【师说】2015-2016高中物理 1.7 静电现象的应用课时作业 新人教版选修3-1

发布于:2021-06-21 04:50:57

静电现象的应用
基础达标 1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(  ) A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D.打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要危险 【解析】 由静电屏蔽的知识可知,A、D选项均错;金属可以消 除多余的静电,B项正确;单根高压输电线上相距较*的两点之间电阻 很小,因而电压较小,小鸟不会被电死,C选项错误. 【答案】 B 2.对处于静电*衡状态的导体,以下说法中正确的是(  ) A.导体内部既无正电荷,又无负电荷 B.导体内部和外表面处的电场均为零 C.导体处于静电*衡时,导体表面的电荷代数和为零 D.导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结 果 【解析】 导体处于静电*衡状态时,其内部无净电荷,即其正、 负电荷总量相等,电荷量为零.其表面处有净电荷,以至于该处电场不 为零. 【答案】 D 3.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制 成,医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套,一切设备要良好 接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了(  ) A.消除静电 B.除菌消毒 C.应用静电 D.防止静电 【解析】 穿棉布外套是为了防止摩擦起电,摩擦产生的静电积累 多了会产生电火花,而乙醚为易挥发物品,遇到火花或热源便会爆炸. 所以穿导电材料制成的鞋子且设备接地良好,即及时导走产生的电荷, 消除静电. 【答案】 A

4.(多选)如图所示,原来不带电的金属球壳内壁接地,将一带正电 的小球放入其中,但不与球壳接触,则(  ) A.球壳内壁带负电 B.球壳外壁带正电 C.球壳外壁不带电 D.若将接地线去掉再移出正电荷,壳外壁带负电 【解析】 球壳内正电荷产生电场,使球壳处于静电*衡状态,在 球壳的内表面出现等量异种电荷,球壳的外表面出现等量同种电荷,当 球壳接地时,不论内表面接地还是球壳外表面接地,待稳定后球壳的电 势必定为零.球壳的外表面无感应电荷,球壳外也没有静电场,这就是 接地导体壳的静电屏蔽作用.故A、C选项正确.若将接地线断开再移

去壳内正电荷时,壳内表面的负电荷就会分布到球壳的外表面上,内壁 不再带电.故D选项正确. 【答案】 ACD

5.(多选)如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b 点是金属板右侧表面上的两点,其中a到+Q的距离较小,下列说法正确 的是(  ) A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电 B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电 C.整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于 零 D.a、b两点的电场强度不为零,且a,b两点场强方向相同,但a点 场强比b点场强要大一些 【解析】 金属板若不接地,右侧表面将有感应的负电荷,左侧表 面将有感应的正电荷,现金属板左侧接地,金属板与地球形成了一个大 导体,金属板相当于*端,而地球相当于远端,故A选项错误,B选项

正确;由处于静电*衡状态导体的特点可知,a、b等势,接地后电势等 于零,故C选项正确;金属板是一个等势体,电场线垂直于导体表面, 所以a、b两端的场强方向相同.由于a距+Q较*,b距+Q较远,a处的 电场线较密集,故a处的场强比b处的场强要大些,D选项正确. 【答案】 BCD 6.使一个绝缘导体的带电荷量增加一些,则导体内部的场强将 (  ) A.一定增强 B.一定减弱 C.可能增强也可能减弱 D.保持不变 【解析】 绝缘导体带电荷量增加一些,最终仍处于静电*衡状 态,故内部场强保持不变.答案为D. 【答案】 D 7.

图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的 距离为r.金属球上的感应电荷在球心处产生的感应电场的场强大小等于 (  ) A.k-k B.k+k C.0 D.k

【解析】 处于静电*衡状态的导体内部场强处处为零,即感应电 荷在O点产生的电场与点电荷Q在O点产生的电场大小相等、方向相反, E=k. 【答案】 D 8.

