1.7 靜電現(xiàn)象的應用—2020-2021學年高中物理選修3-1練習冊

1、7靜電現(xiàn)象的應用知識點一靜電感應和靜電平衡1.(多選)關于靜電感應和靜電平衡,以下說法正確的是()A.靜電感應是由于導體內的自由電子受靜電力作用的結果B.導體內的自由電子都不運動稱為靜電平衡C.處于靜電平衡狀態(tài)時,導體所占空間各處場強均為零D.處于靜電平衡狀態(tài)時,導體內部將沒有多余的“凈”電荷2.在醫(yī)療手術中,為防止麻醉劑乙醚爆炸,地磚要用導電材料制成,醫(yī)生和護士要穿由導電材料制成的鞋子和外套,一切設備要良好接地,甚至病人身體也要良好接地,這樣做是為了()A.除菌消毒B.消除靜電C.利用靜電D.防止漏電3.如圖L1-7-1所示,原本不帶電的金屬球A的半徑為R,球外放一個帶電荷量為Q、到球心O的

2、距離為r的點電荷,則當金屬球達到靜電平衡時,感應電荷在球心O處產生的場強大小等于(靜電力常量為k)()圖L1-7-1A.kQr2-kQR2B.kQr2+kQR2C.0D.kQr24.(多選)如圖L1-7-2所示,在真空中把一個導體向帶負電荷的小球慢慢靠近(不接觸),下列說法正確的有()圖L1-7-2A.B端的感應電荷越來越多B.導體內的電場強度越來越大C.導體的感應電荷在M點產生的場強恒大于在N點產生的場強D.導體的感應電荷在M、N兩點產生的場強相等知識點二靜電屏蔽5.如圖L1-7-3所示,帶電體Q靠近一個接地空腔正方體導體,空腔里面無電荷,達到靜電平衡后,下列物理量中不等于零的是()圖L1-

3、7-3A.導體空腔內任意點的場強B.導體空腔內任意點的電勢C.導體空腔外表面的電荷量D.導體空腔內表面的電荷量6.某農村小塑料場的高頻熱合機(焊縫用)產生的電磁波頻率和電視信號頻率接近,由于該村尚未接通有線電視信號,空中的信號常常受到干擾,在電視熒屏上出現(xiàn)網狀條紋,影響正常收看.為了使電視機不受干擾,可采取的辦法是()A.將電視機用一金屬籠子罩起來B.將電視機用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠接地C.將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來D.將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠接地7.圖L1-7-4中P是一個帶電體,N是一個不帶電的金屬空腔,放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)會被吸引的是()圖L1-7-

4、4知識點三靜電平衡狀態(tài)下的導體8.導體球殼B帶有正電荷Q,其中心處放有導體球A,用細金屬絲通過B上的小孔與大地相連(細金屬絲不與球殼B相接觸),如圖L1-7-5所示,則導體球A()圖L1-7-5A.不帶電B.帶正電C.帶負電D.可能帶正電,也可能帶負電9.在點電荷-Q的電場中,一金屬球處于靜電平衡狀態(tài),A為球內一點,B為球外表面附近一點,則關于球上感應電荷在A點和B點所激發(fā)的附加場強E'A和E'B的方向,圖L1-7-6中最可能正確的是()圖L1-7-610.一金屬球原來不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN,如圖L1-7-7所示,金屬球上感應電荷在球內直徑上a、b

5、、c三點產生的電場的場強大小分別為Ea、Eb、Ec,三者相比,則()圖L1-7-7A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec11.(多選)圖L1-7-8中的靜電實驗(虛線框為金屬網)能使左邊驗電器的金屬箔張開的是()圖L1-7-812.將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬帶孔空心球C內(不和球壁接觸),另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近,如圖L1-7-9所示,下列說法正確的是()圖L1-7-9A.A的懸線往左偏離豎直方向,B的懸線往右偏離豎直方向B.A的位置不變,B的懸線往右偏離豎直方向C.A的懸線往左偏離豎直方向,B的位置不變D.A和B的位置都不變13.如圖

6、L1-7-10所示,真空中使一原來不帶電的絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢靠近(不相碰),M、N為導體內的兩點.下列說法正確的是()圖L1-7-10A.絕緣導體AB靠近P的一端的感應電荷為負電荷,遠離P的一端的感應電荷為正電荷B.導體內部場強越來越大C.M點電勢恒低于N點電勢D.導體的感應電荷在M點產生的場強大于在N點產生的場強14.(多選)如圖L1-7-11所示,接地的金屬板右側有固定的點電荷+Q,a、b是金屬板右側表面附近的兩點,其中a到+Q的距離較小.下列說法正確的是()圖L1-7-11A.由于靜電感應,金屬板右側表面帶負電,左側表面帶正電B.由于靜電感應,金屬板右側表面帶負電,左側表面

7、不帶電C.整個金屬板是一個等勢體,且電勢等于零D.a、b兩點的電場強度不為零,且a、b兩點的場強方向相同,但a點的場強比b點的場強要大一些15.(多選)如圖L1-7-12所示,帶負電的點電荷旁有一接地的大金屬板,A為金屬板內一點,B為金屬板左側外表面上一點,下列對金屬板上的感應電荷分別在A點和B點產生的場強方向的判斷正確的是()圖L1-7-12A.感應電荷在A點的場強沿E1方向B.感應電荷在A點的場強沿E2方向C.感應電荷在B點的場強可能沿E3方向D.感應電荷在B點的場強可能沿E4方向16.如圖L1-7-13所示,在真空中有兩個點電荷A和B,電荷量分別為-Q和+2Q,它們之間的距離為L,在兩個

