鲁科版高中物理选修3-1 课时作业：第1章 第4节 电场中的导体

第1章静电场

第4节电场中的导体

[课时作业]

对应学生用书第90页

一、选择题

1．(多选)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( )

A．B端的感应电荷越来越多

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：导体移近电荷Q时,导体中电荷受到的外界电场力变大,使电荷不断移动,故A正确．由于导体缓慢移动,且静电平衡是以光速完成的,所以导体AB总是处于静电平衡状态,其内部场强为零,故B 错．因合场强为零,感应电荷在M、N两点产生的场强应与点电荷Q在M、N两点产生的场强等大反向,

由E＝k Q

r2

可知C对,则D错．该题易出错的地方是对外电场(点电荷Q)的场强、感应电荷的场强分不清,以及对三者关系不明确,正确选项为A、C.

答案：AC

2．(多选)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc＝120°.现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上,下列说法正确的有( )

A．d点电场强度的方向由O指向d

B．O点电场强度的方向由d指向O

C．d点的电场强度大于O点的电场强度

D．d点的电场强度小于O点的电场强度

解析：a、c两点的点电荷在d点的电场强度叠加后方向由O指向d,b点的点电荷在d点的电场强度的

方向由O 指向d,所以d 点的电场强度的方向由O 指向d,选项A 正确；同理,O 点场强的方向也由O 指向d,选项B 错误；设菱形的边长为L,则a 、c 两点的点电荷在d 点的电场强度沿竖直方向的分量均为E y ＝kQ L 2cos 60°＝kQ 2L 2,故d 点的电场强度为E d ＝2×kQ 2L 2＋kQ L 2＝2kQ

L 2；a 、c 两点的点电荷在O 点的场强叠

加后为0,故O 点的电场强度为E O ＝

kQ ⎝ ⎛⎭

⎪⎫L 22＝4kQ

L

2,所以E d

3．一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是图中的哪一个( )

解析：正电荷放在空心金属球球心,球壳由于静电感应带电,内表面带负电,外表面带正电,因为电场线从正电荷出发,到无穷远或到负电荷终止,球壳金属部分合场强处处为零,所以B 正确． 答案：B

4．(多选)如图所示,在y 轴上关于O 点对称的A 、B 两点有等量同种点电荷＋Q,在x 轴上C 点有点电荷－Q,且 CO ＝OD,∠ADO＝60°.下列说法正确的是

( )

A ．O 点电场强度为零

B ．D 点电场强度为零

C ．O 点与C 点的中点电场强度方向沿－x 方向

D ．将点电荷－q 放在O 点与C 点的中点所受静电力方向沿＋x 方向

解析：由E ＝kQ

r 2,场强是矢量,叠加遵循平行四边形定则,A 、B 两点电荷在O 点的合场强为0,O 点的场

强只有C 点电荷产生,不为0,A 错；A 、B 、C 三点电荷在D 点的场强大小都是E ＝kQ

r 2,方向互成120°,

其合场强为0,B 正确；在O 点与C 点之间,三个点电荷的合场强方向沿－x 方向,负电荷在某点所受静电力方向与该点场强方向相反,故C 、D 正确． 答案：BCD

5．(多选)如图用起电机使金属鸟笼带电,站在金属架上的鸟会安然无恙其原

因是( )

A ．鸟的脚爪与金属架绝缘

B ．鸟体内为匀强电场,对鸟起保护作用

C ．鸟笼内部场强为零

D ．起电机产生的电荷分布在鸟笼的外表面

解析：鸟的脚爪与金属架不是绝缘的,A 错误；由于金属鸟笼的静电屏蔽作用,使得鸟笼内部场强为零,电荷分布在笼的外表面上,故B 错误,C 、D 正确． 答案：CD

6．如图所示,电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电圆板相距2d,点电荷到带电圆板的垂线通过板的圆心,若图中a 点处的场强为零,已知静电力常量为k,则圆

板在b 点处产生的场强大小和方向是( ) A.2kq

d

2,垂直板指向a B.kq

d

2,垂直板指向b C.

kq

9d

2,垂直板指向a D.

10kq

9d

2,垂直板指向b 解析：由于a 点处的场强为零,故圆板在a 点产生的场强为kq

d 2,方向垂直圆板指向a,根据对称性,圆板

在b 点产生的场强也为kq

d 2,方向垂直圆板指向b,故B 正确．

答案：B

7．一个不带电的空心金属球,在球内放一点电荷＋q,如图所示,当电荷在球内空间移

动时,只要电荷不与内壁接触,就有( ) A ．球外各点电场变化,球内各点电场不变 B ．球外各点电场不变,球内各点电场变化 C ．球内、外各点电场均不变 D ．球内、外各点电场均变化

解析：点电荷不与球内壁接触,由于静电感应,空心金属球内壁带负电荷,外壁感应出等量的正电荷,由于电场线与金属球表面垂直,故q 移动时,球上感应电荷不变,则球外电场不变；球内的电场是由q 与球内壁上感应电荷的电场叠加而成,故q 移动时,球内电场变化,因此B 正确,A 、C 、D 错． 答案：B

8．如图所示,图甲中MN 为足够大的不带电接地薄金属板,在金属板的右侧,距离为d 的位置上放一个电荷量为＋q 的点电荷O,由于静电感应产生了如图甲所示的电场．P 是金属板上的一点,P 点与点电荷O 之间的距离为r,几位同学想求出P 点的电场强度大小,但发现很难,几位同学经过仔细研究,从图乙所示的电场得到了一些启示,经过查阅资料他们知道图甲所示的电场分布与图乙中虚线右侧的电场分布是一样的．图乙中两异种点电荷所带电荷量的大小均为q,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线．由此他们分别对P 点的电场强度方向和大小作出以下判断,其中正确的是( )