高中物理第一章静电场课时7静电现象的应用训练含解析3_1
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静电现象的应用(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.处于静电平衡的导体,内部电场强度处处为零的原因是( )A.导体内部无任何电场B.外电场不能进入导体内部C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零【解析】选D。
导体内部电场强度处处为零是感应电荷的电场与外电场叠加的结果,故D正确。
2.在绕地球做匀速圆周运动的航天器中,物体处于完全失重状态,可以形成一种“重力屏蔽状态”。
在航天器中建立电学实验室,可以有效消除常态下重力的影响。
空腔导体内部可以实现静电屏蔽,在空腔导体内部建立物理实验室,可以有效消除外电场的干扰。
下列说法正确的是( )A.场是一种人为假设,实际是不存在的B.航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力C.外电场在空腔导体的内部产生的场强为0,所以外电场被屏蔽D.在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体,其内部的总电场强度为0【解析】选D。
场是看不见,摸不着,但是以一种物质形态存在的,所以A错误。
航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中物体处于失重状态,但仍存在重力,所以B错误。
外电场在空腔导体的内部产生的场强,与感应电荷在内部的电场强度相互叠加后为0,所以C错误。
由于静电屏蔽作用,导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响,所以导体腔内任意点的场强为零,D正确。
3.如图所示,一个不带电的导体球N,置于空心导体球M附近,现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内,则( )A.若M接地,N上有感应电荷B.若M不接地,且M原来不带电,N上无感应电荷C.若M不接地,且M原来不带电,N上有感应电荷D.若M不接地,且M原来带电,N上一定有感应电荷【解题指南】本题考查对静电屏蔽的理解,抓住处于静电平衡状态的导体的特点与接地不接地的区别是关键。
当M接地时,能屏蔽内部的电场,当M不接地时,不能屏蔽内部的电场。
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第7节静电的应用及危害1.利用静电喷涂的原理是设法使精细的油漆液滴飞离喷嘴时带上同种电荷,彼此排斥,并在电场力的作用下飞向作为电极的工件.静电现象的应用还有静电屏蔽、静电除尘、静电复印和激光打印等.2.激光打印机是利用正、负电荷互相吸引的原理制成的.3.静电的危害主要有:①雷电造成人畜伤亡、引起森林大火等.②静电火花引起易燃物质点燃、爆炸.③静电放电引起电子设备故障,干扰电磁波,击穿集成电路和精密的电子元件.④静电给工业带来影响,造成工业产品的质量下降.4.防止静电危害的方法有:尽快导走多余电荷,调节空气湿度、保持良好的通风、消除引爆条件.知识点一静电的产生1.人们在晚上脱衣服时,有时会看到火花四溅,并伴有“劈啪”声,这是因为( )A.衣服由于摩擦而产生了静电B.人体本身是带电体C.空气带电,在衣服上放电所致D.以上说法均不正确答案A解析若我们身穿含有化纤成分的衣服,且始终在运动,使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦,在摩擦中会使衣服上带有异种电荷.在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象,于是我们听到“劈啪”的放电声,若是在晚上还可以看见火花四溅的现象.2.在工厂里,靠近传送带的工人经常受到电击.经研究发现,这是由于传送带在传送过程中带上了电.(1)解释为什么靠近传送带的物体会带电;(2)你可以用什么方法来解决这个问题.答案见解析解析(1)因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电,靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电.(2)要避免这种电击,可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中,让传送带变成导体,或者干脆用导体制造传送带,再用适当方法把传送带接地,静电便不会积累,工人也不会再遭电击.知识点二静电危害的防止3.下列哪些做法不属于防止静电危害的措施( )A.复印机外壳用导线接地B.静电植绒在纺织业得到很广泛的应用C.在地毯中夹杂细钢丝导电纤维D.做静电实验时,实验室要通气,以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子答案B解析静电放电的措施是多样的,可以控制静电不产生或少产生,若不可回避地产生了静电还可以采取导电的方式防止聚集,B属于静电的利用,A、C、D都是防止静电危害的措施,故选B项.4.下列措施中,不属于防止静电危害的是( )A.油罐车后有一条拖在地上的铁链条B.小汽车上有一根露在地面上的小天线C.在印染厂中保持适当的湿度D.在地毯上夹杂0.05~0.07mm的不锈钢丝导电纤维答案B解析油罐车后装一条拖在地上的铁链条,可以及时导走油罐车上产生的静电荷,避免了因电荷越积越多产生高压放电,而使油罐车起火爆炸;在地毯上夹杂导电纤维,同样是为了导走摩擦产生的静电荷,而保持印染厂空气适当温度,是为了使静电荷及时散失,避免干扰印染的质量;而在小汽车外露出一根小天线,是为了接收电磁波,如果小天线不露在汽车外,车内处于被金属包围的环境中,车内被静电屏蔽,无法收到无线电波,所以选B.5.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要危险答案B解析由静电屏蔽的知识可知,A、D选项均错;金属可以消除多余的静电,B项正确;单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小,因而电压较小,小鸟不会被电死,C选项错误.知识点三静电的应用6.油罐车上常拖有一根铁链,它一端与油罐相连,一端拖在地上,这根铁链的作用是( )A.无任何作用B.方便上下车C.测量地面温度D.导走静电答案D解析油罐车在行驶中由于摩擦会产生静电,若静电荷积累过多易引起火灾,车上的铁链可以将静电荷导入大地,避免静电荷的积累.7.下列哪些现象利用了静电( )A.常用的复印机复印文稿等B.常用的家用照相机成像在底片上C.针式打印机打印文字图象D.数码照相机照相答案A解析根据课本内容可知复印机是利用电场力控制点电荷的运动,属于静电的应用,所以选项A正确;照相机成像是利用光的原理工作的,针式打印机打印文字和图象是利用振针和墨带打印的,数码照相是将光信号转换为数字信号,所以选项B、C、D都是错误的.8.下列说法不正确的是()A.静电除尘的原理是让灰尘带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到异性电极上B.静电复印的原理是让油墨带上电荷,然后在电场力的作用奔向并吸附到带异种电荷的白纸上C.静电喷墨的原理是让油漆带上电荷,然后在电场力的作用下,奔向并吸附到吸引油漆的工件上D.静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方答案D解析灰尘很容易吸附电子,这些吸附负电荷的灰尘在电场力作用下,被吸附到带正电的圆筒上;静电复印和静电喷墨是分别使油墨和油漆带电,在电场力作用下吸附到带异种电荷的预期部位;静电复印曝光时,在光学系统作用下,将原稿图象投射到感光板上,并使其形成静电潜像的过程,晒鼓上字迹的像是未曝光的地方.9.滚筒式静电分选器由料斗A、导板B、导体滚筒C、刮板D、料槽E、F和电针G等部件组成.C与G分别接于直流高压电源的正、负极,并令C接地.