9.4靜電的防止與利用（教學(xué)課件+課后練習(xí)）（解析版）

第4節(jié)靜電的防止與利用靜電平衡1．（2022·全國(guó)·高二單元測(cè)試）對(duì)于電場(chǎng)中處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，下列分析不正確的是（）A．導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零B．導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面C．導(dǎo)體內(nèi)部是外電場(chǎng)與感應(yīng)電荷電場(chǎng)疊加后的合場(chǎng)強(qiáng)，其大小為零D．處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子不再運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】A．導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零，選項(xiàng)A正確；B．導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面，選項(xiàng)B正確；C．導(dǎo)體內(nèi)部是外電場(chǎng)與感應(yīng)電荷電場(chǎng)疊加后的合場(chǎng)強(qiáng)，兩者等大反向，合場(chǎng)強(qiáng)大小為零，選項(xiàng)C正確；D．靜電平衡是指內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，內(nèi)部沒(méi)有多余的“凈”電荷，但導(dǎo)體內(nèi)的自由電子仍在無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選D。2．（2022·河北保定·高一期末）（多選）如圖所示，不規(guī)則的導(dǎo)體處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小為、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，處于靜電平衡狀態(tài)。對(duì)于導(dǎo)體內(nèi)部由靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是（

）A．大小為 B．大小為C．方向水平向左 D．方向水平向右【答案】AC【詳解】靜電平衡狀態(tài)下，對(duì)于導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，故感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與原電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，故AC正確，BD錯(cuò)誤。故選AC。3．（2022·江蘇南通·高一期末）如圖所示，將帶正電荷Q的導(dǎo)體球C靠近不帶電的導(dǎo)體，若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量大小分別為QA、QB；若沿虛線2將導(dǎo)體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量大小分別為QA′和QB′。對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)，電荷量關(guān)系正確的是（）A．QA<QB，QA=QA′B．QA=QB，QA>QA′C．QA′<QB′，QB=QB′D．QA′=QB′，QB<QB′【答案】D【詳解】當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，不管是沿虛線1將導(dǎo)體分開(kāi)還是沿虛線2將導(dǎo)體分開(kāi)，兩部分所帶異種電荷量的大小均相等，即QA=QB，QA′=QB′若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分，由于虛線1距正電荷Q較遠(yuǎn)，A部分感應(yīng)出的正電荷較少，即B部分感應(yīng)出的負(fù)電荷較少，有QA<QA′，QB<QB′，故選D。4．（2022·浙江臺(tái)州·高二期末）如圖所示為某帶電導(dǎo)體四周的電場(chǎng)線分布，M、N是電場(chǎng)中兩點(diǎn)，則（）A．導(dǎo)體左側(cè)帶正電，右側(cè)帶負(fù)電 B．導(dǎo)體左側(cè)的電荷分布密度大于右側(cè)C．M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 D．導(dǎo)體內(nèi)部的P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零【答案】D【詳解】A．由電場(chǎng)線分布可知，導(dǎo)體左右兩側(cè)均帶正電，故A錯(cuò)誤；B．右側(cè)電場(chǎng)線分布較密集，可知導(dǎo)體電荷分布密度左側(cè)小于右側(cè)，故B錯(cuò)誤；C．因N點(diǎn)電場(chǎng)線較M點(diǎn)密集，則N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故C錯(cuò)誤；D．導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，所以內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，故D正確。故選D。5．（2022·貴州·黔西南州金成實(shí)驗(yàn)學(xué)校高一期末）如圖，導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一電荷量為的正點(diǎn)電荷放在棒的中心軸線上距離棒的左端處，A、B為棒上中心軸線上的兩點(diǎn)，A距離棒左端為，A、B間的距離也為，靜電力常數(shù)為。