第一章 第7节静电现象的应用 提升题Word版含解析

1．(静电屏蔽)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．小鸟停在高压输电线上会被电死
C．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
D．打雷时呆在汽车里比呆在木屋里要危险
答案　C
解析　电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，A错误。小鸟的两只脚之间的距离很小，两只脚之间的电压也很小，不会对小鸟造成危害，B错误。因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，C正确。汽车的金属车身会起到静电屏蔽的作用，而木屋淋湿后容易导电，D错误。
2．(静电屏蔽)(多选)图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引(　　)
答案　AD
解析　金属空腔不接地可屏蔽外部电场，接地可屏蔽内部电场，A、D正确。
3．(静电平衡)如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个电荷量为＋Q的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是(　　)
答案　C
解析　金属盒由于处于静电平衡状态，因此内部每点的合电场强度都为0，即金属盒内的每一点，感应电荷产生的电场的电场强度都与点电荷＋Q在那点产生的电场的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷＋Q的电场线重合，但方向相反。C正确。
4.(静电平衡时导体上电荷的分布)(多选)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的验电器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金属箔片张开的是(　　)
A．用取电棒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．用取电棒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跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
答案　BCD
解析　把C接触B的内壁，因为净电荷只分布在B的外表面上，所以不能使C带上电荷，所以，再移出C与A接触，无论操作多少次，都不能使A带电，故A错误；用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触，因为净电荷分布在B的外表面上，所以能使C带上电荷，C与A接触时A能带电，使金属箔片张开，所以B正确；用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触后三者组成新的等势体，电荷将转移到A，使金属箔片张开，所以C正确；使验电器A靠近B，A将因为静电感应而带电，使金属箔片张开，所以D正确。
5.(静电平衡)(多选)图中是一块宽大的接地金属板的截面，在板的右侧面附近的P点有一带＋q的固定的点电荷，当金属板处于静电平衡状态时，下列说法正确的是(　　)
A．板的右侧面上分布有负的感应电荷，而左侧面上没有感应电荷
B．感应电荷在板内任何一点的电场强度方向都指向P点
C．在板内离P点最近的一点场强最大
D．接地线断开后，板上各点电势仍等于地电势
答案　ABD
解析　金属板与大地连接组成一个大导体，靠近正点电荷的金属板的右侧面上感应出负电荷，大地远处感应出等量的正电荷，达到静电平衡状态，即金属板处于静电平衡状态时，板的右侧面上分布有负的感应电荷，而左侧面上没有感应电荷，A正确；由于＋q靠近金属板，当金属板处于静电平衡状态后，内部场强处处为零，在板内＋q产生的电场强度与感应电荷产生的电场强度等大反向，＋q产生的电场强度方向从P点指向板内的点，故感应场强的方向从板内的点指向P点，故B正确；由以上分析可知，金属板内部场强处处为零，故C错误；处于静电平衡的金属板是个等势体，接地时板上各点电势等于地电势，接地线断开后，板上各点电势仍等于地电势，故D正确。
6.(综合)如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时，
(1)比较A端和B端电势的高低；
(2)比较A点和B点场强大小；
(3)比较A、B端外表面场强大小；
(4)若A端接地，AB导体带什么电？
(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？
答案　见解析
解析　(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB。
(2)A点和B点场强均为零，EA＝EB＝0。
(3)根据电场线分布可知A端电场线较密，EA′>EB′。
(4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关。
(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和。
B组：等级性水平训练
7．(静电平衡)如图所示，在球壳内部球心放置电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是(　　)
A．A、B两点场强均为零
B．EA>EB>EC
C．A、B、C三点的电势φA＝φB>φC
D．A、B、C三点的电势φA>φB>φC
答案　D
解析　＋Q在球壳内外表面感应出等量的异号电荷，且均匀分布。画出这时候的电场线，在球壳的内外的场强和没有球壳一样，靠近球心处的场强大、远离球心处的场强小，在球壳内部处于静电平衡，则场强为零，即B点场强为零，A点场强不为零，故A、B错误；沿电场线电势降低，故A、B、C三点的电势φA>φB>φC，故C错误，D正确。
8.(静电屏蔽)如图所示，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
答案　C
解析　电荷如何运动，由电荷的受力决定，而电荷的重力不计，则只需考虑电荷是否受电场力。空心导体处于带正电的带电体附近，根据电场中导体的电荷分布特点，空心导体起到了静电屏蔽的作用，使得内部电场强度为零，电荷不受电场力的作用，所以做匀速直线运动，C正确。
9.(静电平衡)(多选)如图所示，在两个等量异种点电荷A、B之间放一金属导体，a、b、d是三条带方向的线，c是金属导体内部一点。开关S处于断开状态，取无穷远处为电势零点。稳定后 (　　)
A．把一点电荷从线b上的一点移到线d上的一点，静电力一定做功
B．点电荷A、B在c点产生的合场强为0
C．线a不能表示电场线
D．闭合开关S，导线上可能无电流
答案　CD
解析　当把金属导体放在等量异种点电荷之间时，金属导体处于静电平衡状态，其内部场强为零，导体是等势体，当一点电荷从线b上的一点移到线d上的一点，静电力做功可能为零(两点均在金属导体表面)，故A错误；金属导体处于静电平衡状态，其内部合场强为零，并不是电荷A、B在c点产生的合场强为0，故B错误；由等量异种点电荷电场线的分布特点可知，线a不能表示电场线，故C正确；等量异种电荷中垂线上的电势为零，故金属导体的电势可能为零，即闭合开关S，导线上可能无电流，故D正确。
10.(静电平衡)已知如图所示带电导体表面的电场强度EA＝100 N/C，EB＝1 N/C，点电荷q在电场力的作用下第一次由A点由静止释放到无限远处；第二次由B点由静止释放到无限远处。两次初始的加速度大小之比aA∶aB＝________；两次的末速度大小之比vA∶vB＝________。
答案　100∶1　1∶1
解析　由F＝qE＝ma得：aA∶aB＝EA∶EB＝100∶1；由动能定理：qU＝mv2，因A、B两处电势相等，所以由两点运动到无限远处电势差相同，所以两次运动的末动能相同，vA∶vB＝1∶1。
11．(综合)如图所示，一厚度不计的金属圆桶所带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C。
(1)此时，金属桶内、外表面电荷量分别为多少？
(2)如果用丝线在桶内悬挂一电荷量q＝－2×10－6 C的带电小球，桶内、外表面电荷量分别为多少？
(3)若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面电荷量分别为多少？
(4)若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内、外表面电荷量又为多少？
答案　(1)q内＝0，q外＝＋4×10－6 C
(2)q内＝＋2×10－6 C，q外＝＋2×10－6 C
(3)q内＝0，q外＝＋2×10－6 C
(4)q内＝0，q外＝＋2×10－6 C
解析　(1)电荷仅分布在外表面上，
q内＝0，q外＝＋4×10－6 C。
(2)由静电感应可知内表面感应出2×10－6 C的正电荷，相当于负电荷将等量的正电荷吸引到内壁，
由电荷守恒定律可知
q内＝＋2×10－6 C，q外＝Q－q内＝＋2×10－6 C。
(3)金属小球所带电荷与桶内表面电荷中和，桶内表面不带电，桶外表面所带电荷不变，故q内＝0，q外＝＋2×10－6 C。
(4)用手接触桶外表面时，桶外表面电荷被导入人体，桶外表面不带电，桶内表面所带电荷情况不变；再将小球从桶中取出，金属圆桶重新达到静电平衡，电荷全部分布在外表面，内表面不带电，故q内＝0，q外＝＋2×10－6 C。