1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用—2020-2021學(xué)年高中物理選修3-1練習(xí)冊

1、7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用知識點(diǎn)一靜電感應(yīng)和靜電平衡1.(多選)關(guān)于靜電感應(yīng)和靜電平衡,以下說法正確的是()A.靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受靜電力作用的結(jié)果B.導(dǎo)體內(nèi)的自由電子都不運(yùn)動稱為靜電平衡C.處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),導(dǎo)體所占空間各處場強(qiáng)均為零D.處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部將沒有多余的“凈”電荷2.在醫(yī)療手術(shù)中,為防止麻醉劑乙醚爆炸,地磚要用導(dǎo)電材料制成,醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套,一切設(shè)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(gè)帶電荷量為Q、到球心O的

2、距離為r的點(diǎn)電荷,則當(dāng)金屬球達(dá)到靜電平衡時(shí),感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)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(gè)導(dǎo)體向帶負(fù)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(yīng)電荷越來越多B.導(dǎo)體內(nèi)的電場強(qiáng)度越來越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)恒大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)相等知識點(diǎn)二靜電屏蔽5.如圖L1-7-3所示,帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔正方體導(dǎo)體,空腔里面無電荷,達(dá)到靜電平衡后,下列物理量中不等于零的是()圖L1-

3、7-3A.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場強(qiáng)B.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢C.導(dǎo)體空腔外表面的電荷量D.導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量6.某農(nóng)村小塑料場的高頻熱合機(jī)(焊縫用)產(chǎn)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(wǎng)狀條紋,影響正常收看.為了使電視機(jī)不受干擾,可采取的辦法是()A.將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來B.將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠接地C.將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來D.將高頻熱合機(jī)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(gè)帶電體,N是一個(gè)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(diǎn)三靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體8.導(dǎo)體球殼B帶有正電荷Q,其中心處放有導(dǎo)體球A,用細(xì)金屬絲通過B上的小孔與大地相連(細(xì)金屬絲不與球殼B相接觸),如圖L1-7-5所示,則導(dǎo)體球A()圖L1-7-5A.不帶電B.帶正電C.帶負(fù)電D.可能帶正電,也可能帶負(fù)電9.在點(diǎn)電荷-Q的電場中,一金屬球處于靜電平衡狀態(tài),A為球內(nèi)一點(diǎn),B為球外表面附近一點(diǎn),則關(guān)于球上感應(yīng)電荷在A點(diǎn)和B點(diǎn)所激發(fā)的附加場強(qiáng)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(xì)桿MN,如圖L1-7-7所示,金屬球上感應(yīng)電荷在球內(nèi)直徑上a、b

5、、c三點(diǎn)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)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(shí)驗(yàn)(虛線框?yàn)榻饘倬W(wǎng))能使左邊驗(yàn)電器的金屬箔張開的是()圖L1-7-812.將懸掛在細(xì)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(nèi)(不和球壁接觸),另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)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(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢靠近(不相碰),M、N為導(dǎo)體內(nèi)的兩點(diǎn).下列說法正確的是()圖L1-7-10A.絕緣導(dǎo)體AB靠近P的一端的感應(yīng)電荷為負(fù)電荷,遠(yuǎn)離P的一端的感應(yīng)電荷為正電荷B.導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)越來越大C.M點(diǎn)電勢恒低于N點(diǎn)電勢D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)14.(多選)如圖L1-7-11所示,接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷+Q,a、b是金屬板右側(cè)表面附近的兩點(diǎn),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(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電,左側(cè)表面帶正電B.由于靜電感應(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電,左側(cè)表面

7、不帶電C.整個(gè)金屬板是一個(gè)等勢體,且電勢等于零D.a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零,且a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同,但a點(diǎn)的場強(qiáng)比b點(diǎn)的場強(qiáng)要大一些15.(多選)如圖L1-7-12所示,帶負(fù)電的點(diǎn)電荷旁有一接地的大金屬板,A為金屬板內(nèi)一點(diǎn),B為金屬板左側(cè)外表面上一點(diǎn),下列對金屬板上的感應(yīng)電荷分別在A點(diǎn)和B點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)方向的判斷正確的是()圖L1-7-12A.感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場強(qiáng)沿E1方向B.感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場強(qiáng)沿E2方向C.感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的場強(qiáng)可能沿E3方向D.感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的場強(qiáng)可能沿E4方向16.如圖L1-7-13所示,在真空中有兩個(gè)點(diǎn)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(gè)

8、點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O處有一個(gè)半徑為r(2r<L)的空心金屬球,且球心位于O點(diǎn),則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)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(yīng)用1.AD解析 靜電平衡是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受靜電力的作用而發(fā)生定向移動,最后達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài),選項(xiàng)A正確;達(dá)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(yùn)動,選項(xiàng)B錯誤;導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),電荷只分布在導(dǎo)體外表面上,導(dǎo)體內(nèi)部沒有多余的“凈”電荷,選項(xiàng)D正確;導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)為零,但導(dǎo)體表面的場強(qiáng)不為零,選項(xiàng)C錯誤.2.B解析 醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套是為了將身上