如图所示,在孤立点电荷+Q的电场中,金属圆盘A处于静电*衡 状态.若金属圆盘*面与点电荷在同一*面内,试在圆盘A内作出由盘 上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示,要求严格作 图). 【解析】 

画出感应电荷形成的附加电场在A圆盘内的三条电场线(实线),如

图所示,导体A处于静电*衡状态,因此内部每点的合场强都为零,即 导体A内的每一点,感应电荷产生的电场强度都与点电荷+Q在那点的 电场强度大小相等、方向相反,即感应电荷的电场线与点电荷+Q的电 场线重合,且方向相反. 【答案】 见解析图 能力提升 1.

如图所示,将带绝缘底座的不带电导体BC置于带正电的金属球A附 *,当导体BC达到静电*衡后,则下列说法正确的有(  ) A.用导线连接B、C两端,导线中有瞬时电流通过 B.用手摸一下导体B端可使导体带正电 C.导体C端电势高于B端电势 D.B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小 【解析】 静电*衡后,BC内部场强处处为零,整个导体是个等 势体,故A、C都错.根据导体附*的电场线分布,可判定导体BC的电 势比无穷远处(大地)的电势要高,故把导体B端或C端接地时,将有电子 从大地流向导体,导体将带负电,故B错.导体处于静电*衡时带电金 属球A在导体内部的电场跟感应电场相*衡,因此可以根据A的电场在 导体内部的分布情况来确定感应电荷电场在导体内部的分布情况.

【答案】 D 2.

如图所示,把一个不带电的枕型导体靠*带正电的小球,由于静电 感应,在a、b端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是(  ) A.闭合开关S1,有电子从枕型导体流向大地 B.闭合开关S2,有电子从枕型导体流向大地 C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕型导体 D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2 【解析】 在S1、S2都断开时,对于枕型导体,它的电荷是守恒 的,a、b出现的负、正电荷等量.当闭合开关S1、S2中的任何一个以 后,便把导体与大地连通,使大地也参与了电荷转移.因此,导体本身 的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统电荷守恒.由于静电感 应,a端仍为负电荷,大地远处感应出等量正电荷,因此无论闭合开 关S1还是开关S2,都有电子从大地流向导体,故选项C正确.

【答案】 C

3.如图所示,水*放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q, 一表面绝缘的带电的小球(可视为质点且不影响Q的电场),从左端以初 速度v0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端,在该运动过程 中,下列说法错误的是(  ) A.小球做匀速直线运动 B.小球做先减速,后加速运动 C.小球的电势能保持不变 D.电场力对小球所做的功为零 【解析】 水*放置的金属板处于点电荷Q的电场中而达到静电* 衡,是一个等势体,其表面处电场线处处与表面垂直,电场力不做功, 小球匀速直线运动,所以A、C、D正确.B错误. 【答案】 B 4.如图所示,A、B为两个带等量异号电荷的金属球,将两根不带 电的金属棒C、D放在两球之间,则下列叙述错误的是(  )

A.C棒的电势一定高于D棒的电势 B.若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间,将有从y流 向x的电子流 C.若将B球接地,B所带的负电荷全部流入大地 D.若将B球接地,B所带的负电荷还将保留一部分 【解析】 

由图所示电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为φA>φC>φD>φB. 当用导线将C棒的x端与D棒的y端连接的瞬间,将有自由电子从电势低 的D棒流向 电势高的C棒,这时C与D已通过导线连接为一个导体了,静电*衡 后,它们的电势相等,C的x端仍带负电,D的y端仍带正电,而C的右端 及D的左端均不带电,即C右端的正电荷与D左端的负电荷中和掉了.当 将B球接地时,一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地,而 一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠*y的*端处,如果把 带正电的A球移走,接地的B球上的负电荷才全部流入大地.故选 项A、B、D正确,C错误. 【答案】 C 5.

在真空中有两个点电荷A和B,电荷量分别为-Q和+2Q,相距为 2l,如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r?l)的空心金属球, 且球心位于O点,如图所示,则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小 为多少?方向如何? 【解析】 电荷-Q和2Q在O点产生场强E=+=,方向向左.则

感应电荷在O点产生场强大小E′=E=,方向向右. 【答案】  方向向右


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