2018-2019学年高中物理 第一章 静电场 1.7 静电现象的应用课后提升作业 新人教版选修3-1.doc

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】(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()A.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C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同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=h2处的场强大小为(k为静电力常量)()A.k4qh2B.k4q9h2C.k32q9h2D.k40q9h2【解题指南】解答本题可按以下思路进行：(1)本题中导体表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=h2处产生的场强为：E1=kq(h2)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=h2处产生的场强为：E2=kq(3h2)2两个场强的合场强为：E=k40q9h2，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=kqr+L22E感与E方向相反，E感的方向向左。答案：(1)0(2)kqr+L22，方向向左8.(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=kQ2(2a)2=kQ24a2，方向由+Q垂直指向金属板。答案：kQ24a2，方向由Q垂直指向金属板