如图1所示,电源电压很高,足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子.现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b 的混合物从料斗A下落,沿导板B到达转动的滚筒C上,粉粒a具有良好的导电性,粉粒b具有良好的绝缘性.下列说法正确的是( )图1A.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.若滚筒C不接地而放电针G接地,从工作原理上看,这是允许的D.若滚筒C不接地而放电针G接地,从工业实用角度看,这也是允许的答案AC解析因为C和G分别接在高压电源的正、负极上,放电针G附近形成很强的电场,使放电针G附近的空气电离而产生大量离子,其中的负离子在奔向正极C的过程中被吸附到粉粒a、b上,a、b因吸附负离子而带负电,被吸引到带正电的滚筒C上,因a具有良好的导电性,a 所带电荷被C上的正电荷中和并最终带上和C相同的电荷而被C排斥,落入料槽F,粉粒b因具有良好的绝缘性,所带负电荷而被不会被中和,和C相互吸引,被吸引到滚筒C上,直到D 处被刮板刮落而落入料槽E中,故A对,B错.若滚筒C不接地而放电针G接地,同样能使放电针附近空气电离,从工作原理上看是允许的,但滚筒C不接地具有高压,不安全,从工业实用角度看,不允许,故C对,D错.。
第一章静电场7静电现象的应用A级抓基础1.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.下列说法正确的是()①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②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备④在旷野,应远离树木和电线杆A.①②③ B.①②④C.①③④D.②③④答案:B2.随着人们生活水平的提高,各种家用电器日益走入我们的居家生活,而家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来,加之居室内墙壁和地板多属绝缘体,空气干燥,因此更容易受到静电干扰.由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素,因此老年人更容易受静电的影响.心血管系统本来就有各种病变的老年人,静电更会使病情加重.过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽.我们平时生活中就应当采取措施,有效防止静电,下列可行的是()①室内要勤拖地、勤洒些水②要勤洗澡、勤换衣服③选择柔软、光滑的化纤类衣物④尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具A.①②③B.①③④C.①②④D.②③④解析:室内要保持一定的湿度,室内要勤拖地、勤洒些水;要勤洗澡、勤换衣服,以消除人体表面积聚的静电荷.对于老年人,应选择柔软、光滑的棉纺织衣物,尽量不穿化纤类衣物,以使静电的危害减少到最低限度;尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具,以防止摩擦起电.答案:C3.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制成,医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套,一切设备要良好接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了() A.除菌消毒B.消除静电C.利用静电D.防止漏电解析:医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走,B正确.答案:B4.(多选)如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是()A.A、B两点电场强度相等,且都为零B.A、B两点的电场强度不相等C.感应电荷产生的附加电场强度大小是|E A|<|E B|D.当电键K闭合时,电子从大地沿导线向导体移动答案:ADB级提能力5.(多选)如图所示,放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C,如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B,则()A.在B的内表面带正电荷,φB=φC=0B.在B的右侧外表面带正电荷C.验电器的金属箔片将张开,φB<φCD.φB=φC,B的左右两侧电势相等答案:BD6.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处,放置一个正点电荷,达到静电平衡后()A.a端的电势比b端的高B.b端的电势比d点的低C.a端的电势不一定比d点的低D.杆内c处电场强度的方向由a指向b答案:B7.如图所示,把一个不带电的枕形导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是()A .闭合开关S 1,有电子从枕形导体流向大地B .闭合开关S 2,有电子从枕形导体流向大地C .闭合开关S 1,有电子从大地流向枕形导体D .闭合开关S 2,没有电子通过S 2答案:C8.如图所示,xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满z <0的空间,z >0的空间为真空.将电荷量为q 的点电荷置于z 轴上z =h 处,则在xOy 平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q 和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z 轴上z =h 2处的场强大小为(k 为静电力常量)( )A .k 4q h 2B .k 4q 9h 2C .k 32q 9h2 D .k 40q 9h 2 解析:点电荷q 和感应电荷所形成的电场在z >0的区域可等效成关于O 点对称的电偶极子形成的电场.所以z 轴上z =h 2处的场强E =k q ⎝ ⎛⎭⎪⎫h 22+k q ⎝ ⎛⎭⎪⎫32h 2=k 40q 9h 2,选项D 正确. 答案:D。
第7节静电现象的应用1.了解静电平衡的概念,知道处于静电平衡状态的导体的特性。
2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象。
一、静电平衡状态下导体的电场1.静电感应现象:把导体放入电场,导体内的□01自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现□02等量异号电荷的现象。
2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场□03等于零,导体内的自由电子不再□04发生定向移动的状态。
3.静电平衡状态下导体的特征(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强□05处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面□06垂直。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个□07等势体,导体的表面是个□08等势面。
二、静电平衡导体上电荷的分布1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的□01外表面。
2.在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的□02密度越大,凹陷的位置□03几乎没有电荷。
