高二物理：静电现象的应用班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、知识清单1． 静电屏蔽的两种类型2． 静电平衡状态导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态。
静电平衡状态下导体具有的特征总结为以下四点：(1) 导体内部场强为零；(2) 净电荷仅分布在导体表面上（孤立导体的净电荷仅分布在导体的外表面上）；(3) 导体为等势体，导体表面为等势面，电场线与导体表面处处垂直。
静电平衡时内部场强为零的现象，在技术上用来实现静电屏蔽。
【答案】 二、选择题3． 如图所示，一个原来不带电的半径为r 的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q 的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r 。
达到静电平衡后，下列说法中正确的是（ ） A ．金属球整体感应出等量的负电荷B ．空心金属球的球心处电场强度大小为=29kQ E rC ．感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右D ．用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会有电子流向大地【答案】C【解析】A 、根据电荷守恒，金属球整体感应出等量的正负电荷，总体为零，故A 错误；B 、感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q 的点电荷在此处的电场场强大小相等，方向相反，合电场强度为零，故B 错误。
C 、根据平衡感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右，故C 正确；D 、用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则金属球与大地组成一个新的导体，所以金属球的右侧仍然是负的感应电荷，大地的电子将流入金属球，中和金属球左侧的正电荷。
故D 错误。
4． 如图所示，A 为带正电的点电荷，电量为Q ，中间竖直放置一无限大的金属板，B 为质量为m 、电量为＋q 的小球，用绝缘丝线悬挂于O 点，平衡时丝线与竖直方向的夹角为θ，且A 、B 两个小球在同一水平面上，间距为L ，则金属板上的感应电荷在小球B 处产生的电场强度大小E 为（ ）A ．E ＝kQ L 2B ．E ＝mgtanθqC ．E ＝mgtanθq ＋kQ L 2D ．E ＝mgtanθq －kQL 2【答案】 D【解析】 静电平衡时，金属板的感应电荷在B 处产生的电场强度方向向右．以小球为研究对象，分析受力情况：重力、点电荷对小球的静电力F 、感应电荷的静电力qE 和细线的拉力，如图．根据共点力平衡条件： F ＋qE ＝Tsinθ mg ＝Tcosθ又根据库仑定律得：F ＝k QqL2联立解得，E ＝mgtanθq －kQL 2，故A 、B 、C 三项错误，D 项正确．5． 如图所示，一个带正电的绝缘金属球壳A ，顶部开一小孔，有两只带正电的金属球B 、C ，用金属导线连接，让B 球置于球壳A 内的空腔中，与内表面接触后又提起，C 球放置在A 球壳外，待静电平衡后正确的判断是：A 、B 、C 两球都不带电 B 、B 球不带电，C 球带电 C 、让C 球接地后，B 球不带电D 、让C 球接地后，A 球壳空腔内的场强为零 【答案】C【解析】B 球与A 球壳内表面接触,A ,B ,C 三者连成一个整体，静电平衡后净电荷只分布在导体外表面，所以A 球壳外表面和C 球均带正电，B 球不带电．A ,B ,C 三者为一等势体，当B 球提起后，B ,C 的电势相等，无电荷的定向移动，由于B ,C 与A 等势且为正,C 球接地后，将有自由电子从大地向高电势的B ,C 上移动，B 球带负电，此时B 球将在A 球壳上内表面感应出正电待，从而空腔内形成由内表面指向B 球的电场，场强不为零，答案为C.6． （多选）如图所示，水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q ，一表面绝缘的带正电的小球（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（ ）A ．小球作匀速直线运动B ．小球作先减速，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【答案】ACD【解析】水平放置的金属板在Q的电场中处于静电平衡，它是一个等势体，也就是说它表面的电场线处处与表面垂直，由于表面绝缘，故带电小球在其表面上滑动时，电量不变，但电场力不做功，故小球作匀速直线运动·所以A、C、D选项正确7．如图所示，将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近，当导体BC达到静电平衡后，则下列说法正确的有（）A．用导线连接BC两端，导线中有瞬间电流通过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【答案】D【解析】静电平衡后，BC内部场强为零，整个导作是个等势体，故A、C都错了，根据导体附近的电场线分布，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；导体处于静电平衡时，导体内部的电场跟感应电场相平衡，因此可以根据外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．8．（多选）不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中，由于静电感应现象，绝缘导体B的左端要感应出正电荷，在绝缘导体B的右端会出现负电荷，所以导体两端出现电压，存在感应电场，导致电子重新分布，因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时，电子处于平衡状态．不带电的绝缘导体B为等势体，电荷只分布在外表面( )A．导体B上各点的场强大小相等B．导体A内部的场强一定为零C．导体B的左端电势比右端电势高D．