人教版物理选修1-1第一章第三节生活中的静电现象

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人教版物理选修1-1第一章
第三节生活中的静电现象同步训练
一．选择题（共15小题）
1．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬 考异邮》中有“玳瑁吸”之说，但下列不属于静电现象的是（　　）
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引
C．小线图接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
答案：C
解析：
解答：解：A、梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，不符合题意．故A错误；
B、带电小球移至不带电金属附近，两者相互吸引属于静电感应现象，是静电现象，不符合题意．故B错误；
C、小线图接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象．故C正确．
D、从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电，也是静电现象，不符合题意．故D错误；
本题选不属于静电现象的，故选：C．
分析：分析各现象的形成原因，然后判断各现象的成因是否与静电现象有关，然后答题．
2．静电喷涂机原理如图所示．静电喷涂机接高压电源，工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，微粒最后被吸到工件表面．关于静电喷涂机的涂料微粒，下列表述正确的有（　　）
A．微粒带正电 B．微粒带负电
C．微粒不受电场力作用 D．微粒受洛伦兹力作用
答案：B
解析：
解答：解：A、B、静电喷涂机接高压电源的负极，所以喷出的涂料微粒带负电荷．故A错误，B正确；
C、D、由于静电感应工件的表面将会带上正电荷，对周围的带负电的涂料微粒产生吸引力，带负电的涂料微粒在库仑力的作用下向工件运动．故C不正确，D错误．
故选：B．
分析：静电喷涂机接高压电源的负极，所以喷出的涂料微粒带负电荷；喷出的涂料微粒带负电荷，在空间形成一个负电荷的电场区域，此时的工件处于负电荷飞电场中，由于静电感应工件的表面将会带上正电荷，对周围的带负电的涂料微粒产生吸引力．
3．在下列各种措施中，目的是为了防止静电危害的是（　　）
A．电视机后盖上开有许多小孔
B．电视机上装有一条户外天线
C．在高大的建筑物顶端装有避雷针
D．在烟道的中央装有静电除尘器
答案：C
解析：
解答：解：A、电视机后盖上开有许多小孔目的是散热，故A错误
B、电视机上装有一条户外天线目的接受电磁波，故B错误
C、在高大的建筑物顶端装有避雷针是静电现象的防止，故C正确
D、在烟道的中央装有静电除尘器，是静电现象的应用，故D错误
故选C
分析：静电现象的应用与防止，静电现象的好处要加以利用，如静电除尘、植绒、喷漆等；缺点要加以防止，如避雷针、油罐车的拖地的铁链、地毯中夹杂细金属丝等．
4．为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是金属板，当连接到高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个电场，如图所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，每个颗粒带正电荷，假设这些颗粒都处于静止状态，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力，则合上开关后（　　）
A．烟尘颗粒被吸附在上板 B．烟尘颗粒被吸附在下板
C．烟尘颗粒不受影响，仍静止 D．不能确定
答案：B
解析：
解答：解：由图可知，极板上端为正极，下端为负极；则带正电的颗粒受电场力向下，故带电颗粒将向下运动，被吸附在下板上；
故B．
分析：由图可知两极板间的电场方向，则由烟尘的受力情况中分析其运动方向．
5．晚上脱毛衣，有时会看到火花，并伴有“噼啪”声，这是由于摩擦产生的电荷放电引起．这里的电荷主要来自（　　）
A．毛衣与手摩擦 B．同件毛衣间的摩擦
C．毛衣与空气摩擦 D．毛衣与其他衣服间的摩擦
答案：D
解析：
解答：解：在干燥的天气中脱衣时，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，发出啪啪声，所以属于摩擦起电；这里的电荷主要来自毛衣与其他衣服间的摩擦．
故选：D
分析：摩擦起电、接触起电的实质是电荷从一个物体转移到另一物体，感应起电的实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分．不管哪种带电方式，电荷并未创生，也未消失，总量保持不变．
6．如图，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．电场方向由放电极指向集尘极
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电场力越大
答案：D
解析：
解答：解：A、尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；
B、由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B错误；
C、负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C错误；
D、根据F=Eq可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确．
故选：D．
分析：从静电除尘机理出发即可解题．由于集电极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极．而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，根据F=Eq即可得出结论．
7．如图所示，验电器带有少量正电荷，将一带负电的小球从远处逐渐靠近验电器的金属球，此过程可能看到金属箔片张开的角度（　　）
A．不断增大 B．先减小至零，后逐渐增大
C．先增大，后减小 D．先增大，后不变
答案：B
解析：
解答：解：一根带有很多负电荷的小球慢慢靠近一个带有少量正电荷的验电器金属球，根据异种电荷相互吸引得出金属箔所带电荷变少，所以金属箔的夹角减小，
随小球的靠近，验电器的金属球上的正电荷越来越多，所以金属箔上将开始带上负电荷，随负电荷的增加多，此时验电器金属箔的张角也开始变大，即金属箔的夹角增大，故ACD错误，B正确；
