2021-2022高中物理人教版選修3-1作業(yè)：第一章第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1Word版含解析

《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的是()A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C．小鳥停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死D．打雷時(shí)，呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)【解析】由靜電屏蔽的知識(shí)可知，A、D選項(xiàng)均錯(cuò)；金屬可以消除多余的靜電，B項(xiàng)正確；單根高壓輸電線上相距較近的兩點(diǎn)之間電阻很小，因而電壓較小，小鳥不會(huì)被電死，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】B2．對(duì)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，以下說(shuō)法中正確的是()A．導(dǎo)體內(nèi)部既無(wú)正電荷，又無(wú)負(fù)電荷B．導(dǎo)體內(nèi)部和外表面處的電場(chǎng)均為零C．導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體表面的電荷代數(shù)和為零D．導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零是外加電場(chǎng)與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加的結(jié)果【解析】導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部無(wú)凈電荷，即其正、負(fù)電荷總量相等，電荷量為零．其表面處有凈電荷，以至于該處電場(chǎng)不為零．【答案】D3．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)生護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和棉布外套，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．消除靜電B．除菌消毒C．應(yīng)用靜電D．防止靜電【解析】穿棉布外套是為了防止摩擦起電，摩擦產(chǎn)生的靜電積累多了會(huì)產(chǎn)生電火花，而乙醚為易揮發(fā)物品，遇到火花或熱源便會(huì)爆炸．所以穿導(dǎo)電材料制成的鞋子且設(shè)備接地良好，即及時(shí)導(dǎo)走產(chǎn)生的電荷，消除靜電．【答案】A4．(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出正電荷，殼外壁帶負(fù)電【解析】球殼內(nèi)正電荷產(chǎn)生電場(chǎng)，使球殼處于靜電平衡狀態(tài)，在球殼的內(nèi)表面出現(xiàn)等量異種電荷，球殼的外表面出現(xiàn)等量同種電荷，當(dāng)球殼接地時(shí)，不論內(nèi)表面接地還是球殼外表面接地，待穩(wěn)定后球殼的電勢(shì)必定為零．球殼的外表面無(wú)感應(yīng)電荷，球殼外也沒(méi)有靜電場(chǎng)，這就是接地導(dǎo)體殼的靜電屏蔽作用．故A、C選項(xiàng)正確．若將接地線斷開(kāi)再移去殼內(nèi)正電荷時(shí)，殼內(nèi)表面的負(fù)電荷就會(huì)分布到球殼的外表面上，內(nèi)壁不再帶電．故D選項(xiàng)正確．【答案】ACD5．(多選)如圖所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷＋Q，a、b點(diǎn)是金屬板右側(cè)表面上的兩點(diǎn)，其中a到＋Q的距離較小，下列說(shuō)法正確的是()A．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)表面不帶電C．整個(gè)導(dǎo)體，包括表面上的a、b點(diǎn)，是一個(gè)等勢(shì)體，且電勢(shì)等于零D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，且a，b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)要大一些【解析】金屬板若不接地，右側(cè)表面將有感應(yīng)的負(fù)電荷，左側(cè)表面將有感應(yīng)的正電荷，現(xiàn)金屬板左側(cè)接地，金屬板與地球形成了一個(gè)大導(dǎo)體，金屬板相當(dāng)于近端，而地球相當(dāng)于遠(yuǎn)端，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；由處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)可知，a、b等勢(shì)，接地后電勢(shì)等于零，故C選項(xiàng)正確；金屬板是一個(gè)等勢(shì)體，電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面，所以a、b兩端的場(chǎng)強(qiáng)方向相同．由于a距＋Q較近，b距＋Q較遠(yuǎn)，a處的電場(chǎng)線較密集，故a處的場(chǎng)強(qiáng)比b處的場(chǎng)強(qiáng)要大些，D選項(xiàng)正確．【答案】BCD6．使一個(gè)絕緣導(dǎo)體的帶電荷量增加一些，則導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)將()A．一定增強(qiáng)B．一定減弱C．可能增強(qiáng)也可能減弱D．保持不變【解析】絕緣導(dǎo)體帶電荷量增加一些，最終仍處于靜電平衡狀態(tài)，故內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)保持不變．答案為D.【答案】D7.圖中接地金屬球A的半徑為R，球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q，到球心的距離為r.金屬球上的感應(yīng)電荷在球心處產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小等于()A．kQr2－kQR2B．kQr2＋kQR2C．0D．kQr2【解析】處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，即感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)與點(diǎn)電荷Q在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)大小相等、方向相反，E＝kQr2.【答案】D8.如圖所示，在孤立點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中，金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)．