新教材2024高中物理第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用9.4靜電的防止與利用同步測(cè)試新人教版必修第三冊(cè)

第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用4靜電的防止與利用【基礎(chǔ)鞏固】1.如圖所示,放在絕緣臺(tái)上的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個(gè)不帶電的驗(yàn)電器C,假如把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B,則 ()A.B的外表面無(wú)感應(yīng)電荷B.B的內(nèi)表面將帶上正電荷C.驗(yàn)電器的金屬箔片將張開(kāi)D.驗(yàn)電器的金屬箔片不張開(kāi)答案:D2.靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在,下列不屬于靜電現(xiàn)象的是 ()A.梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B.帶電小球移至不帶電金屬球旁邊,二者相互吸引C.磁體可以吸引鐵、鈷、鎳等磁性物質(zhì)D.從干燥的地毯上走過(guò),手遇到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺(jué)答案:C3.下列應(yīng)用與防護(hù)跟尖端放電現(xiàn)象無(wú)關(guān)的是 ()A.一般高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)當(dāng)盡量光滑B.一般公路表面建立得很平滑C.夜間高壓線(xiàn)四周會(huì)出現(xiàn)一層綠色光暈D.一般高樓大廈頂部裝有避雷針答案:B4.(2024·廣東湛江)(多選)如圖所示,把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中.導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()A.A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相等,且都為0B.A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不相等C.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)在A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小滿(mǎn)意EA<EBD.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電子從大地沿導(dǎo)線(xiàn)向?qū)w移動(dòng)答案:AD5.如圖所示,接地金屬球A的半徑為R,球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q,點(diǎn)電荷到球心的距離為r,則該金屬球上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等于 ()A.kQr2-kQR2B.C.0 D.kQ解析:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為0,這是外加電場(chǎng)和感應(yīng)電荷電場(chǎng)疊加的結(jié)果,即金屬球上感應(yīng)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與球外點(diǎn)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,即E感=kQr答案:D6.(多選)在如圖所示的試驗(yàn)中,驗(yàn)電器的箔片會(huì)張開(kāi)的是 ()ABCD解析:選項(xiàng)A中驗(yàn)電器箔片不會(huì)張開(kāi),金屬網(wǎng)可以屏蔽外電場(chǎng);選項(xiàng)B中驗(yàn)電器箔片會(huì)張開(kāi),因?yàn)榻饘倬W(wǎng)未接地,網(wǎng)內(nèi)的帶電體可以對(duì)外界產(chǎn)生影響;選項(xiàng)C中驗(yàn)電器箔片不會(huì)張開(kāi),因?yàn)榻饘倬W(wǎng)已接地,網(wǎng)內(nèi)的帶電體對(duì)網(wǎng)外無(wú)影響;選項(xiàng)D中電荷Q由于網(wǎng)罩的作用對(duì)外無(wú)影響,但對(duì)內(nèi)仍有電場(chǎng),故驗(yàn)電器箔片會(huì)張開(kāi).選項(xiàng)B、D正確.答案:BD7.將懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不和球壁接觸),另有一個(gè)懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶負(fù)電的小球B向C靠近,如圖所示.下列說(shuō)法正確的是 ()A.A往左偏離豎直方向,B往右偏離豎直方向B.A的位置不變,B往右偏離豎直方向C.A往左偏離豎直方向,B的位置不變D.A和B的位置都不變解析:球C有靜電屏蔽作用,處于C內(nèi)部的A球不受外界電場(chǎng)影響,所以A不偏移;但A在C的外表面感應(yīng)出正電荷,也就是C不能屏蔽內(nèi)部電荷向外激發(fā)電場(chǎng),所以B將向右偏.選項(xiàng)B正確.答案:B【拓展提高】8.如圖所示,N是一個(gè)不帶電的金屬空腔,P是一個(gè)帶電小球.下列幾種狀況中,放在絕緣板上的小紙屑S不會(huì)受靜電力作用的是()①②③④A.①③ B.②③C.②④ D.③④答案:A9.如圖所示,一個(gè)原來(lái)不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷到金屬球的球心距離為3r.達(dá)到靜電平衡后,下列說(shuō)法正確的是 ()A.金屬球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,右側(cè)感應(yīng)出正電荷B.點(diǎn)電荷Q在金屬球內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度到處為0C.感應(yīng)電荷在金屬球內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度到處為0D.感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=kQ解析:靜電感應(yīng)導(dǎo)致金屬球的電荷重新分布,左側(cè)帶正電荷,右側(cè)帶負(fù)電荷,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.金屬球內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度均為0,即感應(yīng)電荷在金屬球內(nèi)某點(diǎn)激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷在該點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷量為+Q的點(diǎn)電荷在此處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,合電場(chǎng)強(qiáng)度為0,因此感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=kQ(3r答案:D10.一金屬球,原來(lái)不帶電,現(xiàn)沿球直徑的延長(zhǎng)線(xiàn)放置一勻稱(chēng)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A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為EA、EB、EC,三者相比,則()A.EA最大 B.EB最大C.EC最大 D.EA=EB=EC解析:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度到處為0,故A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為0.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為0是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加的結(jié)果,所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與MN在這一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向.比較A、B、C三點(diǎn)感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小.由于C點(diǎn)離MN最近,故MN在C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,感應(yīng)電荷在C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也最大,選項(xiàng)C正確.答案:C11.(多選)如圖所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢地靠近(不接觸)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()A.B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B.導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相等解析:導(dǎo)體移近帶負(fù)電的小球P時(shí),導(dǎo)體中的自由電子受到帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場(chǎng)的作用力變大,自由電子不斷地向B端移動(dòng),A、B兩端的感應(yīng)電荷不斷增多,故選項(xiàng)A正確.由于導(dǎo)體AB是緩慢移動(dòng)的,導(dǎo)體處于靜電平衡是在很短的時(shí)間內(nèi)完成的,緩慢移動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)狀態(tài)帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場(chǎng)和導(dǎo)體AB上感應(yīng)電荷的電場(chǎng)疊加的結(jié)果均會(huì)使導(dǎo)體內(nèi)部各處的合電場(chǎng)強(qiáng)度等于0,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.M點(diǎn)距小球P的距離比N點(diǎn)要近,由E=kQr2可知,帶負(fù)電小球P在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度;而導(dǎo)體內(nèi)部的合電場(chǎng)強(qiáng)度到處為0,那么導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度就大于在答案:AC【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.如圖所示,長(zhǎng)為l的金屬桿原來(lái)不帶電,在距其右端d處放一個(gè)電荷量為+q的點(diǎn)電荷.求:(1)金屬桿中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度;(2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度.解析:(1)金屬桿處于靜電平衡狀態(tài),其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度到處為0.因此,金屬桿中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.