故选：B．
分析：①验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的，通过金属箔片的张角的大小可以确定其所带电荷的多少．
②随小球的靠近，验电器的金属球上感应的正电荷越来越多，所以金属箔上的正电荷先逐渐减小，随后带上负电荷．
8． 2011年10月17日，山东完成世界首次±660KV超高压直流输电线带电作业（如图所示），标志着我国在超高压带电维修技术领域进入世界领先水平，作业工人在超高压输电线路中能安全作业的主要原因是（　　）
A．作业工人与大地之间电势差为零
B．作业工人与输电线之间电势差为零
C．作业工人有特异的抗强电场的能力
D．作业工人穿的是绝缘性能非常好的绝缘衣
答案：D
解析：
解答：解：超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝和绝缘性能非常好纤维材料制成的服装，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场的危害．故ABC错误，D正确．
故选：D
分析：带电作业屏蔽服又叫等电位均压服，是采用均匀的导体材料和绝缘性能非常好纤维材料制成的服装．其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面．
9．如图所示，A、B为两个验电器，在B上装有一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），最初B和C带电，A不带电．D是带有绝缘柄的金属小球．某同学利用这些器材完成了下面实验：使不带电的D先跟C的外部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片张开；而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开．通过以上实验，能直接得到的结论是（　　）
A．电荷分布在C的外表面 B．电荷在C的表面均匀分布
C．带电的C是一个等势体 D．电荷总量是守恒的
答案：A
解析：
解答：解：A、B、空腔导体带电时净电荷分布与金属球外侧，内部不带电；故让C先接触乙金属球的外部，再接触甲的金属球，甲的箔片将张开；而让不带电的D先跟C的内部接触，再让D跟A的金属球接触，这样操作若干次，发现A的箔片始终不张开．故A正确，B错误；
C、由以上的演示，仅仅能表明C的外表面点电荷，并不能证明C是等势体．故C错误；
D、由以上的演示，仅仅能表明C的外表面点电荷，并不能证明电荷的总量是守恒的；故D错误．
故选：A．
分析：明确物体带电的三种带电方式及原理：接触带电、感应起电、摩擦带电．注意空腔导体带电时分布在外表面．
10．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了（　　）
A．除菌消毒 B．消除静电 C．利用静电 D．防止漏电
答案：B
解析：
解答：解：由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，而因静电而产生爆炸，因此不可能是这样．
静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就象油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，麻醉剂与之同理，故B正确，ACD错误；
故选B
分析：本题考查是关于静电的防止与应用，从实例的原理出发就可以判断出答案．
11．如图所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a，b端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是（　　）
A．闭合K1，有电子从枕型导体流向大地
B．闭合K2，有电子从枕型导体流向大地
C．闭合K1，有电子从大地流向枕型导体
D．闭合K2，没有电子通过K2
答案：
解析：
解答：解：如图枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子会向金属棒的右边运动，金属棒的右端因有了多余的电子而带负电，左端因缺少电子而带正电；
而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体；
故选C．
分析：（1）感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，既然是转移，那么电荷必然守恒．
（2）同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
12．有一种静电除尘的方式，如图所示，空气中的尘埃进入电离区后带上负电，然后沿平行轴线飞入金属圆筒收集区．在圆筒轴线处放有一条直线，在导线与筒壁间加上电压U，形成沿半径方向的辐向电场，假设每个尘埃的质量和带电量均相同，飞入收集区的速度相同，不计尘埃的重力，不考虑尘埃间的相互作用，则（　　）
A．大量尘埃将聚集在导线上
B．尘埃在圆筒内都做类似平抛的运动
C．被收集尘埃的电势能减少量都相等
D．飞入时与圆筒轴线距离相同的尘埃到达筒壁所用的时间相同
答案：D
解析：
解答：解：A、除尘器中的空气被电离，空气中的尘埃进入电离区后带上负电，颗粒向电源正极运动，故A错误；
B、由于圆筒内的电场都是辐射状的电场，所以越靠近负极处的电场越强，尘埃向正极移动，所以尘埃在圆筒内都做加速度逐渐减小的加速运动，故B错误；
C、不同位置处的尘埃，进入电场时的电势能不同，所以被收集尘埃的电势能减少量不相等，故C错误；
D、由于圆筒内的电场都是辐射状的电场，飞入时与圆筒轴线距离相同的尘埃到达筒壁所用的时间相同．故D正确．
故选：D
分析：利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法．在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集．
13．由于人们行走时鞋子和地板摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对于电脑机房，电子厂房等单位会造成一定的影响．防静电地板又叫做耗散静电地板，是一种地板，当它接地或连接到任何较低电势点时，使电荷能够耗散，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体．下列关于防静电地板正确的是（　　）
A．地板下面要铺设铝箔的作用是防潮
B．地板必须是绝缘体材料
C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维