9、的靜電導(dǎo)走,B正確.3.D解析 金屬球達(dá)到靜電平衡時(shí),內(nèi)部合場強(qiáng)為0,感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場與點(diǎn)電荷在此處產(chǎn)生的電場大小相等,則E=kQr2,選項(xiàng)D正確.4.AC5.C解析 靜電平衡后導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場強(qiáng)為0;電荷分布在導(dǎo)體空腔外表面,導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量為0;導(dǎo)體空腔為等勢體,接地后電勢為0.6.D解析 為了使電視機(jī)能接收電視信號,但又不接收高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波,應(yīng)將高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波信號屏蔽,而接地金屬籠具有屏蔽內(nèi)部電場的作用,故選項(xiàng)D正確.7.B解析 當(dāng)負(fù)電荷放在金屬殼外時(shí),使金屬殼上端帶正電荷,下端帶負(fù)電荷,兩端出現(xiàn)電壓,導(dǎo)致感應(yīng)電場與外電場相疊加,所以內(nèi)部電場強(qiáng)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(dāng)負(fù)電荷放在金屬殼內(nèi)時(shí),使金屬殼內(nèi)部帶正電荷,外部帶負(fù)電荷,導(dǎo)致出現(xiàn)感應(yīng)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(dāng)負(fù)電荷放在金屬殼外時(shí),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(dǎo)致感應(yīng)電場與外電場相互疊加,出現(xiàn)合電場強(qiáng)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(dāng)負(fù)電荷放在金屬殼內(nèi)時(shí),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(yīng)將帶負(fù)電荷,由于導(dǎo)體球A與大地相連,相當(dāng)于近

11、端,因此,A上也會感應(yīng)出一定量的負(fù)電荷.9.C解析 根據(jù)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體特點(diǎn)可知,點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與球上感應(yīng)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小相等,方向相反,所以感應(yīng)電荷在A點(diǎn)激發(fā)的電場強(qiáng)度E'A背離點(diǎn)電荷,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體特點(diǎn)可知,導(dǎo)體表面附近的電場強(qiáng)度垂直于導(dǎo)體表面,即點(diǎn)電荷在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度與感應(yīng)電荷在B點(diǎn)的電場強(qiáng)度E'B的合場強(qiáng)垂直于導(dǎo)體表面,根據(jù)平行四邊形定則可以判斷出,感應(yīng)電荷在B點(diǎn)激發(fā)的電場強(qiáng)度E'B的方向最可能為C圖中的電場強(qiáng)度方向,選項(xiàng)A、D錯誤,選項(xiàng)C正確.10.C解析 金屬球在帶電細(xì)桿MN的電場中達(dá)到靜電平衡后,其內(nèi)部

12、合場強(qiáng)處處為零.金屬球上感應(yīng)電荷在a、b、c三點(diǎn)產(chǎn)生電場的場強(qiáng)與MN在a、b、c三點(diǎn)產(chǎn)生電場的場強(qiáng)分別等大反向,顯然MN在c點(diǎn)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)最強(qiáng),選項(xiàng)C正確.11.AC解析 凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤;選項(xiàng)C中兩個(gè)驗(yàn)電器接觸,左側(cè)驗(yàn)電器金屬箔應(yīng)張開,選項(xiàng)D中左邊的驗(yàn)電器處于金屬網(wǎng)中,由于靜電屏蔽,金屬箔不會張開,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)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(nèi),通過靜電感應(yīng),空心球外殼帶正電,內(nèi)壁帶負(fù)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(chǎn)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(xiàng)B正確.1

13、3.D解析 絕緣導(dǎo)體AB靠近P的一端帶正電,遠(yuǎn)離P的一端帶負(fù)電,選項(xiàng)A錯誤;導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為0,選項(xiàng)B錯誤;導(dǎo)體為等勢體,選項(xiàng)C錯誤;由E=kQr2,小球P在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)EM>EN,M、N處的合場強(qiáng)為零,則導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng),選項(xiàng)D正確.14.BCD解析 金屬板若不接地,右側(cè)表面將感應(yīng)出負(fù)電荷,左側(cè)表面將感應(yīng)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(dǎo)線上移與正電荷中和,達(dá)到靜電平衡時(shí)左側(cè)表面不帶電,整個(gè)金屬板的電勢與大地相同,都為零,所以選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)B、C正確;金屬板接地時(shí),右側(cè)表面上仍有感應(yīng)負(fù)電荷,但a距Q較近,場強(qiáng)要大些,整個(gè)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(diǎn)的場強(qiáng)方向都垂直金屬板向右,方向相同,選項(xiàng)D正確.15.BC解析 金屬板內(nèi)的電場強(qiáng)度處處為0,則感應(yīng)電荷的場強(qiáng)與點(diǎn)電荷的場強(qiáng)等大反向,即感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場強(qiáng)沿E2方向