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2019-2020年高中物理 1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用同步練習(xí) 新人教版選修3-1 1.電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的,下列說法正確的是(　　) A.銅絲編織的衣服不易拉破 B.電工被銅絲衣服所包裹,使體內(nèi)電勢(shì)為零 C.電工被銅絲衣服所包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 D.銅線電阻小,能對(duì)人體起到保護(hù)作用 解析:高壓線路的檢修人員在進(jìn)行高壓作業(yè)時(shí),要穿上用銅絲網(wǎng)制成的高壓作業(yè)服,相當(dāng)于把人體用銅絲網(wǎng)罩起來。這樣,外部電場(chǎng)就不會(huì)影響到人體,從而避免了感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)人體的傷害。故選項(xiàng)C正確。 答案:C 2.如圖所示,帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體,空腔里面無電荷。在靜電平衡后,下列物理量中不為零的是(　　) A.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 B.導(dǎo)體空腔內(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 解析:靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,且內(nèi)表面不帶電。由于導(dǎo)體接地,故整個(gè)導(dǎo)體的電勢(shì)為零。導(dǎo)體外表面受帶電體Q的影響,所帶電荷量不為零,故選項(xiàng)C正確。 答案:C 3.一個(gè)不帶電的空心金屬球,在它的球心處放一個(gè)正電荷,其電場(chǎng)分布是下圖中的(　　) 解析:正電荷放在空心金屬球球心,球殼由于靜電感應(yīng)帶電,內(nèi)表面帶負(fù)電,外表面帶正電,因?yàn)殡妶?chǎng)線從正電荷出發(fā),到無窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷終止,球殼金屬內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和處處為零,所以選項(xiàng)B正確。 答案:B 4.一金屬球,原來不帶電。現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細(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a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb、Ec,則三者相比(　　) 　 　　　　　　 　　　　　　 　　　 A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec 解析:處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,故a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零。靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零是感應(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)形成的電場(chǎng)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,實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,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,故選項(xiàng)C正確。 答案:C 5.如圖所示,帶正電的導(dǎo)體球A置于原來不帶電的空腔導(dǎo)體球B內(nèi),a、c分別為導(dǎo)體A、B內(nèi)的點(diǎn),b為導(dǎo)體A和B之間的一點(diǎn),下列說法正確的是(　　) A.a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)都相等 B.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,但電勢(shì)最高 C.b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,但電勢(shì)大于零 D.a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零 解析:A球帶正電,不帶電的空腔B可以理解為導(dǎo)體的靜電平衡,故Ea=Ec=0,空腔內(nèi)壁感應(yīng)電荷為負(fù),外壁感應(yīng)電荷為正?？涨粌?nèi)的電場(chǎng)線分布為由A指向B,所以φa>φb>φc,Eb≠0,選項(xiàng)B正確。 答案:B 6.(多選)如圖所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球P緩緩靠近(不相碰),下列說法中正確的是(　　) A.B端的感應(yīng)電荷越來越多 B.導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度越來越大 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:絕緣導(dǎo)體緩緩靠近小球P時(shí),小球P上的負(fù)電荷在絕緣導(dǎo)體所在區(qū)域產(chǎn)生的電場(chǎng)增強(qiáng),將會(huì)有更多的自由電子向絕緣導(dǎo)體的B端移動(dòng),B端的感應(yīng)電荷越來越多,選項(xiàng)A正確;絕緣導(dǎo)體始終處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度始終為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;導(dǎo)體上感應(yīng)電荷在導(dǎo)體上某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于小球P上的負(fù)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 答案:AC 7.(多選)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,如把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬網(wǎng)罩B,則(　　) A.在B的內(nèi)表面帶正電荷,φB=φC=0 B.在B的右側(cè)外表面帶正電荷 C.驗(yàn)電器的金屬箔片將張開,φB<φC D.