當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后（）A．棒左端感應(yīng)出正電荷，右端感應(yīng)出負(fù)電荷B．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C．A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D．棒上感應(yīng)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為【答案】D【詳解】A．由于q為正電荷，根據(jù)靜電感應(yīng)規(guī)律可知棒左端感應(yīng)負(fù)電荷，右端感應(yīng)正電荷，故A錯(cuò)誤；BC．處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都是零，故BC錯(cuò)誤；D．靜電平衡時(shí)A點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，因此感應(yīng)電荷在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等值反向，得棒上感應(yīng)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為，故D正確。故選D。尖端放電6．（2022·吉林·通榆縣第一中學(xué)校高一期末）高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條比下面輸電線細(xì)的金屬線，它的作用是（）A．提高鐵塔的穩(wěn)定性B．傳輸零線的電流C．防雷電，起到避雷針的作用D．作為備用線，供輸電線斷開(kāi)時(shí)應(yīng)急使用【答案】C【詳解】輸電細(xì)線起著與避雷針相似的作用，通過(guò)放電中和周圍空氣中的電荷，可以防止雷擊，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。7．（2022·浙江·紹興市教育教學(xué)研究院高一期末）武當(dāng)山主峰——天柱峰上有一座金殿，常出現(xiàn)雷火煉殿的奇觀：在雷雨交加時(shí)，屋頂常會(huì)出現(xiàn)盆大的火球，來(lái)回滾動(dòng)。雨過(guò)天晴時(shí)，大殿屋頂金光燦燦，像被重新洗過(guò)一般，如圖所示，對(duì)此，下列分析正確的是（）A．出現(xiàn)雷火煉殿現(xiàn)象時(shí)，大殿內(nèi)的人是危險(xiǎn)的B．金殿肯定是一個(gè)龐大的優(yōu)良導(dǎo)體C．金殿頂部肯定很少有帶尖的結(jié)構(gòu)，不易放電D．金殿如果安裝了避雷針，這種雷火煉殿現(xiàn)象仍會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)【答案】BC【詳解】AB．雷雨天氣時(shí)，金殿上空聚集大量電荷，金殿是一個(gè)優(yōu)良導(dǎo)體，由于靜電屏蔽作用，大殿內(nèi)的人是安全的，A錯(cuò)誤，B正確；C．金殿頂部如果有較多帶尖的結(jié)構(gòu)，尖端放電效果明顯，則無(wú)法觀測(cè)到雷火煉殿現(xiàn)象，因此可以斷定金殿頂部肯定很少有帶尖的結(jié)構(gòu)，不易放電，C正確；D．金殿如果安裝了避雷針，雷雨天氣時(shí)金殿上空聚集的電荷將被導(dǎo)入大地，雷火煉殿現(xiàn)象無(wú)法觀察到，D錯(cuò)誤。故選BC。8．（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）如圖是一款避雷針原理演示器，上下金屬板之間用絕緣材料固定，尖端電極和球形電極與下金屬板連接，給上下金屬板接感應(yīng)圈并逐漸升高電壓，當(dāng)電壓逐漸升高時(shí)（）A．尖端電極先放電 B．球形電極先放電 C．兩電極同時(shí)放電 D．兩電極都不放電【答案】A【詳解】由圖示可知，一個(gè)為尖頭、一個(gè)為圓頭。當(dāng)上下金屬板接在高壓電源上，因末端越尖越容易放電，故可以觀察到尖的金屬柱容易放電，這種放電現(xiàn)象叫做尖端放電，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。9．（2022·浙江·舟山教育學(xué)院高二期末）如圖甲所示，高壓輸電線上使用“”形剛性絕緣支架支撐電線，防止電線相碰造成短路。示意圖如圖乙所示，、、、為四根導(dǎo)線，為正方形，幾何中心為，當(dāng)四根導(dǎo)線通有等大同向電流時(shí)（）A．所受安培力的方向沿正方形的對(duì)角線方向B．對(duì)的安培力小于對(duì)的安培力C．幾何中心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零D．夜間高壓輸電線周圍有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層綠色光暈，這是一種強(qiáng)烈的尖端放電現(xiàn)象【答案】A【詳解】A．根據(jù)同向電流相互吸引，可知受其余三根導(dǎo)線的吸引力分別指向三根導(dǎo)線，根據(jù)對(duì)稱性可知，與對(duì)的安培力大小相等，所以兩者對(duì)的合力沿方向，而對(duì)的安培力也是沿方向，故所受安培力的方向沿正方形的對(duì)角線方向，A正確；B．由圖乙可知，離的距離比離的距離小，說(shuō)明電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在處比在處強(qiáng)，故對(duì)的安培力大于對(duì)的安培力，B錯(cuò)誤；C．