三、尖端放电和静电屏蔽尖端放电静电屏蔽原理导体尖端的强电场使附近的空气□01电离,电离后的带□02异种电荷的离子与尖端的电荷□03中和,相当于导体从尖端失去电荷当金属壳达到静电平衡时,壳内电场处处为□040,因而金属外壳会对其□05内部起保护作用,使它不受□06外部电场的影响续表尖端放电静电屏蔽应用或防止应用:□07避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施防止:高压设备中导体的表面尽量□08光滑,以减少电能的损失应用:电学仪器外面有金属壳,以使壳外电场对壳内仪器不会产生影响;野外高压线上方还有两条导线与大地相连,形成一个稀疏的金属“网”,把高压线屏蔽起来,免遭雷击家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料,而不用金属?提示:若用金属制作家用电视机、收音机外壳,用电器的金属外壳就形成静电屏蔽,电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收,电视机、收音机就不能正常工作。
7 静电现象的应用课后训练1.专门用来运输柴油、汽油的油罐车,在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链,对它的作用下列说法正确的是()。
A.让铁链与路面摩擦产生静电,使油罐车积累一定的静电荷B.让铁链发出声音,以引起其他车辆的注意C.由于罐体与油摩擦产生了静电,罐体上的静电被铁链导入大地,从而避免了火花放电D.由于罐体与油摩擦产生了静电,铁链将油的静电导入大地,从而避免了火花放电2.如图所示,一个方形的金属盒原来不带电,现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在盒左边附近,达到静电平衡后,盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是()。
3.一个不带电的空心金属球,在它的球内放一个正电荷如图所示,其电场分布正确的是()。
4.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处,放置一个正点电荷,达到静电平衡后()。
A.a端的电势比b端的高B.b端的电势比d点的低C.a端的电势不一定比d点的低D.杆内c处场强的方向由c指向b5.如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b点是金属板右侧表面的两点,其中a到+Q的距离较小。
下列说法正确的是()。
A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电C.整个导体,包括表面上的a、b点,是一个等势体,且电势等于零D.a、b两点的场强不为零,且a、b两点场强方向相同,但a点的场强比b点的场强要强(大)一些6.如下图所示,一水平放置的金属板P,它的正上方有一带正电的点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点,带电荷量很小,不影响原电场)从左端以速度v0沿P上表面向右端运动,在该运动过程中()。
A.小球先减速后加速运动B.小球做匀速直线运动C.小球的电势能保持不变D.小球受到的静电力方向时刻变化7.如图所示,带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的A端,由于静电感应,导体A 端出现负电荷,B端出现正电荷,关于导体AB感应起电的说法正确的是()。
学校:包头市百灵庙中学学科:高二物理编写人:史殿斌审稿人:高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练【教学目标】1.通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论,了解静电平衡的概念,知道处于静电平衡导体的特征。
2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。
【教学重点】了解静电平衡的概念,知道处于静电平衡导体的特征。
【教学难点】尖端放电和静电屏蔽现象【教学过程】知识点一:静电平衡状态下导体的电场1.如图所示,把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中,导体内的受到库仑力的作用,将向着与电场相反的方向定向移动。
这样,在导体的AB面上将出现电荷,在CD面上将出现电荷.这就是。
2.导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′,当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于时,导体内的自由电子不再发生,导体达到了。
3.处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度;感应电荷的电场强度与原来电场的电场强度总是大小相等,方向相反,合电场的电场强度为。
4.处于静电平衡状态的导体,其外部表面任何一点的场强方向必定与这点的。
整个导体是个。
它的表面是个。
知识点二:导体的电荷分布1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的。
2.在导体外表面,越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量) ,凹陷的位置几乎没有电荷.3.在导体外表面,越尖锐的位置电场强度,电场线分布。
知识点三:尖端放电和静电屏蔽1.尖端放电现象(1)空气的电离:空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动,把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的的现象。
(2)尖端放电:那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷,相当于导体从尖端,这个现象叫做尖端放电。
(3)尖端放电不是导体尖端失去电荷,而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端,尖端上的电荷被。
第7节静电现象的应用1.静电平衡状态(1)概念:导体内的自由电子不发生定向移动时,导体就达到了静电平衡状态.(2)静电平衡状态导体的特征①处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零.②处于静电平衡状态的导体,其外部表面四周任一点场强方向与该点的所在表面垂直.③静电平衡状态下的导体是个等势体.④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷,净电荷只能分布在导体外表面上.2.尖端放电(1)达到静电平衡时,导体表面越尖的地方,电荷分布的密集度越大.(2)尖端放电:导体尖端的电荷密度很大,四周的电场很强,使四周中性空气分子电离成正负离子,那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫做尖端放电.(3)应用与防止应用举例:避雷针;防止举例:高压输电设备的表面尽量做得光滑,避开放电.3.对于处在静电平衡状态的导体,以下说法中正确的是()A.导体内部既无正电荷,又无负电荷B.导体内部和外表面处的电场均为零C.导体处于静电平衡时,导体表面的电荷代数和为零D.导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果答案D解析导体处于静电平衡状态时,其内部无净电荷,即其正、负电荷总量相等,电荷量为零.其表面处有净电荷,以至于该处电场不为零.4.一个带电金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),其内部场强()A.肯定增加B.肯定减弱C.可能增加也可能减弱D. 不变答案D【概念规律练】学问点一感应电荷产生的场强的计算1. 