8、點電荷連線的中點O處有一個半徑為r(2r<L)的空心金屬球,且球心位于O點,則球殼上的感應電荷在O點處產生的場強大小為多少?方向如何?(靜電力常量為k)圖L1-7-137靜電現(xiàn)象的應用1.AD解析 靜電平衡是由于導體內的自由電子受靜電力的作用而發(fā)生定向移動,最后達到穩(wěn)定的狀態(tài),選項A正確;達到靜電平衡后,自由電子不再定向移動,但是仍然做無規(guī)則的熱運動,選項B錯誤;導體處于靜電平衡時,電荷只分布在導體外表面上,導體內部沒有多余的“凈”電荷,選項D正確;導體處于靜電平衡時,導體內部的場強為零,但導體表面的場強不為零,選項C錯誤.2.B解析 醫(yī)生和護士要穿由導電材料制成的鞋子和外套是為了將身上

9、的靜電導走,B正確.3.D解析 金屬球達到靜電平衡時,內部合場強為0,感應電荷在球心O處產生的電場與點電荷在此處產生的電場大小相等,則E=kQr2,選項D正確.4.AC5.C解析 靜電平衡后導體空腔內任意點的場強為0;電荷分布在導體空腔外表面,導體空腔內表面的電荷量為0;導體空腔為等勢體,接地后電勢為0.6.D解析 為了使電視機能接收電視信號,但又不接收高頻熱合機產生的電磁波,應將高頻熱合機產生的電磁波信號屏蔽,而接地金屬籠具有屏蔽內部電場的作用,故選項D正確.7.B解析 當負電荷放在金屬殼外時,使金屬殼上端帶正電荷,下端帶負電荷,兩端出現(xiàn)電壓,導致感應電場與外電場相疊加,所以內部電場強度為零

10、,因此絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引,故A錯誤;當負電荷放在金屬殼內時,使金屬殼內部帶正電荷,外部帶負電荷,導致出現(xiàn)感應電場,從而使得絕緣板上的小紙屑(圖中S)會被吸引,故B正確;當負電荷放在金屬殼外時,使金屬殼上端帶正電荷,由于下端接地,則不帶電,兩端仍出現(xiàn)電壓,導致感應電場與外電場相互疊加,出現(xiàn)合電場強度為零,從而使得絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引,故C錯誤;當負電荷放在金屬殼內時,由于接地,則使金屬殼外不帶電,所以外部沒有電場,從而使得絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引,故D錯誤.8.C解析 球殼B帶正電荷后,附近的大地因靜電感應將帶負電荷,由于導體球A與大地相連,相當于近

11、端,因此,A上也會感應出一定量的負電荷.9.C解析 根據處于靜電平衡狀態(tài)的導體特點可知,點電荷在A點產生的電場強度與球上感應電荷在A點產生的電場強度大小相等,方向相反,所以感應電荷在A點激發(fā)的電場強度E'A背離點電荷,選項B錯誤;根據處于靜電平衡狀態(tài)的導體特點可知,導體表面附近的電場強度垂直于導體表面,即點電荷在B點的電場強度與感應電荷在B點的電場強度E'B的合場強垂直于導體表面,根據平行四邊形定則可以判斷出,感應電荷在B點激發(fā)的電場強度E'B的方向最可能為C圖中的電場強度方向,選項A、D錯誤,選項C正確.10.C解析 金屬球在帶電細桿MN的電場中達到靜電平衡后,其內部

12、合場強處處為零.金屬球上感應電荷在a、b、c三點產生電場的場強與MN在a、b、c三點產生電場的場強分別等大反向,顯然MN在c點產生的電場的場強最強,選項C正確.11.AC解析 凈電荷分布在導體的外表面,選項A正確,選項B錯誤;選項C中兩個驗電器接觸,左側驗電器金屬箔應張開,選項D中左邊的驗電器處于金屬網中,由于靜電屏蔽,金屬箔不會張開,選項C正確,選項D錯誤. 12.B解析 帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內,通過靜電感應,空心球外殼帶正電,內壁帶負電,所以B受C球的吸引,其懸線往右偏離豎直方向,而由于空心球C能屏蔽小球B所產生的外部電場,因此A球不受B球電場的影響,位置不變,選項B正確.1

13、3.D解析 絕緣導體AB靠近P的一端帶正電,遠離P的一端帶負電,選項A錯誤;導體內部場強處處為0,選項B錯誤;導體為等勢體,選項C錯誤;由E=kQr2,小球P在M、N兩點產生的場強EM>EN,M、N處的合場強為零,則導體的感應電荷在M點產生的場強大于在N點產生的場強,選項D正確.14.BCD解析 金屬板若不接地,右側表面將感應出負電荷,左側表面將感應出等量正電荷,而金屬板接地,大地上的自由電子通過接地導線上移與正電荷中和,達到靜電平衡時左側表面不帶電,整個金屬板的電勢與大地相同,都為零,所以選項A錯誤,選項B、C正確;金屬板接地時,右側表面上仍有感應負電荷,但a距Q較近,場強要大些,整個金屬板是等勢體,表面是等勢面,電場線與等勢面垂直,故a、b兩點的場強方向都垂直金屬板向右,方向相同,選項D正確.15.BC解析 金屬板內的電場強度處處為0,則感應電荷的場強與點電荷的場強等大反向,即感應電荷在A點的場強沿E2方向