物理鲁科版选修3-1课后集训：第1章第4节 电场中的导体 Word版含解析

课后集训

基础达标

1.如图1-4-6所示，在x 轴上坐标为+1的点上固定一个电荷量为+4Q 的点电荷，数轴原点处固定一电荷量为-Q 的点电荷.那么在x 轴上，电场强度的方向沿x 轴负方向的点所在的区域是_______.

图1-4-6

解析：在（0，1）区域内，两点电荷的场强方向均沿x 轴负向.设在原点左侧r 处合场强为零.则

2

2)1(4r kQ

r Q k =+，解得r=1，即在原点左侧1单位长度处，所以场强沿－x 的另一区域

是（-∞，-1）. 答案：（0，1）和（-∞，-1）

2.使一个与外界绝缘的导体的带电荷量增加一些，则导体内部的场强将( ) A.一定增强 B.一定减弱 C.可能增强也可能减弱 D.保持不变

解析：导体达到静电平衡，其内部场强处处为零. 答案：D

3.将一根带电的金属棒靠近验电器小球时，验电器箔片由于带上正电荷而张开.则下列结论正确的是( ) A.金属棒带负电 B.金属棒带正电

C.若金属棒与验电器小球接触，验电器箔片先闭合后又张开

D.若金属棒与验电器小球接触后再移走，验电器箔片闭合 解析：由静电感应可知金属棒带正电. 答案：B

4.如图1-4-7所示，不带电的导体AB 放入负电荷Q 的电场中并处于静电状态.下列结论正确的是( )

图1-4-7

A.导体的A 端感应电荷为负电荷

B.导体B 端的感应电荷比A 端的多

C.导体内部任一点感应电荷的场强不为零

D.用手触摸一下导体的B 端后，导体带负电

解析：导体的A 端感应出负电荷，B 端感应出正电荷，两端电荷一样多，故A 对、B 错.达到静电平衡后导体内部场强处处为零，所以感应电荷的场强与外场强大小相等、方向相反，C 正确.用手触摸一下导体的B 端后，导体带正电. 答案：AC

5.把一个绝缘体靠近一个已带正电的验电器的金属小球，发现验电器的金属箔片张角变小.则以下判断正确的是( ) A.绝缘导体一定带正电 B.绝缘导体一定带负电

C.绝缘导体一定不带电

D.绝缘导体不一定带电

解析：绝缘导体可能带负电，可能不带电. 答案：D

6.如图1-4-8中的金属球对A 接地，半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，它到球心的距离为r ，该点电荷在球心O 处产生的场强等于( )

图1-4-8

A.2

2R

Q

k r Q k

-

B.2

2R Q

k r Q k

+ C.0 D.k 2r Q

解析：由点电荷场强计算式得E =2r

Q

k .

答案：D

7.如图1-4-9所示，A 为空心金属球，B 为金属球，将另一个带正电的小球C 从A 球壳的开口处放入A 球中央，不接触A 球，然后用手触摸一下A 球，再触摸一下B 球，接着移走C 球，则( )

图1-4-9

A.A 球带负电，B 球不带电

B.A 球带负电，B 球带正电

C.A 、B 两球都带负电

D.A 、B 两球都带正电

解析：由于静电感应A 的内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷，用手触摸一下A 球后，地面上自由电子被吸引上来与A 球外表面的正电荷中和，所以A 球带负电.由于静电屏蔽，A 球外部没有电场，再用手摸一下B 球后，B 球将不带电. 答案：A

综合运用

8.两个带电金属球，当它们球心间的距离为r 时，相互间的库仑斥力为F ，则当两球心间距离为

2

r

时，相互间的库仑斥力( ) A.等于4F B.大于4F C.小于4F D.不能确定

解析：两带电金属球带同种电荷，当距离靠近时，由于相互排斥，电荷分布的中心距离要大于

2

r

，所以库仑斥力要小于4F .

答案：C

9.如图1-4-10所示，在孤立的点电荷+Q 的电场中，金属圆盘A 处于静电平衡状态.若金属圆盘与点电荷在同一平面内，试在圆盘内作出盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线.（用实线表示，准确作图）

图1-4-10

简答：根据静电平衡状态，导体内场强处处为零；则金属盘内感应电荷的电场强度和+Q 的电场强度大小相等、方向相反，则感应电荷的电场如右图所示.

10.如图1-4-11所示，光滑导体板水平放置，在其上方固定一正点电荷Q ，一外表面带有绝缘材料的带电小球以v 0的水平速度从板左端开始向右运动.则小球在导体板上运动的过程中，速度将_______.

图1-4-11

解析：因为金属板处在正电荷Q 产生的电场中产生静电感应，达到静电平衡时金属板表面场强与表面垂直，所以带电小球水平方向不受外力，应保持匀速直线运动. 答案：保持v 0不变

11.如图1-4-12所示，在真空中有两个点电荷q 1和q 2，分别位于A 和B ，相距20 cm ，q 1为4×10-8 C ，q 2为－8×10-8 C.则

图1-4-12

（1）在AB 连线上A 点的外侧离A 点20 cm 处的D 点场强大小、方向如何?

（2）能否在D 点处引入一个带负电的点电荷-q ，通过求出-q 在D 处所受合电场力，然后根据E =

q

F

求出D 处的场强大小和方向? 解析：（1）q 1在D 点产生的场强 E 1=k

2

1AD

r q =9×109×2

8

2

.010

4-⨯ N/C=9×103 N/C ，方向向右. q 2在D 点产生的场强 E 2=2

2BD

r q k

=9×109×

2

8

4

.0108-⨯ N/C=4.5×103 N/C ，方向向左. D 点的合场强E =E 1-E 2=4.5×103 N/C ，方向向右.

（2）可以.因为电场中某点的场强由电场本身决定，与放入电荷无关，不论放入电荷的电荷