介电常数的倒数；电介质放入电场中时，电介质内部的电场强度不为零，但比无电介质时的电场强度小。9.C解析：静电平衡的导体内部电场强度为零，表面电场强度不一定为零；静电平衡的导体表面是等势面，但内部不一定处处等势；静电平衡的导体内部没有净电荷，所有电荷都分布在表面；静电平衡的导体表面电场强度方向始终垂直于表面。10.C解析：静电屏蔽现象表明，金属网罩可以部分隔绝外部电场对内部空间的影响，但不是完全隔绝；静电屏蔽现象的原理是金属网罩内部的电场强度始终为零，因为感应电荷产生的电场与外部电场叠加抵消；静电屏蔽现象在实际应用中广泛用于保护电子设备免受外部电场干扰；静电屏蔽现象适用于金属网罩，也适用于其他形状的导体壳。二、填空题1.kQ/r^2，背离Q解析：点电荷Q在真空中产生电场，距离Q为r处的电场强度大小为kQ/r^2，方向背离Q（对于正电荷）或指向Q（对于负电荷）。2.q(φ_A-φ_B)，q(φ_A-φ_B)解析：电场中A点的电势为φ_A，B点的电势为φ_B，将电荷量q从A点移动到B点，电场力做功为q(φ_A-φ_B)，电势能变化量为q(φ_A-φ_B)。3.不相交，正电荷所受电场力的方向解析：电场线是不相交的曲线，其方向规定为正电荷所受电场力的方向。4.U_AB=φ_A-φ_B，伏特（V）解析：电势差的表达式为U_AB=φ_A-φ_B，其单位是伏特（V）。5.C=εS/d，介电常数，极板面积，极板间距解析：平行板电容器的电容表达式为C=εS/d，其中ε为介电常数，S为极板面积，d为极板间距。6.增加，增加解析：电容器充电时，电场能增加，电势能增加。7.极化，感应，削弱解析：电介质放入电场中时，电介质会被极化，产生感应电荷，从而削弱电场强度。8.零，垂直解析：静电平衡的导体内部电场强度为零，表面电场强度方向垂直于表面。9.感应电荷产生的电场与外部电场叠加抵消，保护电子设备免受外部电场干扰解析：静电屏蔽现象的原理是感应电荷产生的电场与外部电场叠加抵消，其实际应用包括保护电子设备免受外部电场干扰。10.法拉（F），单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量解析：电容的单位是法拉（F），其物理意义是单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量。三、判断题1.√解析：静电场是保守场，沿任意闭合路径移动电荷，电场力做功为零。2.√解析：电场强度是矢量，其方向与正电荷所受电场力的方向相同。3.√解析：电势是标量，其数值与零势面的选择有关。4.×解析：电场线不能相交，因为电场线表示电场方向，如果相交则同一点有两个不同的电场方向，这是不可能的。5.√解析：电势差的单位是伏特（V），其物理意义是单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量。6.×解析：电容器的电容与其所带电荷量无关，与电势差无关，只与极板的面积和间距以及电介质的介电常数有关。7.×解析：电容器充电时，电场能增加，电势能增加。8.√解析：电介质放入电场中时，电介质会被极化，产生感应电荷，从而削弱电场强度。9.√解析：静电平衡的导体内部电场强度为零，表面电场强度方向垂直于表面。10.×解析：静电屏蔽现象表明，金属网罩可以部分隔绝外部电场对内部空间的影响，但不是完全隔绝。四、简答题1.静电场的基本性质包括：-静电场是保守场，沿任意闭合路径移动电荷，电场力做功为零。-静电场对放入其中的电荷一定有力的作用。-静电场的电场线从正电荷出发，终止于负电荷，不可能形成闭合曲线。-静电场的电势在无穷远处定义为零，但电势能不一定为零。2.电场强度的定义及其物理意义：-电场强度是描述电场性质的物理量，其定义为单位正电荷所受的电场力。-电场强度的表达式为E=F/q，其中E为电场强度，F为电场力，q为电荷量。-电场强度的国际单位是伏特每米（V/m），其物理意义是单位正电荷所受的电场力的大小和方向。3.电势与电势能的区别与联系：-电势是描述电场能的性质的物理量，其定义为单位正电荷在电场中某点的电势能。-电势能是电荷在电场中具有的势能，其表达式为E_p=qφ，其中E_p为电势能，q为电荷量，φ为电势。-电势是标量，其数值与零势面的选择有关；电势能是标量，其正负取决于电荷的正负以及电势的高低。-电势与电势能的关系是：电势能等于电荷量与电势的乘积。4.电场线与等势面的关系：-电场线与等势面总是相互垂直的，且电场线的方向指向电势降低的方向。-等势面上的任意两点电势相等，但电场强度可能不同。-电场线不能相交，因为电场线表示电场方向，如果相交则同一点有两个不同的电场方向，这是不可能的。5.电势差的定义及其物理意义：-电势差是电场中两点电势的差值，其定义为单位正电荷在电场中从一点移动到另一点时电势能的变化量。-电势差的表达式为U_AB=φ_A-φ_B，其中U_AB为电势差，φ_A为A点的电势，φ_B为B点的电势。-电势差的单位是伏特（V），其物理意义是单位正电荷在电场中移动时电势能的变化量。6.电容器的电容及其决定因素：-电容器的电容是描述电容器储存电荷能力的物理量，其定义为电容器所带电荷量与电势差的比值。-电容器的电容表达式为C=Q/U，其中C为电容，Q为电荷量，U为电势差。-电容器的电容决定因素包括：极板的面积、极板的间距以及电介质的介电常数。7.电介质对电场的影响：-电介质放入电场中时，电介质会被极化，产生感应电荷，从而削弱电场强度。-电介质的介电常数越大，其极化能力越强，对电场的削弱作用越大。-在有电介质的情况下，电场中的电势差等于无电介质时的电势差乘以介电常数的倒数。8.静电平衡的条件及其特点：-静电平衡的条件是导体内部电场强度为零，表面电场强度方向垂直于表面。-静电平衡的特点包括：导体内部没有净电荷，所有电荷都分布在表面；导体表面是等势面；导体内部的电场强度为零。五、应用题1.两个点电荷Q_1和Q_2分别位于坐标原点和x轴上的x=1m处，Q_1=+2μC，Q_2=-3μC。求x=0.5m处的电场强度大小和方向。解：-Q_1在x=0.5m处的电场强度大小为E_1=kQ_1/r_1^2=(9×10^9N•m^2/C^2×2×10^-6C)/(0.5m)^2=7.2×10^4N/C，方向沿x轴正方向。-Q_2在x=0.5m处的电场强度大小为E_2=kQ_2/r_2^2=(9×10^9N•m^2/C^2×3×10^-6C)/(0.5m)^2=-10.8×10^4N/C，方向沿x轴负方向。-合电场强度大小为E=E_1+E_2=7.2×10^4N/C-10.8×10^4N/C=-3.6×10^4N/C，方向沿x轴负方向。2.一个平行板电容器极板面积为S=100cm²，极板间距d=0.5cm，电介质为空气（ε=ε_0）。求该电容器的电容。解：-极板面积S=100cm²=100×10^-4m²，极板间距d=0.5cm=0.5×10^-2m，空气的介电常数ε_0=8.85×10^-12F/m。-电容器的电容表达式为C=εS/d=(8.85×10^-12F/m×100×10^-4m²)/(0.5×10^-2m)=1.77×10^-10F=177pF。3.一个电容器充电后，电势差为U=100V，电荷量为Q=10μC。求该