1.4 电场中的导体 —鲁科版高中物理选修3-1 作业

第4节
电场中的导体
作业
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，电荷只分布在导体外表面
C．导体内部没有电荷的运动
D．以上说法均不对
2．一金属球，原不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，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
3．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面四个图中画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是(　　)
4．如图所示，棒AB上均匀分布着正电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的场强方向为(　　)
A．垂直于AB向上
B．垂直于AB向下
C．平行于AB向左
D．平行于AB向右
5．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，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
6．在点电荷－Q的电场中，一金属薄圆盘处于静电平衡状态，若薄圆盘与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在下图中正确的是
(　　)
7.如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为＋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点场强不为零，B、C两点场强为零
D．A、C两点场强不为零，B点场强为零
8．在如图所示的实验中，验电器的金属箔会张开的是(　　)
9．在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2，且Q1＝2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在x轴上(　　)
A．E1＝E2之点只有一处；该点合场强为0
B．E1＝E2之点共有两处；一处合场强为0，另一处合场强为2E2
C．E1＝E2之点共有三处；其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2
D．E1＝E2之点共有三处；其中一处合场强为0，另两处合场强为2E2
10．如图所示，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
11.如图所示，带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心，若图中A点处的电场强度为零，则根据对称性，带电薄板在图中B点处产生的场强大小为________，方向为________．(静电力常量为k)．薄板和点电荷＋q在B点产生合场强EB′大小为________，方向为________．
12．如图所示，在真空中有两个点电荷q1和q2，分别位于A和B点，A、B相距20
cm，q1为4×10－8
C，q2为－8×10－8
C.
(1)在A、B连线上A的外侧离A
20
cm处的D点场强大小、方向如何？
(2)能否在D点处引入一个带负电的电荷－q，通过求出－q在D处受到的合电场力，然后根据E＝求出D处的场强大小和方向？
参考答案：
1、答案：D
2、答案：C
处于静电平衡的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零．静电平衡的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点形成的电场的场强等大反向．比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强．由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点场强也最大，正确答案为C项．
3、答案：D
4、答案：A
5、答案：C
解析：处于静电平衡的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零．静电平衡的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点形成的电场的场强等大反向．比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强．由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点场强也最大，正确答案为C项．
6、答案：A
7、答案：D
8、答案：BD
9、答案：B
解析：设两电荷连线长为L，E1＝E2的点离Q2的距离为x，由点电荷的场强E＝知，当点在Q1、Q2连线外侧时，，解得x1＝(＋1)L，此处两电场反向合场强为零．当点在连线之间时，，解得x2＝(－1)L，此处两电场同向E＝2E2.所以本题选项B正确．
10、答案：ABD
解析：静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，且内表面不带电，故选项A、D正确．由于导体接地，故整个导体的电势为零，选项B正确．导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷不为零，故选项C不正确．
11、解析：由于A点处的电场强度为零，则点电荷＋q在A点产生的场强E1与带电薄板在A点产生的场强EA大小相等，方向相反．由于A、B两点相对薄板对称，所以带电薄板在B点产生的场强EB与在A点产生的场强EA等值反向．所以EB＝E1＝，方向和点电荷＋q产生的场强E1方向相同．点电荷＋q在B点产生的场强为，所以EB′＝，方向向左．
答案：　　水平向左　　水平向左
12、解析：　(1)q1在D点产生的场强
E1＝k＝9×109×
N/C＝9×103
N/C，方向向左．
q2在D点产生的场强
E2＝k＝9×109×
N/C＝4.5×103
N/C，方向向右．
D点的合场强E＝E1－E2＝4.5×103
N/C，方向向左．
(2)可以．因为电场中某点的场强由电场本身决定，与放入的电荷无关，不论放入电荷的电荷量是多少，也不论放入电荷的正、负，该点的场强大小、方向是确定的．
图
图
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