D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料无所谓绝缘体或导电
答案：C
解析：
解答：解：在该情景中，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体就是要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，这样才能将静电提供地板下面要铺设的铝箔导走．故选项C正确，ABD错误．
故选：C
分析：在日常生活中，静电现象无处不在，应从各种实例的原理出发就可以判断出答案．
14．最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是（　　）
A．加油时可以通过整理衣服导走静电
B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电
C．加油前可以先通过洗手以消除静电
D．衣服上的静电产生方式属于接触起电
答案：C
解析：
解答：解：A、加油时整理衣服，衣物与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电．故A错误；
B、通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；
C、加油前可以先通过洗手，相对于接地，可以消除静电，同时手比较湿润，月不会产生静电．故C正确；
D、衣服上的静电产生方式属于摩擦起电．故D错误．
故选：C
分析：在日常生活中，静电现象无处不在，应从实例的原理出发就可以判断出答案．
15．如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔；若使带负电的金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（　　）
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带正电
C．两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电
D．两端的验电箔都张开，且两端都带正电或负电
答案：C
解析：
解答：解：金属导体处在负电荷的电场中，由于静电感应现象，弹头导体的右端要感应出正电荷，在导体的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，所以C正确．
故选C．
分析：根据静电感应可以判断金属导体的感应的电荷的情况，从而可以判断导体带电的情况．
二．填空题（共5小题）
16．如图所示，在+Q形成的电场中有两个相互接触的金属导体A和B．均放在绝缘支座上．若先将+Q移走，再把A、B分开，则A　 　电，B　 　电；若先将A，B分开，再移走+Q，则A　 　电，B　 　电．
答案：不带，不带，带负，带正
解析：
解答：解：若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电．
先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电．
故答案为：不带，不带，带负，带正．
分析：将带正电的导体球C靠近两个不带电的导体AB，靠感应起电使物体带电，带电的实质是电荷的移动，总电荷量保持不变．
17．如图，验电器A与B的顶端各安装了一个上端开有小孔的金属圆筒，验电器B带有正电荷，用带有绝缘柄的金属小球C，把C与筒B的　 　壁接触后，再与筒A的　 　壁接触，重复多 次，就能将B上的电荷尽量多的搬至筒A．（提示：本题的两空格中填写“内”或“外”）
答案：外，内
解析：
解答：解：本题通过接触带电来转移电荷，电荷分布在导体的外表面，因此与B接触时应该与其外壁接触，使部分电荷转移到小球C上，然后与A圆筒内表面接触，这样电荷可以全部转移到A的外部，若和外壁接触，只能转移部分电荷．
故答案为：外，内．
分析：明确物体带电的三种带电方式及原理：接触带电、感应起电、摩擦带电．注意空腔导体带电时分布在外表面．
18．把电荷移近不带电的导体，可以使导体　 　，这种现象叫做　 　．
答案：带电，静电感应
解析：
解答：解：感应起电是物体在静电场的作用下，发生了的电荷上再分布的现象．感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，故把电荷移近不带电导体，可以使导体带电，这种现象是感应起电．
故答案为：带电，静电感应．
分析：使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接触起电．
静电感应：把电荷移近导体，可以使导体带电．
感应起电：是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分．
19．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，则金属杆中点处的场强为　　 ，金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强大小为　　 ，方向向 　．
答案：；；水平向左
解析：
解答：解：在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷，则金属杆中点处的场强为E=；
当水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端处产生的场强大小与一带电量为q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，
则有：E=
由于该处的电场强度为零，所以方向与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即水平向左
故答案为：；；水平向左．
分析：物体带电有接触起电，有感应带电，有摩擦起电．对于感应带电，是利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原理．
20．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片　 　（填“张开”或“不张开”）．此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小为　 　，方向为　 　．
答案：不张开；E；水平向左
解析：
解答：解：因为在金属内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而金属上电荷重新分布．就是所谓“静电屏蔽”的原理．此时验电器不会受到影响，故验电器的箔片不张开．
