1、1课后提升作业 七 静电现象的应用(40分钟 50 分)一、选择题(本题共 6小题，每小题 5分，共 30分)1.(2018锦州高二检测)一个不带电的金属导体在电场中处于静电平衡状态。下列说法正确的是( )A.导体内部场强处处为零B.导体上各点的电势不相等C.导体外表面的电荷一定均匀分布D.在导体外表面，越尖锐的位置单位面积上分布的电荷量越少【解析】选 A。枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故 A正确；处于静电平衡状态的导体，是等势体，故 B错误；电荷分布在导体外表面，根据电场强度的强弱
2、可知，电荷是不均匀分布的，故 C错误；根据尖端放电可知，在导体外表面，越尖锐的位置，单位面积上分布的电荷量越多，故 D错误。2.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( )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】选 B。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，感应异号电荷
3、带负电，外壁是远端，感应同号电荷带正电，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。【补偿训练】2(多选)某一静电实验装置如图所示，验电器 A不带电，验电器 B的上面安装一个几乎封闭的金属圆桶 C，并且 B内的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球 D，使 D接触 C的内壁，再移出与 A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使 A带电。这个实验说明了( )A.C是不带电的 B.C的内部是不带电的C.C的外部是不带电的 D.C的内部场强为零【解析】选 B、D。因为无论操作多少次，都不能使 A带电，说明没有从 C的内部取出电荷，金属
4、圆桶 C被屏蔽，内部场强为零，故 B、D 是正确的。3.(2018鄂尔多斯高二检测)某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，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，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电
5、场的作用，故选项D正确。4.如图所示为静电除尘示意图，在 M、N 两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在电场力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是( )3A.N接电源的正极B.M接电源的正极C.电场强度 EB=EAD.电场强度 EBEA。故选 A。【补偿训练】(多选)图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是( )A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极4C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
6、D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受的电场力越大【解析】选 B、D。电子吸附尘埃使尘埃带负电，受力方向与电场方向相反，A、C 错。故B、D 正确。5.(多选)如图所示，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.把电棒 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.把电棒 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 A跟电棒 C的导体部分相连，再把电棒 C与 B的内壁接触D.使验电器 A靠近 B【解析】选 B、C、D。A 项中先和 B的内壁接触后，由于 B的内壁本身没有电荷，所以再接触 A时
7、验电器箔片不张开；B 项中可以使 C球带电，从而使 A带电；C 项中用绝缘导线实际上是将验电器 A和 B连成了一个导体，A 因接触而带电；D 项中是感应起电。所以 B、C、D项正确。6.如图所示，xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满 z0 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= 处的场强大小为(k 为静电力常量)( )A.k B.k C.k D.k492【解题指南】解答本题可按以下思路进行：5(1)本题中导体表
8、面上的感应电荷未知，并且不是点电荷，必须先将导体表面上的感应电荷转化为我们熟悉的模型。(2)静电平衡时导体内部场强处处为零，隐含了导体表面是等势面。(3)对于 z0的空间，导体表面上的感应电荷，相当于在 z=-h处放置电荷量为-q 的点电荷。【解析】选 D。z=h 处电荷量为 q的点电荷，在 z轴上 z= 处产生的场强为：E 1=k(2)2导体表面上的感应电荷，相当于在 z=-h处放置电荷量为-q 的点电荷，在 z轴上 z= 处产生的场强为：E 2=两个场强的合场强为：E=k ，D 项正确。二、非选择题(本题共 2小题，共 20分。需写出规范的解题步骤)7.(10分)如图所示，长为 L的金属杆
9、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。【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=0E 感 =E=kq(+2)2E 感 与 E方向相反，E 感 的方向向左。答案：(1)0 (2)k ，方向向左q(+2)268.(10分)(2018黄山高二检测)带电荷量为 Q的正电荷距一很大的接地金属板的距离为a，如图所示。试求金属板对点电荷的作用力。【解析】由于接地金属板很大，因此点电荷 Q发出的电场线会全部终止并垂直于金属板，可见板左侧的电场和相距 2a的等量异种点电荷产生的电场完全一致，则可用求相距为 2a的等量异种电荷间的相互作用力来“等效”代替求感应电荷对 Q的作用力。故感应电荷对Q的作用力 F=k =k ，方向由+Q 垂直指向金属板。Q2(2)2 Q242答案：k ，方向由 Q垂直指向金属板Q242
