高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用课时作业

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eq \a\vs4\al(1.)导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )
A．导体内部没有电场
B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面
C．导体内部没有电荷的运动
D．以上说法均不正确
答案：ABC
eq \a\vs4\al(2.)一个不带电金属球壳，在它的球心放入一个正电荷，其电场分布是图1－7－9中的( )
图1－7－9
解析：选B.由于处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零，故A选项不正确；由于空腔内部有一个正电荷，故在空腔内表面感应出等量的负电荷，外表面感应出等量的正电荷，因此C、D选项不正确；因外表面上分布有正电荷，故电场线应呈辐射状，所以B选项正确．
eq \a\vs4\al(3.)
图1－7－10
一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔；有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图1－7－10所示，则A、B带电量分别为( )
A．QA＝10－8 C，QB＝10－8 C
B．QA＝2×10－8 C，QB＝0
C．QA＝0，QB＝2×10－8 C
D．QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8 C
解析：选B.由于A、B带异种电荷，接触以后，要先中和掉一部分电荷，中和以后可以把A、B看做一个整体，对于这个整体来说，由于静电感应它的内壁和B球将无净电荷的分布．所以QA＝2×10－8 C，QB＝0.
eq \a\vs4\al(4.)(2010·高考浙江卷)请用学过的电学知识判断下列说法正确的是( )
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
解析：选B.电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误．塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确．小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两腿间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误．打雷时，呆在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以呆在汽车里比呆在木屋里要安全，选项D错误．
eq \a\vs4\al(5.)
图1－7－11
如图1－7－11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处产生的场强为多大？
解析：(1)导体棒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＝0
E感＝E＝keq \f(q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(r＋\f(L,2)))\s\up12(2)).
答案：(1)0 (2)keq \f(q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(r＋\f(L,2)))\s\up12(2))
一、单项选择题
eq \a\vs4\al(1.)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是( )
A．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织
B．电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用
C．电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．铜丝必须达到一定厚度，才能对人体起到保护作用
答案：C
图1－7－12
eq \a\vs4\al(2.)如图1－7－12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，下列物理量中不等于零的是( )
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C.静电平衡状态下的导体内部场强为零，且内表面不带电，两项的值都为零；由于导体接地，故整个导体的电势为零，B也不选；导体外表面电荷量不为零，故选C.
eq \a\vs4\al(3.)
图1－7－13
(2012·安庆一中高二检测)如图1－7－13所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是( )
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内部场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的场强小于在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：选A.由于导体AB缓慢移动，所以导体AB内部可以认为始终处于静电平衡状态，导体内部场强始终为零，B错误；由于AB距P越来越近，所以A、B两端积累的电荷会越来越多，A正确；M点距小球P的距离比N点要近，带负电小球P在M点产生的场强大于在N点产生的场强，而导体内部的合场强处处为零，那么导体上的感应电荷在M点产生的场强就大于在N点产生的场强，故C、D均错误．
图1－7－14
eq \a\vs4\al(4.)如图1－7－14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．
eq \a\vs4\al(5.)一金属球，原来不带电，现沿球的
图1－7－15
直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图1－7－15所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比( )
A．Ea最大 B．Eb最大
C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec
解析：选C.感应电荷在导体内部产生的场强与场源电荷在球内产生的场强的矢量和为零．离场源电荷越近的点场强越大，所以感应电荷在该点的场强也越大，选项C正确．
eq \a\vs4\al(6.)
图1－7－16
如图1－7－16所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是( )
A．a、b、c三点的电势都相等
B．a点的场强为零，但电势最高
C．b点的场强为零，但电势大于零
D．a、b、c三点的场强都为零
答案：B
eq \a\vs4\al(7.)如图1－7－17所示，放在绝缘台上的金属网罩内放有不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则( )
图1－7－17
A．在B的内表面带正电荷，φB＝φC＝0
B．在B的右侧外表面带正电荷
C．验电器的金箔将张开，φB<φC
D．B的左侧电势大于右侧电势
答案：B
图1－7－18
eq \a\vs4\al(8.)(2012·陕西铁一中高二检测)如图1－7－18所示，空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体．当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时，电荷将做( )
A．向上偏转的类平抛运动
B．向下偏转的类平抛运动
C．匀速直线运动
D．变速直线运动
解析：选C.根据静电屏蔽原理可知导体空腔中没有电场，故C正确．
eq \a\vs4\al(9.)
图1－7－19
如图1－7－19所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处依次有带电量为＋Q和带电量为－Q的两个点电荷，一个带电量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中( )
A．先减速，后加速
B．先加速，后减速
C．先减速，后加速，再减速
D．一直匀速
解析：选D.因为铁板处于静电平衡状态，因此铁板表面附近的电场强度与铁板处处垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以初速度v0做匀速运动．
二、非选择题
eq \a\vs4\al(10.)
图1－7－20
(2012·灵璧一中高二期中)如图1－7－20所示，绝缘开口金属球壳A已带电，现把验电器甲的小金属球与球壳A的内壁用导线相连，另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触，验电器乙距球壳A足够远，那么验电器甲的金属箔片________，验电器乙的金属箔片________．(填“张开”或“不张开”)
解析：甲与带电球壳用导线相连是接触起电，甲带电，故箔片张开．绝缘小球与球壳内壁接触，由于净电荷只能分布在外表面，故小球不带电，所以乙不张开．
答案：张开 不张开
图1－7－21
eq \a\vs4\al(11.)如图1－7－21所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为q1＝－9.0×10－9C、q2＝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－q1和＋q2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＋E1＋E2＝0
∴E感＝－(E1＋E2)＝－eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(kq1,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(r,2)))\s\up12(2))－\f(kq2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(r,2)))\s\up12(2))))
＝－eq \b\lc\[(\a\vs4\al\c1(\f(9×109×（－9.0）×10－9,0.032)))－eq \b\lc\ \rc\](\a\vs4\al\c1(\f(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
图1－7－22
eq \a\vs4\al(12.)如图1－7－22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EM＝4EN.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．(规定无限远处电势为0)
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：
WM＝WN＝qU＝q(φ－0)＝5×10－8×200 J＝1.0×10－5 J.
答案：均为1.0×10－5 J