因四根導(dǎo)線中的電流大小相等，方向相同，點(diǎn)與四根導(dǎo)線的距離相等，由安培定則可知電流與電流在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，電流與電流在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故幾何中心點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，C錯(cuò)誤；D．夜間高壓輸電線周圍有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一層綠色光暈，這是一種微弱的尖端放電現(xiàn)象，D錯(cuò)誤；故選A。10．（2022·四川·遂寧安居育才卓同國(guó)際學(xué)校模擬預(yù)測(cè)）（多選）如圖所示是閃電擊中廣州塔的畫(huà)面，廣州塔的尖頂是一避雷針，雷雨天氣時(shí)，底端帶負(fù)電的云層經(jīng)過(guò)避雷針上方時(shí)，避雷針尖端放電形成瞬間強(qiáng)電流，烏云所帶的負(fù)電荷經(jīng)避雷針導(dǎo)入大地，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．云層靠近避雷針時(shí)，針尖感應(yīng)出正電荷B．避雷針上的電流方向從尖端流向底端C．避雷針尖端附近的電場(chǎng)強(qiáng)度比避雷針底端附近的電場(chǎng)強(qiáng)度小D．地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力方向向西【答案】AD【詳解】A．根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，可知云層靠近避雷針時(shí)，針尖感應(yīng)出正電荷，A正確；B．負(fù)電荷從尖端流向底端，而電流的方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，因此電流的方向從底端流向尖端，B錯(cuò)誤；C．由于電荷更容易集中到尖端，從而避雷針尖端附近的電場(chǎng)強(qiáng)度比避雷針底端附近的電場(chǎng)強(qiáng)度大，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則可知，地磁場(chǎng)對(duì)避雷針的作用力方向向西，D正確。故選AD。靜電屏蔽11．（2022·全國(guó)·高一）如圖所示，一有線電視信號(hào)線內(nèi)有一層銅質(zhì)金屬網(wǎng)，其主要作用是（

）A．加固作用不易折斷信號(hào)線B．用于信號(hào)的傳輸C．為防止外界電場(chǎng)干擾D．銅芯與金屬網(wǎng)分別接在電路的兩極，便于構(gòu)通回路【答案】C【詳解】根據(jù)靜電屏蔽原理，金屬網(wǎng)能屏蔽外部電場(chǎng)，使其不受外部電場(chǎng)的影響，則有線電視信號(hào)線內(nèi)有一層銅質(zhì)金屬網(wǎng)，其主要作用是為防止外界電場(chǎng)干擾。故選C。12．（2021·全國(guó)·高二期中）（多選）如圖所示，帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無(wú)電荷．在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是()A．導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B．導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)C．導(dǎo)體外表面的電荷量D．導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量【答案】ABD【詳解】因?yàn)榻拥乜涨粚?dǎo)體里面無(wú)電荷，帶電體Q感應(yīng)遠(yuǎn)端為正電荷，近端為負(fù)電荷，導(dǎo)體接地，說(shuō)明遠(yuǎn)端為地球，近端為導(dǎo)體，故導(dǎo)體外表面帶負(fù)電荷，外表面的電荷量不為零，C錯(cuò)誤；而空腔內(nèi)由于靜電屏蔽的作用，其內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，故A正確；但因?yàn)闊o(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，而地球相當(dāng)于很遠(yuǎn)的地方，故地球上電勢(shì)為零，而導(dǎo)體與地球相連，是一個(gè)等勢(shì)體，故導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)也為零，B正確；導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量為零，即內(nèi)表面沒(méi)有電荷，D正確．【點(diǎn)晴】如果導(dǎo)體空腔不與大地相連，則空腔內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電勢(shì)不為零，在空腔的右側(cè)感應(yīng)負(fù)電荷，在空腔的左側(cè)感應(yīng)正電荷；如果空腔接地，則說(shuō)明空腔與地球連成了一個(gè)整體，它們是一個(gè)等勢(shì)體，其內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，電勢(shì)也為零．13．（2016·福建·高二期中）（多選）如圖所示，導(dǎo)體球A與導(dǎo)體球殼B同心，原來(lái)都不帶電，也不接地，設(shè)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為EM和EN，下列說(shuō)法中正確的是（）A．若使A帶電，則EM≠0，EN=0B．若使B帶電，則EM=0，EN≠0C．若使A球帶電，B球接地，則EM=0，EN=0D．若使A球帶電，B球接地，則EM≠0，EN=0【答案】BD【詳解】A．