如图1所示,长为l的导体棒水平放置,原来不带电,现将一带电荷量为+q的点电荷放在距离棒左端R处,当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒的中点处产生的场强等于多少?方向如何?图1答案kq/(R+l2)2方向水平向左解析导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感应,左端消灭负电荷,右端消灭正电荷,棒中任一点都有两个电场,即外电场——+q在该点形成的电场E,感应电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E′,达到静电平衡时E=E′.题中所求的即为E′,于是我们转化为求E.棒的中点距离+q为r=R+l/2,于是E′=E=kq(R+l2)2,E和E′方向相反,水平向左.2. 如图2所示,点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10-8 C和-2.4×10-8 C,彼此相距6 cm.若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm 的金属球壳,求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度.图2答案 5.4×105 N/C方向由O指向A解析+q1在O点的场强大小为E1=kq1(d2)2=3×105 N/C,方向由O指向B;-q2在O点的场强大小为E2=kq2(d2)2=2.4×105 N/C,方向由O指向B;设感应电荷在O点的场强为E3,由静电平衡条件知E3=E1+E2=5.4×105 N/C,方向由O指向A.点评处于静电平衡状态的导体,其内部场强为零,即外加电场与感应电荷的电场场强大小相等,方向相反,因此只需求出外加电场的场强,便可求得感应电荷产生的场强.学问点二静电平衡状态电势特点与电荷分布规律3. 如图3所示,水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(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,沿光滑的上表面对右运动到右端,在该运动过程中()图3A.小球做匀速直线运动B.小球先做减速运动,后做加速运动C.小球的电势能保持不变D.静电力对小球所做的功为零答案ACD解析由于金属板处于点电荷Q形成的电场中,达到静电平衡后,金属板的上表面是一个等势面,表面上电场线是垂直向下的,所以小球受到重力、支持力、向下的电场力,合力为零,故小球做匀速直线运动.电场力对小球不做功.选A、C、D.点评静电平衡状态下的导体是一个等势体,其外表面是一个等势面,因而在其表面上电场线与表面垂直.4.如图4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.下列试验方法中能使验电器箔片张开的是()图4A.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B答案BCD。
第一章7 静电现象的应用1.(2017·福建省三明市四地六校高二上学期期中) 如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处,放置一个正点电荷。
达到静电平衡后导学号 74700167( C )A.a端的电势比b端的高B.b端的电势比a端的高C.ab两端的电势相等D.杆内c处电场强度的方向由a指向b解析:达到静电平衡后,导体为等势体,导体上的电势处处相等,所以可以得到φa=φb,所以C正确,AB错误;由于杆处于静电平衡状态,所以内部的场强为零,所以D错误。
故选C。
2.(2017·浙江省名校协作体高二上学期月考) 以下各种现象中不属于静电屏蔽的是导学号 74700168( A )A.避雷针B.超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服C.电子设备外套金属网罩D.野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线解析:当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
其原理为尖端放电,故A错误。
超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服可以起到屏蔽作用,故B正确;电子设备外套金属网罩可以起到静电屏蔽的作用,故C正确;高压输电线的上方还有两条导线,这两条导线的作用是它们与大地相连,形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来,免遭雷击,故D正确;本题选择不属于静电屏蔽的,故选:A。
3.(多选) (2016·安徽马鞍山二中高二期中) 如图所示,四组静电实验中,能使左边的验电器的金箔张开的是导学号 74700169( AC )解析:处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面,用导线连接之后,左边的金箔也是外表面,故A、C正确,B错误。
D选项中由于静电屏蔽的作用,验电器不受外电场的影响,故金箔是闭合的。
7静电现象的应用知识内容静电现象的应用考试要求必考加试b课时要求1.知道什么是静电平衡状态,能说出静电平衡产生的条件.2。
掌握静电平衡状态下的导体特点。
3。
了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用。
一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布1.静电平衡状态:导体中(包括表面上)没有电荷定向移动的状态.2.静电平衡状态的特征:(1)处于静电平衡状态的导体,内部的电场处处为0.(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直.(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面为等势面.3.导体上电荷的分布:(1)导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的表面.(2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷.二、尖端放电和静电屏蔽1.空气的电离:导体尖端电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动,把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的正负电荷分离的现象.2.尖端放电:所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷的现象.尖端放电的应用与防止:(1)应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.(2)防止:高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.3.静电屏蔽:金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响,壳(网)内电场强度保持为0,外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响,金属壳(网)的这种作用叫做静电屏蔽.静电屏蔽的应用:电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连.[即学即用]判断下列说法的正误.(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零.(√)(2)处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0.(√)(3)静电平衡时,导体内的自由电子处于静止状态.