导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零【答案】BD【解析】不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中，由于静电感应现象，绝缘导体B的左端要感应出正电荷，在绝缘导体B的右端会出现负电荷，所以导体两端出现电压，存在感应电场，导致电子重新分布，因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时，电子处于平衡状态．不带电的绝缘导体B为等势体，电荷只分布在外表面．A、绝缘导体B上各点的电场强度不等，越尖的地方，电场强度越强．故A错误；B、绝缘导体A内部的合电场强度一定为零，只有为零时，电子才处于平衡，故B正确；C、绝缘导体B是等势体，所以电势处处相等，故C错误；D、绝缘导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强与外电场之和为零，所以它一定不为零，故D正确；故选：BD9．将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，下列说法正确的有（）A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C ．A 往左偏离竖直方向，B 的位置不变D ．A 和B 的位置都不变 【答案】 B【解析】 带正电的小球A 放在不带电的空心球C 内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C 和带电小球B 带异种电荷，所以B 受C 球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C 能屏蔽小球B 所产生的外部电场，使小球A 不受外电场的作用，所以A 的位置不变，B 对．10．如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔中，当静电平衡时，图中A 、B 、C 三点的场强E 和电势φ的关系是（)CB A E E E A >>.C B A ϕϕϕ>>【答案】D【解析】11．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是()【答案】D12．（多选）如右图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A 和一个带正电荷的空腔导体B .下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )A ．用取电棒C (带绝缘柄的导体棒)先跟B 的内壁接触一下后再跟A 接触 B ．用取电棒C 先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触C ．用绝缘导线把验电器跟取电棒C 的导体部分相连，再把取电棒与B 的内壁接触D ．使验电器A 靠近BCB A ϕϕϕ>>BC A E E ED >>.CB A ϕϕϕ>=C B A E E E C >=.CB A ϕϕϕ==C B A E E E B ==.【答案】BCD13．（多选）如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电的小球A 从小孔中放入球壳内，但不于B 发生接触，达到静电平衡后，则( )A 、B 的空腔内电场强度为零 B 、B 不带电C 、B 的内外表面电势相等D 、B 带负电 【答案】CD14．带电量分别为+Q 和－Q 的两个点电荷相距为r, 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O 处产生的场强大小为 ( )A ．2kQ ／r 2B ．4kQ ／r 2C ．8kQ ／r 2D ．0 【答案】C【解析】带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距R ，在两点电荷连线中点O 处产生的场强为：E=E++E-=kQ／r 2+KQ ／r 2=8kQ ／r 2；方向向右由于静电屏蔽，两点电荷连线中点O 处合场强为零，故导体棒上感应电荷产生的电场在两点电荷连线中中点O 处产生的场强大小为.8kQ ／r 215．一个带绝缘座的空心金属球A 带有4×l0-8C 的正电荷, 有绝缘柄的金属小球B 带有2×10-8C 的负电荷，使B 球和A 球的内壁接触, 如图所示，则A 、B 各带电荷量为 ( ) A ．Q A =10-8C ，Q B =10-8C B ．Q A =2×10-8C, Q B =O C ．Q=0，QB =2×10-8CD ．Q A =4×10-8C ，Q B =－2×10-8C【答案】B【解析】把B 球跟A 球的内壁相接触，A 与B 构成整体，处于静电平衡状态，内部静电荷量为零，电荷均匀分布在外表面；故B 球的带电量减为零，A 球表面的带电量为2×10-8C 的正电荷；故ACD 错误，B 正确． 故选：B ．16．将导体放入场强为E 的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( ) A ．逐渐减小，直至大小为零 B ．逐渐增大，直至大小为EC．先逐渐增大，后逐渐减小至零D．始终等于零【答案】B17．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法不正确的是()A．不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备C．固定电话和手机均可正常使用D．在旷野，应远离树木和电线杆【答案】C18．如图所示，A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电后靠近B，若取地球的电势为零，则（）A、导体B上任意一点的电势为零B、导体B上任意一点的电势都为正C、导体B上任意一点的电势都为负D、导体B上右端点的电势等于左端点的电势【答案】B【解析】处于静电平衡状态下的导体：导体体是个等势体，导体表面是个等势面；故D正确，由于电场线由正电荷出发终止于负电荷或无穷远，可大致画出电场线的分布，由此可知导体B上各点的电势均相等且为正。