如果A帶電，則會(huì)感應(yīng)B內(nèi)部帶異種電荷，外部電性與A相同，那么EM和EN均不為0，A錯(cuò)誤；B．如果B帶電，由于同種電荷的排斥，電荷只分布在外表面，則EM為0，EN不為0，B正確；CD．如使A球帶電，B球接地，是接地屏蔽，則EM不為0，EN為0，C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。14．（2021·全國(guó)·高二專題練習(xí)）（多選）如圖所示，原來(lái)不帶電的金屬球殼內(nèi)壁接地，將一帶正電的小球放入其中，但不與球殼接觸，則()A．球殼內(nèi)壁帶負(fù)電B．球殼外壁帶正電C．球殼外壁不帶電D．若將接地線去掉再移去正電荷，球殼外壁帶負(fù)電【答案】ACD【詳解】由靜電屏蔽知識(shí)可得，未接地前電場(chǎng)線分布特點(diǎn)如圖，球殼是個(gè)等勢(shì)體，無(wú)論是內(nèi)殼還是外殼接地，都是大地上的電子受電場(chǎng)力作用逆著電場(chǎng)線與外殼正電中和，使外殼不帶電，故AC正確，B錯(cuò)．若移出正電荷，則剩余負(fù)電都分布在外表面，D正確．故選ACD.15．（2021·甘肅·天水市第一中學(xué)高二階段練習(xí)）（多選）如圖所示，在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B，下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器金屬箔片張開(kāi)的是（

）A．用取電棒C（帶絕緣柄的導(dǎo)體棒）先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸C．使驗(yàn)電器A靠近B，再用金屬網(wǎng)罩罩住BD．使驗(yàn)電器A靠近B，再用金屬網(wǎng)罩罩住A【答案】BC【詳解】A．導(dǎo)體球殼B的電荷都在外表面上，因此用取電棒C跟B的內(nèi)壁接觸，根本取不到電荷，因此不會(huì)使驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi)，A錯(cuò)誤；B．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸，這時(shí)驗(yàn)電器的金屬球和導(dǎo)體殼電勢(shì)相等，會(huì)帶上同種電荷，因此驗(yàn)電器金屬箔片會(huì)張開(kāi)，B正確；CD．使驗(yàn)電器A靠近B，即使用金屬網(wǎng)罩罩住B，在金屬網(wǎng)內(nèi)表面感應(yīng)出負(fù)電荷，外表面感應(yīng)出正電荷，在金屬網(wǎng)外仍有電場(chǎng)，會(huì)使金屬球A帶負(fù)電荷，金屬箔片帶正電荷，金屬箔片會(huì)張開(kāi)；而如果金屬網(wǎng)罩罩住A，由于靜電屏蔽，A不會(huì)有感應(yīng)電荷，金屬箔片不會(huì)張開(kāi)，因此C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。靜電吸附16．（2021·江西省廣豐中學(xué)高二開(kāi)學(xué)考試）如圖為靜電除塵器除塵原理的示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電，在靜電力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵的目的。下列表述正確的是（）A．到達(dá)集塵極的塵埃帶負(fù)電荷B．場(chǎng)強(qiáng)方向由放電極指向集塵極C．帶電塵埃所受靜電力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越小【答案】A【詳解】B．由于集塵極與直流高壓電的正極連接，場(chǎng)強(qiáng)方向從集塵極指向放電極，B錯(cuò)誤；AC．塵埃在靜電力作用下向集塵極遷移并沉積，說(shuō)明塵埃帶負(fù)電，負(fù)電荷在電場(chǎng)中受靜電力的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，故A正確，C錯(cuò)誤；D．同一位置的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，由知帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越大，D錯(cuò)誤。故選A。17．（2022·河南·郟縣第一高級(jí)中學(xué)高一期末）靜電復(fù)印是一種利用靜電光敏半導(dǎo)體材料的感光特性形成影像的復(fù)印方法，復(fù)印過(guò)程大致可分為充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印、分離、定影、清潔、消電8個(gè)基本步驟，部分步驟示意圖如圖所示。靜電復(fù)印機(jī)的中心部件是一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的接地的鋁輥，表面鍍著一層半導(dǎo)體硒，叫作感光鼓。半導(dǎo)體硒有特殊的光電性質(zhì)。現(xiàn)通過(guò)電暈裝置對(duì)感光鼓充電使其帶正電，以下說(shuō)法正確的是（）A．曝光時(shí)，半導(dǎo)體硒有光照區(qū)域的電阻增大，無(wú)光照區(qū)域的電阻減小B．顯影時(shí)，色粉被感光鼓上帶電區(qū)域吸附，因此色粉需帶負(fù)電C．色粉的帶電通常是通過(guò)色粉與載體的摩擦獲得，摩擦后色粉的帶電極性與載體的帶電極性相同D．轉(zhuǎn)印時(shí)，若使色粉轉(zhuǎn)移到復(fù)印紙上，則需使復(fù)印紙帶負(fù)電【答案】B【詳解】A．曝光時(shí)字跡陰影部分應(yīng)該帶電才能吸附色粉，光照部分不帶電，因此半導(dǎo)體光照部分電阻應(yīng)該減小，陰影部分電阻增大，A錯(cuò)誤；B．感光鼓帶正電，色粉若被吸附應(yīng)該帶負(fù)電，B正確；C．