(×)(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地.(×)(5)用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器(金属球在金属网罩外),则验电器箔片能张开.(×)(6)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,目的是铜丝衣服有屏蔽作用,使体内场强为零.(√)一、静电平衡状态下的导体[导学探究]如图1所示,不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子将发生定向移动,使导体两端出现等量异号电荷.请思考下列问题:图1(1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动的方向如何?(2)自由电子能否一直定向移动?为什么?答案(1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动,向着与电场相反的方向定向移动.(2)不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止.[知识深化]1.处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0,即E0=-E′.2.孤立的带电导体处于静电平衡状态,内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0.3.处于静电平衡的导体是等势体,表面是等势面,所以导体表面的电场线应与导体表面垂直.例1处于静电平衡中的导体,内部场强处处为零的原因是() A.此时导体处于不带电的状态B.所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零C.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合场强为零D.以上解释都不正确答案C解析导体在电荷q的电场中处于静电平衡状态时,在导体内部任意一点,感应电荷产生的附加电场的场强与电荷q产生的场强大小相等,方向相反,此时导体的内部场强处处为0,电荷只分布在导体的表面,且整个导体是一个等势体,故A、B、D错误,C正确.二、导体上电荷的分布静电平衡时,导体上的电荷分布有:(1)净电荷只分布在导体表面,内部没有净电荷.(2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电荷量相等,近异远同,如图2甲所示.(3)净电荷在导体表面的分布不均匀,一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集,如图乙所示.甲乙图2例2如图3所示,把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触,其结果可能是()图3A.只有球壳外表面带正电B.球壳的内表面带负电,外表面带正电C.球壳的内、外表面都带正电D.球壳的内表面带正电,外表面带负电答案A解析小球与球壳接触构成一个新导体,它的电荷量都分布在新导体的外表面,即只有球壳外表面带正电,A对,B、C、D错.针对训练1如图4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。
第7节静电现象的应用1. 处于静电平衡中的导体,内部电场强度处处为零的原因是()A.导体内部无任何电场B.外电场不能进入导体内部C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零答案:D解析:静电平衡导体内部场强为零,指合场强为零.2. 一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c,三者相比,则()A.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c答案:C解析:由静电平衡特点可知:E感=E外,因C离右侧带电体距离最小,故E C最大.3. (多选)避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生的电荷被导入大地D.以上说法都不对答案:AB解析:带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层相反的静电,达到一定程度就向空中放电,中和云层中的电荷,更主要的是云层中的大量电荷可以通过避雷针引入地下,从而避免遭受雷击,所以A、B正确.4. 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:D解析:静电平衡状态的导体内部(实体部分)场强处处为零,静电感应的结果使球壳上的电荷分布如图所示.5. 请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时,待在汽车里比待在木屋里要危险答案:B解析:由静电屏蔽的知识可知,A、D选项均错;金属可以消除多余的静电,B项正确;单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小,因而电压较小,小鸟不会被电死,C选项错误.6. (多选)在下列措施中,能将产生的静电尽快导走的是()A.飞机轮子上搭地线B.印染车间保持湿度C.复印图片D.电工钳柄装有绝缘套答案:AB解析:飞机在飞行中与空气摩擦时,飞机外表面聚集了大量静电荷,降落时会对地面人员带来危害及火灾隐患,因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电,采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎;在印染工作车间也同样容易产生静电,静电会给车间带来火灾隐患,为防止火灾发生,其中安全措施之一就是车间保持湿度,从而通过湿润的空气及时导走静电;在复印图片环节中,刚好需要应用静电;电工钳柄装有绝缘套是防止导电,保护电工的安全.7.(多选)如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧,对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小答案:BD解析:带正、负电荷的矿粉受电场力作用分别落到左、右两侧,选项A错误;不管矿粉带正电还是负电,电场力均对其做正功,矿粉的电势能均变小,选项B、D正确,C错误.8. (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.小球做匀速直线运动B.小球做先减速,后加速的运动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:水平放置的金属板处于点电荷Q的电场中而达到静电平衡状态,是一个等势体,其表面电场线处处与表面垂直,所以小球运动时只在竖直方向上受力的作用,在水平方向上不受力的作用,故带电小球(表面绝缘,电荷量不变)在导体表面滑动时,电场力不做功,故小球做匀速直线运动,所以A、C、D选项正确.9. (多选)如图所示,原来不带电的金属球壳内壁接地,将一带正电的小球放入其中,但不与球壳接触,则()A.球壳内壁带负电B.球壳外壁带正电C.球壳外壁不带电D.若将接地线去掉再移出正电荷,球壳外壁带负电答案:ACD解析:由静电屏蔽知识可得,未接地前电场线分布特点如图,球壳是个等势体,无论是内壳还是外壳接地,都是大地上的电子受电场力作用逆着电场线与外壳正电中和,使外壳不带电,故A、C正确,B错.若移出正电荷,则剩余负电都分布在外表面,D正确.10. (多选)如图所示,一个不带电的导体球N,置于空心导体球M附近,现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内,则()A.若M接地,N上无感应电荷B.若M不接地,且M原来不带电,N上无感应电荷C.若M不接地,且M原来不带电,N上有感应电荷D.