故答案为：不张开；E；水平向左．
分析：本题从静电屏蔽的原理出发即可解题．金属内部由于电子可以自由移动，会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而使金属上电荷重新分布．
三．解答题（共5小题）
21．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法．利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等．试问：
（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？
（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？
答案：（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
解析：
解答：解：（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
分析：（1）根据电流产生的条件分析电势相等时会不会形成电流；
（2）根据自由电子在电场中的受力情况，明确人体内是否形成电流；
（3）根据静电屏蔽原理分析均压服的作用．
22．（1）如图在静电计B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的带正电的小球，仅仅将小球D靠近C，静电计的指针会张开吗？如果会张开，定性地画出静电计上的电荷分布；
（2）将D迅速地与C的内表面接触和C的外表面接触，指针都会张开吗？画出这种情况下静电计上的电荷分布；
（3）如果先用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近，会看到什么现象？
答案：（1）会张开，金属球的外表面将带负电，静电计的指针将带正电；如图1．
（2）都会张开，由于净电荷都会分布于导体的外表面，所以指针都会张开；如图2．
（3）由于静电屏蔽，静电计上将不带电，所以指针不会张开．
解析：
解答：解：（1）会张开，将小球D靠近C，由于静电感应，金属球C的外表面将带负电，静电计的指针将带正电；如图1：
（2）不论是将D迅速地与C的内表面接触，还是和C的外表面接触，根据静电平衡状态的特点，净电荷都会分布于导体的外表面，所以D中的电荷将会转移到静电计上，所以静电计的指针都会张开；电荷分布如图2；
（3）由于静电屏蔽，静电计上将不带电，所以指针不会张开．
答：（1）会张开，金属球的外表面将带负电，静电计的指针将带正电；如图1．
（2）都会张开，由于净电荷都会分布于导体的外表面，所以指针都会张开；如图2．
（3）由于静电屏蔽，静电计上将不带电，所以指针不会张开．
分析：导体内自由电荷在电场力作用下重新分布，导体两端出现等量正负感应电荷的现象叫做感应起电；
感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分，只有导体上的电子才能自由移动；
不论是将D迅速地与C的内表面接触还是和C的外表面接触，根据静电平衡状态的特点，净电荷都会分布于导体的外表面．
23．请利用你所学的知识解释为什么化纤衣服很容易沾上灰尘？
请列举家庭日常生活中的一些防止静电的妙招，并解释．（至少解释一个妙招）
答案：（1）化纤的衣服很容易产生并积累静电，吸附空气当中的灰尘．
（2）冬天使用加湿器，增加空气湿度，使摩擦起电不易发生并把产生的静电导走；屋顶的避雷针，利用尖端放电把静电导入大地．
解析：
解答：解：化纤衣服与人体摩擦，摩擦起电，使衣服带有了电荷，由于带电体能够吸引轻小物体．所以带电的衣服会将细小的物体灰尘吸附在它上面．
在高大建筑物顶端装上避雷针，是为了防止静电为建筑物造成伤害；为静电的防止
答：（1）化纤的衣服很容易产生并积累静电，吸附空气当中的灰尘．
（2）冬天使用加湿器，增加空气湿度，使摩擦起电不易发生并把产生的静电导走；屋顶的避雷针，利用尖端放电把静电导入大地．
分析：通过衣服容易脏，因为吸引了轻小的灰尘，由此联想到化纤衣服与人体会发生摩擦而起电．
本题考查是关于静电的防止与应用，从各种实例的原理出发就可以判断出答案．
24．一个绝缘的孤立的带负电荷的金属球体，稳定时电荷只分布在球体的外表面．请用学过的力和能的知识解释此现象．
答案：稳定时电荷只分布在球体的外表面
解析：
解答：解：根据对称性可知，球体上离球心等距离处电荷分布情况应该相同；
从力的角度分析：因为同种电荷之间的相互作用力是斥力，稳定时电荷间的距离应尽可能大，所以稳定时电荷都分布在球体的外表面．
从能的角度分析：因为同种电荷之间距离越大，系统的电势能就越小，系统就越稳定，所以稳定时电荷都分布在球体的外表面．
答：稳定时电荷只分布在球体的外表面．
分析：根据圆的对称性，及电荷间的相互斥力，或根据电荷间距变大，电势能变小，系统稳定来解答．
25．如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r．
（1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号．
（2）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？
答案：（1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号如图．
（2）这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于，方向水平向右；
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
解析：
解答：解：（1）金属球上的自由电荷被吸引到右端，右端带负电，左端带正电，由于静电平衡，0点的合场强为零．
（2）点电荷Q在球心处产生的场强E=，方向水平向左，则球面上感应电荷在球心O处的场强大小为：
E′=E==，方向水平向右．
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
答：（1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号如图．
（2）这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于，方向水平向右；
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
分析：由于静电平衡，0点的合场强为零，即电荷Q和球面上感应电荷在球心O处产生的场强大小相等，方向相反．
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