人教版高中物理选修3-1第7节 静电现象的应用

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第7节静电现象的应用

1．处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是( )

A．外电场不能进入导体内部

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结果为零

D．以上解释都不正确

答案：C

2．如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( )

解析：选ABD.A图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A对；B图中金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用；C中电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错；将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D对.

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A点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是

( )

答案：A

4．如图1－7－13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

解析：选ABD.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，故选项A、D正确.由于导体接地，故整个导体的电势为零，选项B正确.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不正确.

5．某一静电实验装置如图1－7－14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，现手持一个带电绝缘柄的金属小球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

答案：BD

6．如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是 ( )

A．A、B两点场强均为零

B．E A>E B>E C

C．A、B、C三点的电势φA＝φB>φC

D．A、B、C三点的电势φA>φB>φC

答案：D

7．如图所示，一导体AB在点电荷Q的电场中发生静电感应，下列说法正确的是( )

A．导体中M、N两点的电场强度相等

B．感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强

C．如果在AB间用一导线连接，则导线中将有电流产生

D．N点的电势大于M点的电势

解析：选AB.处于静电平衡状态的导体内部各点的合场强为零，故A正确；感应电荷的场强与点电荷Q的电场强度大小相等，而点电荷Q在M点产生的场强大于在N点产生的场强，故感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强，B正确.处

于静电平衡状态的导体是一个等势体，故C、D错误.

8．如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q，另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)自左以初速度v0在金属板上向右运动，在运动过程中 ( )

A．小球先做减速后加速运动

B．小球做匀速直线运动

C．小球受到的静电力对小球先做负功，后做正功

D．小球受到的静电力对小球做功为零

解析：选BD.金属板处于静电平衡状态，表面为等势面.因此小球受到的静电力不做功，小球电势能保持不变，所以动能保持不变，故B、D正确.

9．下图四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是

( )

解析：选A.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，故A正确，B、C均错误.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.

10．如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条

电场线(用实线表示，要求严格作图).

解析：画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线)，如图所示.导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反.

答案：见解析

11．如图所示，两个点电荷A 和B ，电荷量分别为q 1＝－9.0×10－9C 、q 2＝2.7×10－8C ，彼此相距r ＝6 cm ，在其连线中点处放一半径为1

cm 的金属球壳，求球壳上感应电荷在球心O 处产生的电场强度.

解析：由于球壳达到静电平衡后各点的场强为零，故感应电荷在球心O 处产生的场强与－q 1和＋q 2在O 处场强的矢量和等大反向，设由O 指向B 方向为场强正方向，即：

E ＝E 感＋E 1＋E 2＝0

∴E 感＝－(E 1＋E 2)＝－[kq1(r 2)2－kq2(r 2

)2]

＝－[9×109×(－9)×10－90.032－9×109×2.7×10－8

0.032] N/C

＝3.6×105 N/C ，方向由O 指向B . 答案：3.6×105 N/C ，方向由O 指向B

12．如图所示，带电导体A 处于静电平衡状态，电势为φ＝200 V ．M 、N 是A 表面上的两点，电场强度E M ＝4

E N .今把一电量为q ＝5×10－8C 的正电荷分别由M 点、N 点移到无限远处，求电场力做的功.

解析：由静电平衡导体的特点得： φM ＝φN ＝φ＝200 V 移到无限远处电场力做功：

W M ＝W N ＝qU ＝q (φ－0)＝5×10－

8×200 J ＝1.0×10－

5J. 答案：均为1.0×10－5J