若M不接地,且M原来带电,N上一定有感应电荷答案:AC解析:(1)若M接地,分析N上带电情况金属球Q带电―→M内表面带相反电性电荷,M外表面不带电―→N上无感应电荷(2)若M不接地①M原来不带电,分析N上带电情况金属球Q带电―→M内表面带相反电性电荷,M外表面带与内表面相同电性的电荷―→N上有感应电荷②M原来带电,分析N上带电情况11. 如图所示,绝缘开口金属球壳A已带电,现把验电器甲的小金属球与球壳A的内壁用导线相连,另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触,验电器乙距球壳A足够远,那么验电器甲的金属箔片________,验电器乙的金属箔片________.(填“张开”或“不张开”)答案:张开不张开解析:处于静电平衡状态的金属球壳,由于电荷间的相互排斥的作用力,电荷间的距离尽量变大,所以电荷分布在金属球壳的外表面上,在金属球壳的内表面没有净电荷的分布.验电器甲与球壳A相连时,与金属球壳构成一个导体,相当于金属球壳的远端,则带有电荷,从而使金属箔片张开;同理,可知验电器乙不会带电,故金属箔片不张开.12.如图所示,在两个带等量异种电荷的绝缘导体球之间,对称地放着两个相同的导体ab、cd,则(1)当用导线将a、b连接起来时,导线中有无电流通过?若有,方向如何?(2)当用导线将a、c连接起来时,导线中有无电流通过?若有,方向如何?答案:(1)无(2)有由a→c解析:导体ab、cd处于静电场中,已达到静电平衡状态,ab、cd均各自为一个等势体,但因ab靠近正电荷,cd靠近负电荷,所以导体ab的电势要高于cd的电势,我们也可在正、负电荷之间画一条由左向右的电场线,也易判断导体ab的电势比导体cd的电势高.当用导线将a、c连接起来时,将会有电流从a流到c.当用导线将a、b连接起来时,无电流通过.。
静电现象的应用课后强化演练一、选择题1.下列属于防止静电危害的是( )A.静电除尘B.油罐车拖铁链C.静电喷漆D.静电复印机解析:静电除尘、静电喷漆、静电复印机都应用了静电的性质,油罐车在运动过程中因摩擦产生静电,需要铁链导入大地,避免产生电火花,B选项正确.答案:B2.关于静电场,下列说法正确的是( )A.处于静电平衡状态的导体是个等势体,表面不一定是等势面B.处于静电平衡状态的导体,内部的电场不为0C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向解析:处于静电平衡状态的导体是个等势体,表面是等势面,A选项错误;处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为0,B选项错误;静电场中,电势与场强没有直接关系,C选项错误;任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向,D选项正确.答案:D3.(多选)(2018·北京市海淀区期末)如图所示,用金属网把不带电的验电器罩起来,再使带电金属球靠近金属网,则下列说法正确的是( )A.箔片张开B.箔片不张开C.金属球带电电荷足够大时才会张开D.金属网罩内部电场强度为零解析:为了避免外界电场对仪器设备的影响,用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,则内部设备处于静电屏蔽状态,故用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,箔片不张开,A、C选项错误,B选项正确;静电屏蔽时,金属网罩内部电场强度为零,D选项正确.答案:BD4.(2018·昆明市五华区期末)如图所示,A是带正电的球,B为不带电的导体,A、B均放在绝缘支架上,M、N是导体B中的两点.以无限远处为电势零点,当导体B达到静电平衡后,说法错误的是( )A.M、N两点电场强度大小关系为E M=E N=0B.M、N两点电势高低关系为φM=φNC.M、N两点电势高低关系为φM>φN>0D.感应电荷在M、N两点产生的电场强度E M′>E N′解析:B导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,故E M=E N=0,A选项正确;B导体是等势体,故φM=φN,B选项正确,C选项错误;M、N两点的场强为B导体上的感应电荷产生的电场和A球产生的电场的矢量和,根据点电荷电场强度公式可知,离A球越远,电场强度越小,则感应电荷在M、N两点产生的电场强度E M′>E N′,D选项正确.答案:C5.如图所示,在带正电的小球右侧放一金属导体,a、c为导体表面上的两点,b为导体内部的点,下列说法正确的是( )A.导体内部b点电场强度为零B.感应电荷在b点的电场强度为零C.导体上a点电势高于c点电势D.用导线连接a、c两点,感应电荷会中和解析:根据静电平衡状态可知,处于静电平衡的导体内部场强处处为零,导体内部b点电场强度为零,A选项正确;感应电荷在b点的电场强度与正电荷在b点产生的电场强度等大反向,合场强为零,B选项错误;处于静电平衡的导体是等势体,a点电势等于c点电势,C 选项错误;用导线连接a、c两点,没有电荷的移动,感应电荷不会中和,D选项错误.答案:A6.(2018·秦皇岛市模拟)某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图,带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点,以下说法正确的是( )A.该电场是匀强电场B.电场力对粉尘做负功C.a点电势高于b点电势D.粉尘的电势能增大解析:该电场为辐射状电场,不是匀强电场,A选项错误;电场力对粉尘做正功,B选项错误;沿电场线电势逐渐降低,故a点电势高于b点电势,C选项正确;电场力做正功,根据功能关系可知,粉尘的电势能减少,D选项错误.答案:C7.如图(甲)所示,ab为原来不带电的细导体棒,q为一带正电的点电荷,当达到静电平衡后,导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E1,O点的电势为φ1.现用一导线把导体棒的b端接地,其他条件不变,如图(乙),待静电平衡后,导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E2,O点的电势为φ2,经分析后可知( )A.E1=E2,φ1<φ2B.E1<E2,φ1=φ2C.E1=E2,φ1>φ2D.E1>E2,φ1=φ2解析:导体处于静电平衡状态时,内部场强为零,则E1=E2,导体是个等势体,表面是等势面,(甲)图中,导体处于正电荷周围,电势为正,(乙)图中,导体接地,电势为零,则φ1>φ2,故C选项正确.答案:C8.(2018·江苏一模)带电球体的半径为R,以球心为原点O建立坐标轴x,轴上各点电势φ随x变化如图所示.下列说法正确的是( )A.球体带负电荷B.球内电场强度最大C.A、B两点电场强度相同D.正电荷在B点的电势能比C点的大解析:正带电体周围电势为正,负带电体周围电势为负,故球体带正电荷,A选项错误;带电球体处于静电平衡状态,球体是个等势体,内部场强为零,B选项错误;沿着电场线电势降低,A、B两点电场强度大小相等,方向相反,C选项错误;从B到C,电势降低,正电荷电势能降低,D选项正确.答案:D二、非选择题9.如图所示,在真空中有两个点电荷A和B,电荷量分别为-Q和+2Q,它们相距为l,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<l)的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应电荷在O点处的电场强度大小为多少?方向如何?解析:先求点电荷A、B在O点产生的电场强度,E0=k2Ql2+kQl2=12kQl2,方向沿AB连线指向A.静电平衡后,球壳内部电场强度处处为0,说明感应电荷在O点产生的电场强度E ′与E 0大小相等、方向相反.即E ′=E 0=12kQ l 2,方向沿AB 连线指向B . 答案:12kQ l 2 沿AB 连线指向B。
