2019年高中物理选修3-1假期作业（七）静电现象的应用

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假期作业（七）静电现象的应用 　
[温故知新]
静电平衡状态
1．静电感应：导体处于电场中，导体内自由电荷在电场力作用下________，导体两端感应出__________电荷．
2．静电平衡状态：导体在电场中发生_________现象，内部没有电荷定向移动的状态．
3．特征
(1)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为-_________
(2)处于静电平衡状态的导体是个_________，表面是_________．
(3)电场线_________于导体的表面．
4．导体上电荷的分布
(1)处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的________
(2)电荷在导体表面的分布不是_________，越是尖锐的地方，电荷分布______，附近场强_________
二、尖端放电
1．空气电离：电荷在导体表面尖锐位置分布________，导体尖端附近的电场______，空气中的带电粒子在强电场的作用下剧烈运动，把气体分子“撞散”，使分子的正、负电荷__________，即发生空气的电离．
2．尖端放电：空气电离出的异种电荷与导体尖端携带的电荷________，相当于导体从尖端_________电荷，即尖端放电．
3．应用和防止
(1)应用：________、__________、静电复印、喷涂、植绒等．
(2)防止：高压设备中的导体表面应该尽量光滑，可以避免___________．
三、静电屏蔽
处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为___________因此，可以利用金属外壳或金属网封闭某一区域，使该区域不再受外界电场的影响，即______________．
[典型例题]
【例题】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
【解析】　验电器带有少量正电荷，带负电的小球从远处逐渐靠近验电器的金属球时，根据异种电荷相互吸引的
规律可知，金属箔所带电荷变少，金属箔的夹角减小，随小球的靠近，验电器金属球上的正电荷越来越多，金属箔上将开始带上负电荷，随着负电荷的增加，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，B选项正确．
【答案】　B

处于静电平衡状态的导体净电荷只分布在外表面，应注意区分内表面和外表面，在导体外部就是外表面，还应注意是净电荷分布在外表面上．
[提升训练]
一、选择题
1．下列属于防止静电危害的是(　　)
A．静电除尘　　　　　 B．油罐车拖铁链
C．静电喷漆 D．静电复印机
2．关于静电场，下列说法正确的是(　　)
A．处于静电平衡状态的导体是个等势体，表面不一定是等势面
B．处于静电平衡状态的导体，内部的电场不为0
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
3．(多选)如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是(　　)
A．箔片张开
B．箔片不张开
C．金属球带电电荷足够大时才会张开
D．金属网罩内部电场强度为零
4．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点．以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法错误的是(　　)

A．M、N两点电场强度大小关系为EM＝EN＝0
B．M、N两点电势高低关系为φM＝φN
C．M、N两点电势高低关系为φM＞φN＞0
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM′＞EN′
5．如图所示，在带正电的小球右侧放一金属导体，a、c为导体表面上的两点，b为导体内部的点，下列说法正确的是(　　)
A．导体内部b点电场强度为零
B．感应电荷在b点的电场强度为零
C．导体上a点电势高于c点电势
D．用导线连接a、c两点，感应电荷会中和
6．某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图，带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，以下说法正确的是(　　)
A．该电场是匀强电场
B．电场力对粉尘做负功
C．a点电势高于b点电势
D．粉尘的电势能增大
7．如图(甲)所示，ab为原来不带电的细导体棒，q为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E1，O点的电势为φ1.现用一导线把导体棒的b端接地，其他条件不变，如图(乙)，待静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E2，O点的电势为φ2，经分析后可知(　　)

A．E1＝E2，φ1＜φ2　　　 B．E1C．E1＝E2，φ1＞φ2 D．E1＞E2，φ1＝φ2
8．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．球体带负电荷
B．球内电场强度最大
C．A、B两点电场强度相同
D．正电荷在B点的电势能比C点的大
二、非选择题
9.如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距为l，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r




















假期作业（七）静电现象的应用参考答案 　
[温故知新]
静电平衡状态
1．定向移动、等量异种
2．生静电感应．
3．特征
(1)零．
(2)等势体，等势面．
(3)垂直．
4．导体上电荷的分布
(1)外表面．
(2)均匀的，越密，越强．
二、尖端放电
1．密集，很强，分离，
2．中和，失去．
3．应用和防止
(1)避雷针、静电除尘、
(2)尖端放电．
三、静电屏蔽
零．、静电屏蔽．
[提升训练]
1.解析：静电除尘、静电喷漆、静电复印机都应用了静电的性质，油罐车在运动过程中因摩擦产生静电，需要铁链导入大地，避免产生电火花，B选项正确．
答案：B
2.解析：处于静电平衡状态的导体是个等势体，表面是等势面，A选项错误；处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为0，B选项错误；静电场中，电势与场强没有直接关系，C选项错误；任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，D选项正确．
答案：D
3.解析：为了避免外界电场对仪器设备的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，则内部设备处于静电屏蔽状态，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开，A、C选项错误，B选项正确；静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零，D选项正确．
答案：BD
4.解析：B导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，故EM＝EN＝0，A选项正确；B导体是等势体，故φM＝φN，B选项正确，C选项错误；M、N两点的场强为B导体上的感应电荷产生的电场和A球产生的电场的矢量和，根据点电荷电场强度公式可知，离A球越远，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM′＞EN′，D选项正确．
答案：C
5.解析：根据静电平衡状态可知，处于静电平衡的导体内部场强处处为零，导体内部b点电场强度为零，A选项正确；感应电荷在b点的电场强度与正电荷在b点产生的电场强度等大反向，合场强为零，B选项错误；处于静电平衡的导体是等势体，a点电势等于c点电势，C选项错误；用导线连接a、c两点，没有电荷的移动，感应电荷不会中和，D选项错误．
答案：A
6.解析：该电场为辐射状电场，不是匀强电场，A选项错误；电场力对粉尘做正功，B选项错误；沿电场线电势逐渐降低，故a点电势高于b点电势，C选项正确；电场力做正功，根据功能关系可知，粉尘的电势能减少，D选项错误．
答案：C
7.解析：导体处于静电平衡状态时，内部场强为零，则E1＝E2，导体是个等势体，表面是等势面，(甲)图中，导体处于正电荷周围，电势为正，(乙)图中，导体接地，电势为零，则φ1＞φ2，故C选项正确．
答案：C
8.解析：正带电体周围电势为正，负带电体周围电势为负，故球体带正电荷，A选项错误；带电球体处于静电平衡状态，球体是个等势体，内部场强为零，B选项错误；沿着电场线电势降低，A、B两点电场强度大小相等，方向相反，C选项错误；从B到C，电势降低，正电荷电势能降低，D选项正确．
答案：D
9.解析：先求点电荷A、B在O点产生的电场强度，E0＝k＋k＝，方向沿AB连线指向A.静电平衡后，球壳内部电场强度处处为0，说明感应电荷在O点产生的电场强度E′与E0大小相等、方向相反．即E′＝E0＝，方向沿AB连线指向B.
答案：　沿AB连线指向B



























































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