φB=φC,B的左右兩側(cè)電勢(shì)相等 解析:靜電平衡時(shí),電荷分布于導(dǎo)體的外表面上,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于產(chǎn)生靜電感應(yīng),使B金屬網(wǎng)罩的左側(cè)外表面感應(yīng)出負(fù)電荷,所以B的右側(cè)外表面感應(yīng)出正電荷,選項(xiàng)B正確;由于靜電屏蔽,金屬網(wǎng)罩內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,故C上無感應(yīng)電荷,驗(yàn)電器的金屬箔片不會(huì)張開,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由靜電屏蔽特點(diǎn)知,導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,所以選項(xiàng)D正確。 答案:BD 8.(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)表面的兩點(diǎn),其中a到+Q的距離較小。下列說法正確的是(　　) 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、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,且a、b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,但a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度要強(qiáng)(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)的等量正電荷,現(xiàn)金屬板接地,靜電平衡時(shí)左側(cè)表面不帶電,整個(gè)金屬板的電勢(shì)都為零,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B、C正確。 金屬板接地時(shí),右側(cè)表面上仍有感應(yīng)負(fù)電荷,而且a點(diǎn)附近的電荷面密度(單位面積上的電荷量)比b點(diǎn)附近的電荷面密度要大些,電場(chǎng)線也密一些,電場(chǎng)強(qiáng)度要大些;整個(gè)金屬板是等勢(shì)體,右側(cè)表面是等勢(shì)面,電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直,可見a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都垂直指向右側(cè)面,方向相同,選項(xiàng)D也正確。 答案:BCD 9.如圖所示,在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別為-Q和+2Q,它們相距l(xiāng),如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r(2rEb>Ec,φa>φb>φc B.Ea=Eb>Ec,φa=φb>φc C.Ea=Eb=Ec,φa=φb=φc D.Ea>Ec>Eb,φa>φb>φc 解析: 空腔球形導(dǎo)體在正電荷A的電場(chǎng)中感應(yīng)的結(jié)果如圖所示,從電場(chǎng)線的疏密可確定a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度,而b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,故Ea>Ec>Eb,而沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,故φa>φb>φc,選項(xiàng)D正確。 答案:D 3.(多選)如圖所示,水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點(diǎn)電荷Q,一表面絕緣的帶正電小球(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)過程中(　　) A.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) B.小球先做減速運(yùn)動(dòng),后做加速運(yùn)動(dòng) C.小球的電勢(shì)能保持不變 D.靜電力對(duì)小球所做的功為零 解析:由于金屬板處于點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中,達(dá)到靜電平衡后,金屬板的上表面是一個(gè)等勢(shì)面,表面上電場(chǎng)線是豎直向下的,所以小球受到重力、支持力、向下的靜電力,合力為零,故小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)。靜電力對(duì)小球不做功。 答案:ACD 4.一個(gè)半徑為r,帶正電的實(shí)心金屬球球心在x軸上的O點(diǎn),金屬球在周圍空間產(chǎn)生靜電場(chǎng),則其電勢(shì)φ在x軸上的分布情況正確的是(　　) 解析:取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,則正電荷周圍的電勢(shì)均為正值,選項(xiàng)D可排除;實(shí)心金屬球本身是一個(gè)等勢(shì)體,選項(xiàng)C排除;描述的是電場(chǎng)強(qiáng)度變化的快慢,因?yàn)閤越大,電場(chǎng)強(qiáng)度減小得越慢,所以隨x的增大而減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。本題答案為B。 答案:B 5.圖中金屬球A的半徑為R,電荷量為Q,點(diǎn)電荷B的電荷量為q。B與A球的球心間的距離為r,當(dāng)B不存在而只有A存在且達(dá)到靜電平衡時(shí),電荷Q在球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于　　　　,這是因?yàn)椤? 當(dāng)點(diǎn)電荷B也同時(shí)存在并達(dá)到靜電平衡時(shí),球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于　　　　,金屬球上的電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于　　　　,這是因?yàn)椤　? 解析:金屬球A處于靜電平衡狀態(tài)時(shí),內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,由于點(diǎn)電荷B在球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理,(重新分布后的)金屬球上的電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小必為。 答案:0　處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零　0　　導(dǎo)體要處于靜電平衡狀態(tài),其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度必處處為零