第一章7 静电现象的应用基础夯实一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)1.静电喷涂利用了电荷之间的相互作用,其喷涂原理如图所示,则下列说法正确的是( A )A.涂料微粒一定带正电B.涂料微粒一定带负电C.涂料微粒可能带正电,也可能带负电D.喷嘴与工件之间的电场为匀强电场解析:根据电荷间的相互作用特点结合题目中现象图分析。
静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上,而达到喷涂的目的,喷嘴与工件之间的电场是非匀强电场,选项D错误;由题图知,待喷涂工件带负电,所以涂料微料应带正电,选项A正确,B、C错误。
2.具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷,下列四幅图画出了其空间电场的电场线情况,符合实际情况的是 ( D )解析:球壳处于正电荷的电场中,达到静电平衡,球壳为等势体,球壳的内外表面之间的导体内部场强处处为零,故D选项正确。
3.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中P点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是 ( A )解析:由于金属圆盘处于静电平衡状态,金属圆盘内各点合场强为零,所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向。
又因为点电荷的电场沿P点与点电荷的连线指向点电荷,所以感应电荷产生的电场方向沿P点与点电荷的连线向外。
选项A正确。
4.一个带有绝缘底座的空心金属球壳A上均匀带有4×10-8C的正电荷,有绝缘柄的金属小球B上带有2×10-8C的负电荷,使B球与球壳A内壁接触。
如图所示,则A、B带电荷量分别为 ( B )A.Q A=1×10-8C,Q B=1×10-8CB.Q A=2×10-8C,Q B=0C.Q A=0,Q B=2×10-8CD.Q A=4×10-8C,Q B=-2×10-8C解析:由于A、B带异种电荷,接触以后,要先中和掉一部分电荷,中和以后可以把A、B看做一个整体,对于这个整体来说,由于静电平衡它的内壁和B球将无净电荷的分布。
第7节静电现象的应用课后训练基础巩固1.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制成,医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套,一切设备要良好接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了()A.消除静电B.除菌消毒C.应用静电D.防止静电2.如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷,在静电平衡后,下列物理量中等于零的是()A.导体腔内任意点的场强B.导体腔内任意点的电势C.导体外表面的电荷量D.导体空腔内表面的电荷量3.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4.如图所示,一个方形的金属盒原来不带电,现将一个电荷量为+Q的点电荷放在盒左边附近,达到静电平衡后,盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是()能力提升5.如图所示,将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内(不和球壁接触),另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,则()A.A往左偏离竖直方向,B向右偏离竖直方向B.A的位置不变,B向右偏离竖直方向C.A向左偏离竖直方向,B的位置不变D.A和B的位置均不变6.下图中P是一个带电体,N是一个不带电的金属空腔,在下列情况下,放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有( )7.如图所示,两个相同的空心金属球M和N,M带电荷量为-Q,N不带电(M、N相距很远,互不影响),旁边各放一个不带电的金属球P和R,当将带正电Q的小球分别放入M和N 的空腔中时()A.P、R上均出现感应电荷B.P、R上均没有感应电荷C.P上有而R上没有感应电荷D.P上没有而R上有感应电荷参考答案1.答案:A 点拨:穿棉布外套是为了防止摩擦起电,摩擦产生的静电积累多了会产生电火花,而乙醚为易挥发物品,遇到火花或热源便会爆炸。
静电现象的应用(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(多选)下列关于静电感应和静电平衡的说法中,正确的是()A。
静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果B。
导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡C.导体静电平衡时,导体所占空间各处场强均为零D。
导体静电平衡时,导体内部将没有“净”电荷【解析】选A、D。
静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用而发生定向移动,最后达到稳定状态,选项A正确;达到静电平衡后,自由电子不再定向移动,但是仍然做无规则的热运动,选项B错误;处于静电平衡的导体,电荷只分布在外表面上,内部没有“净"电荷,选项D正确;导体静电平衡时,内部场强为零,但表面场强不为零,选项C错误。
2.某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近,由于该村尚未接通有线电视信号,空中的信号常常受到干扰,在电视荧屏上出现网状条纹,影响正常收看。
为了使电视机不受干扰,可采取的办法是()A.将电视机用一金属笼子罩起来B。
将电视机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地C。
将高频热合机用一金属笼子罩起来D.将高频热合机用一金属笼子罩起来,并将金属笼子接地【解析】选D。
为了使电视机能接收电磁波信号,但又不接收高频热合机产生的电磁波,应将高频热合机(焊缝用)产生的电磁波信号屏蔽,而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用,故选项D 正确。
3.在一个导体球壳内放一个电荷量为+Q的点电荷,用E P表示球壳外任一点P的场强,则()A。
当+Q在球壳中央时,E P=0B。
不论+Q在球壳内何处,E P一定为零C。
只有当+Q在球心且球壳接地时,才有E P=0D.只要球壳接地,不论+Q在球壳内何处,均有E P=0【解析】选D.+Q在球壳内任何位置,只会影响球壳内的负电荷分布;球壳外部带正电荷,会使外部场强不为零,所以A、B错。
而球壳接地会使外部电荷导入大地,所以外部场强才会为零,故C 也错,选D.4。
静电现象的应用
错误!
一、单项选择题(每小题6分,共42分)
1.导体处于静电平衡,下列说法正确的是(D)
A.导体内部没有电场
B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面
C.导体内部没有电荷的运动
D.以上说法均不正确
解析:导体处于静电平衡,导体内部不是没有电场,而是外电场与感应电荷产生的电场的合场强为零,但两场强仍然存在,故A错;对于B,不能说没有电荷,净电荷只分布在外表面上,自由电子和正电荷仍存在,只是显中性,故B错;对于C,导体内部的电荷(电子与正电荷)的热运动仍然存在,故C错.2。
如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷.在静电平衡后,下列物理量中不为零的是(C)
A.导体空腔内任意点的场强
B.导体空腔内任意点的电势
C.导体外表面的电荷量
D.导体空腔内表面的电荷量
解析:静电平衡状态下的导体内部场强处处为零,且内表面不带电.由于导体接地,故整个导体的电势为零.导体外表面受带电体Q的影响,所带电荷量不为零,故选项C正确.