色粉的帶電通常是通過(guò)色粉與載體的摩擦獲得，摩擦起電的兩個(gè)物體所帶電性相反，C錯(cuò)誤；D．色粉帶負(fù)電，若被吸附到復(fù)印紙上，紙張應(yīng)帶正電，D錯(cuò)誤。故選B。18．（2021·湖北·華中師大一附中高一期末）一半徑為R的金屬薄球殼內(nèi)壁接地，其球心處安置有一個(gè)點(diǎn)電荷+Q，如圖所示。P為金屬球外距離球心2R的一點(diǎn)，下列表述中正確的是（）A．金屬球殼的外表面帶正電B．金屬球殼的內(nèi)表面不帶電C．在P處引入正點(diǎn)電荷q，受斥力大小為D．金屬球殼感應(yīng)電荷在P處形成的場(chǎng)強(qiáng)大小為【答案】D【詳解】A．由于球殼內(nèi)壁接地，電勢(shì)為零，如果外殼帶正電，電場(chǎng)線的方向指向無(wú)窮遠(yuǎn)處，無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，而沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)降低，說(shuō)明球殼電勢(shì)大于零，與前提矛盾，因此金屬球殼的外表面不帶電，A錯(cuò)誤；B．由于靜電感應(yīng)，球殼內(nèi)表面帶負(fù)電，而且所帶電荷量為，B錯(cuò)誤；C．由于球殼接地，球殼外部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，若在P處引入正點(diǎn)電荷q，，此時(shí)在球殼外表面上會(huì)感應(yīng)出一定量的負(fù)電荷，它與q間的電場(chǎng)力與Q無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤。D．由于球殼接地，球殼外部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，即Q在某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與感應(yīng)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向，合場(chǎng)強(qiáng)為零，因此金屬球殼感應(yīng)電荷在P處形成的場(chǎng)強(qiáng)大小為，方向指向球心，D正確。故選D。19．（2021·江西·豐城九中高二階段練習(xí)）一金屬球，原來(lái)不帶電，現(xiàn)在沿球直徑的延長(zhǎng)線上放置一根均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示。金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上、、三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為、、，三者相比，則（）A．最大 B．最大C．最大 D．【答案】C【詳解】金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)與帶電的細(xì)桿MN產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，相互抵消。c點(diǎn)離帶電的細(xì)桿MN最近，帶電的細(xì)桿MN在c點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)最大，則金屬球上感應(yīng)電荷在c點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)最大；而a點(diǎn)離帶電桿最遠(yuǎn)，則金屬球上感應(yīng)電荷在a點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)最小，所以Ec>Eb>Ea。故選C。20．（2020·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）（多選）滾筒式靜電分選器由料斗A、導(dǎo)板B、導(dǎo)體滾筒C，刮板D、料槽E、F和放電針G等部件組成。C與G分別接于直流高壓電源的正負(fù)極，并將C接地，如圖所示。電源電壓很高，足以使放電針G附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生大量離子?，F(xiàn)有導(dǎo)電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒a、b的混合物從料斗A下落，沿導(dǎo)板B到達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒C上，粉粒a具有良好的導(dǎo)電性，粉粒b具有良好的絕緣性，下列說(shuō)法中正確的是（）A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽EB．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽EC．若滾筒C不接地而放電針G接地，從工作原理上看，這也是允許的D．若滾筒C不接地而放電針G接地，從工業(yè)實(shí)用角度看，這也是允許的【答案】AC【詳解】AB．因?yàn)楹头謩e接在高壓電源的正、負(fù)極上，放電針附近形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，使放電針附近的空氣電離而產(chǎn)生大量離子，其中的負(fù)離子在奔向正極的過(guò)程中被吸附到粉粒、上，、因吸附負(fù)離子而帶負(fù)電，被吸引到帶正電的滾筒上，因具有良好的導(dǎo)電性，所帶電荷被上的正電荷中和并最終帶上和相同的電荷而被排斥，落入料槽，粉粒因具有良好的絕緣性，所帶負(fù)電荷而不會(huì)被中和，和相互吸引，被吸引到滾筒上，直到處被刮板刮落而落入料槽中，A正確，B錯(cuò)誤；CD．