若金屬圓盤平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，試在圓盤A內(nèi)作出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線(用實(shí)線表示，要求嚴(yán)格作圖)．【解析】畫出感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)在A圓盤內(nèi)的三條電場(chǎng)線(實(shí)線)，如圖所示，導(dǎo)體A處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部每點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)都為零，即導(dǎo)體A內(nèi)的每一點(diǎn)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷＋Q在那點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即感應(yīng)電荷的電場(chǎng)線與點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)線重合，且方向相反．【答案】見(jiàn)解析圖能力提升1.如圖所示，將帶絕緣底座的不帶電導(dǎo)體BC置于帶正電的金屬球A附近，當(dāng)導(dǎo)體BC達(dá)到靜電平衡后，則下列說(shuō)法正確的有()A．用導(dǎo)線連接B、C兩端，導(dǎo)線中有瞬時(shí)電流通過(guò)B．用手摸一下導(dǎo)體B端可使導(dǎo)體帶正電C．導(dǎo)體C端電勢(shì)高于B端電勢(shì)D．B和C端感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)沿BC方向逐漸減小【解析】靜電平衡后，BC內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體，故A、C都錯(cuò)．根據(jù)導(dǎo)體附近的電場(chǎng)線分布，可判定導(dǎo)體BC的電勢(shì)比無(wú)窮遠(yuǎn)處(大地)的電勢(shì)要高，故把導(dǎo)體B端或C端接地時(shí)，將有電子從大地流向?qū)w，導(dǎo)體將帶負(fù)電，故B錯(cuò)．導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)帶電金屬球A在導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)跟感應(yīng)電場(chǎng)相平衡，因此可以根據(jù)A的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部的分布情況來(lái)確定感應(yīng)電荷電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部的分布情況．【答案】D2.如圖所示，把一個(gè)不帶電的枕型導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)，在a、b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說(shuō)法正確的是()A．閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從枕型導(dǎo)體流向大地B．閉合開(kāi)關(guān)S2，有電子從枕型導(dǎo)體流向大地C．閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從大地流向枕型導(dǎo)體D．閉合開(kāi)關(guān)S2，沒(méi)有電子通過(guò)開(kāi)關(guān)S2【解析】在S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，對(duì)于枕型導(dǎo)體，它的電荷是守恒的，a、b出現(xiàn)的負(fù)、正電荷等量．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2中的任何一個(gè)以后，便把導(dǎo)體與大地連通，使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移．因此，導(dǎo)體本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)電荷守恒．由于靜電感應(yīng)，a端仍為負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量正電荷，因此無(wú)論閉合開(kāi)關(guān)S1還是開(kāi)關(guān)S2，都有電子從大地流向?qū)w，故選項(xiàng)C正確．【答案】C3．如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng))，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．小球做先減速，后加速運(yùn)動(dòng)C．小球的電勢(shì)能保持不變D．電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功為零【解析】水平放置的金屬板處于點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中而達(dá)到靜電平衡，是一個(gè)等勢(shì)體，其表面處電場(chǎng)線處處與表面垂直，電場(chǎng)力不做功，小球勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以A、C、D正確．B錯(cuò)誤．【答案】B4．如圖所示，A、B為兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間，則下列敘述錯(cuò)誤的是()A．C棒的電勢(shì)一定高于D棒的電勢(shì)B．若用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接起來(lái)的瞬間，將有從y流向x的電子流C．若將B球接地，B所帶的負(fù)電荷全部流入大地D．若將B球接地，B所帶的負(fù)電荷還將保留一部分【解析】由圖所示電場(chǎng)線方向可知A、B、C、D的電勢(shì)高低為φA>φC>φD>φB.當(dāng)用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接的瞬間，將有自由電子從電勢(shì)低的D棒流向電勢(shì)高的C棒，這時(shí)C與D已通過(guò)導(dǎo)線連接為一個(gè)導(dǎo)體了，靜電平衡后，它們的電勢(shì)相等，C的x端仍帶負(fù)電，D的y端仍帶正電，而C的右端及D的左端均不帶電，即C右端的正電荷與D左端的負(fù)電荷中和掉了．當(dāng)將B球接地時(shí)，一部分自由電子從低于大地電勢(shì)的B球上流向大地，而一部分電子受到D棒y端正電荷的吸引而保留在靠近y的近端處，如果把帶正電的A球移走，接地的B球上的負(fù)電荷才全部流入大地．故選項(xiàng)A、B、D正確，C錯(cuò)誤．【答案】C5.在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為－Q和