3.如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰),下列说法中正确的是(C)
A.B端的感应电荷越来越少
B.导体内场强越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
解析:绝缘导体缓缓靠近小球P时,小球P上的负电荷在绝缘导体所在区域产生的电场增强,将会有更多的自由电子向绝缘导体的B端移动,B端的感应电荷越来越多,选项A错误;绝缘导体始终处于静电平衡状态,内部场强始终为零,选项B错
误;导体上感应电荷在导体上某点产生的电场的场强大小等于小球P上的负电荷在该点产生的电场的场强,故选项C正确、D 错误.
4.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是(C)
A.铜丝编织的衣服不容易拉破,所以用铜丝编织衣服
B.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电势保持为零,对人体起保护作用
C.电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零,对人体起保护作用
D.铜丝必须达到一定的厚度,才能对人体起到保护作用
解析:当人体直接处于强大电场之中时,很容易由于静电感应而被电到.但若被铜丝编织的衣服所包裹,当达到静电平衡时,铜丝衣服的屏蔽作用使人体内电场强度保持为零,对人体起保护作用.
5.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在选项图中正确的是(A)
解析:感应电荷在盘中A点激发的附加场强E′应与-Q在A 点产生的场强等大反向,故A正确.
6.如图,把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷,则以下说法正确的是(C)
A.闭合开关S1,有电子从枕型导体流向大地
B.闭合开关S2,有电子从枕型导体流向大地
C.闭合开关S1,有电子从大地流向枕型导体
D.闭合开关S2,没有电子通过开关S2
解析:在S1、S2都闭合前,对枕型导体,它的电荷是守恒的,
a、b出现负、正电荷等量,当闭合开关S1、S2中的任何一个以后,便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移,因此,导体本身的电荷不再守恒,而是导体与大地构成的系统中电荷守恒,由于静电感应,a端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷,因此无论闭合开关S1还是开关S2,都应有电子从大地流向导体,故C选项正确.
7。
如图所示,将悬挂在细线上的带正电荷的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与内壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B,向C球靠近,则(B)
A.A向左偏离竖直方向,B向右偏离竖直方向
B.A的位置不变,B向右偏离竖直方向
C.A向左偏离竖直方向,B的位置不变
D.A、B的位置都不变
解析:金属球壳C能屏蔽外部的电场,外部的电场不能深入内部,因此小球A不会受到电场力的作用,不会发生偏转;金属球壳C处在电荷A的电场中,内壁是近端,感应出异号电荷带负电,外壁是远端,感应出同号电荷带正电,正的感应电荷在外部
空间同样会激发电场,对小球B有吸引的作用,小球B向右偏,选项B正确.故选B.
二、多项选择题(每小题8分,共24分)
8.如图所示,水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(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(ACD)
A.小球做匀速直线运动
B.小球先做减速运动,后做加速运动
C.小球的电势能保持不变
D.静电力对小球所做的功为零
解析:由于金属板处于点电荷Q形成的电场中,达到静电平衡后,金属板的上表面是一个等势面,表面上电场线是垂直向下的,所以小球受到重力、支持力、向下的电场力,合力为零,故小球做匀速直线运动.电场力对小球不做功.选A、C、D。
9.如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧.对矿粉分
离的过程,下列表述正确的有(BD)
A.带正电的矿粉落在右侧
B.静电力对矿粉做正功
C.带负电的矿粉电势能变大
D.带正电的矿粉电势能变小
解析:由题意可知,带正电的矿粉受负极板的吸引落至左侧,此过程静电力做正功,电势能减少;同理可知,带负电的矿粉落至右侧,静电力做正功,电势能减少.故选项B、D正确.10.如图所示,四组静电实验中,能使左边的验电器的金箔张开的是(AC)
解析:处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面,用导线连接之后,左边的金箔也是外表面,故A、C 均正确,B错误.D选项中由于静电屏蔽的作用,验电器不受外电场的影响,故金箔是闭合的.
三、非选择题(共34分)
11.(16分)如图所示,一导体AB放在一负电荷的电场中,导体AB与大地是绝缘的,当导体处于静电平衡时.
(1)比较A端和B端电势的高低.
(2)比较A点和B点场强大小.
(3)比较A、B端外表面场强大小.
(4)若A端接地,AB导体带什么电?
(5)若把A端和B端用导线连接,A、B端电荷中和吗?
答案:(1)AB导体处于静电平衡状态,是等势体,φA=φB。
(2)A点和B点场强均为零,E A=E B=0.
(3)利用电场线分布可知A端分布密,E′A〉E′B。
(4)AB导体处于负电荷的电场中,其电势低于大地的零电势,负电荷要从AB流向大地,则导体带正电,与A、B哪端接地无关.
(5)A端和B端等势,电荷不沿导体移动,电荷不会中和.
12.(18分)如图所示,长为L的金属杆原来不带电,在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷.问:
(1)金属杆中点处的场强为多少?
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强.
答案:(1)0(2)kq/(r+错误!)2,方向向左
解析:(1)金属杆处于静电平衡时内部场强处处为0,故金属杆中点处场强为0。
(2)内部场强是两个场强的叠加,所以E感-E=0
E感=E=kq/(r+错误!)2
E感与E方向相反,E感的方向向左.。