若滾筒不接地而放電針接地，同樣能使放電針附近空氣電離，從工作原理上看是允許的，但滾筒不接地具有高壓，不安全，從工業(yè)實(shí)用角度看，不允許，C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。21．（多選）如圖所示，M點(diǎn)有電荷量為Q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距離點(diǎn)電荷為r處放入厚度為d的平行金屬板，N點(diǎn)為金屬板內(nèi)距表面為的點(diǎn)，MN連線與金屬板表面垂直。當(dāng)金屬板處于靜電平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出正電荷B．金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出負(fù)電荷C．感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，方向沿MN連線向右D．感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，方向沿MN連線向右【答案】AD【詳解】AB．根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引規(guī)律，M點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，在金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出正電荷，A正確，B錯(cuò)誤；CD．金屬板內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，故感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，根據(jù)可得，感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，方向沿MN連線向右，C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。22．（2022·北京·模擬預(yù)測(cè)）（1）一個(gè)帶電金屬球達(dá)到靜電平衡時(shí)，球內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷，電荷均勻分布在外表面，球內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，其在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。已知靜電力常量為k。a．根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式和庫(kù)侖定律，推導(dǎo)一個(gè)電荷量為Q的點(diǎn)電荷，在與之相距r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式__________。b．若將金屬球內(nèi)部挖空，使其成為一個(gè)均勻球殼，如圖1所示。金屬球殼的電荷量為Q，A、B是到球心的距離分別為r1和r2的兩點(diǎn)，則A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E1=__________，B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E2=__________。（2）萬(wàn)有引力定律與庫(kù)侖定律有相似的形式，因此質(zhì)點(diǎn)的引力場(chǎng)與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)也有很多相似的規(guī)律。已知引力常量為G。a．類比點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式，寫出一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在與之相距r處的引力場(chǎng)強(qiáng)度EG的表達(dá)式_______。b．假設(shè)沿地軸的方向鑿?fù)ㄒ粭l貫穿地球兩極的隧道，隧道極窄，地球仍可看作一個(gè)半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。如圖2所示，以地心為原點(diǎn)，向北為正方向建立x軸，請(qǐng)?jiān)趫D3中作圖描述隧道中地球引力場(chǎng)強(qiáng)度隨x變化的規(guī)律，并說(shuō)明作圖依據(jù)______?！敬鸢浮?/p>

0

【詳解】（1）[1]電荷量為Q的點(diǎn)電荷，在與之相距r處放一試探電荷q，根據(jù)庫(kù)侖定律，該試探電荷受到的電場(chǎng)力為由電場(chǎng)強(qiáng)度得電荷量為Q的點(diǎn)電荷，在與之相距r處電場(chǎng)強(qiáng)度[2][3]一個(gè)帶電金屬球達(dá)到靜電平衡時(shí)，球內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷，電荷均勻分布在外表面，球內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，其在球的外部產(chǎn)生的電場(chǎng)，與一個(gè)位于球心、電荷量相等的點(diǎn)電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。A點(diǎn)在均勻帶電球殼內(nèi)部，故A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)（2）[4]設(shè)距離一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)r處，放一個(gè)質(zhì)量為另外一質(zhì)點(diǎn)，在與之的引力場(chǎng)強(qiáng)度[5]假設(shè)