静电现象的应用巩固练习
一、单选题(每道题只有一个正确答案)
下列设备或做法中,利用了尖端放电原理的是
A.
避雷针
B.
油罐车接地的铁链
C.
静电除尘
D.
给飞机加油时,要把油箱与大地用电缆连接起来
下列关于静电除尘的说法中正确的是
A.
进入除尘器后,烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电,颗粒向电源负极运动
B.
除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动
C.
烟雾颗粒带电后,受到竖直向下的电场力而向下运动
D.
烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒,排到大气中人眼看不到
如图所示,在一电场强度有E的匀强电场中放一金属空心导体,图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点,则
A.
a、b两点的电场强度都为零
B.
a点电场强度为零,b点不为零
C.
a点电场强度不为零,b点为零
D.
a、b两点电场强度均不为零
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、、,三者相比
A.
最大
B.
最大
C.
最大
D.
如图所示,绝缘空心金属球壳不带电。现在中间放一带电荷量为Q的正点电荷,a、b、c分别是球壳内、球壳中、球壳外的点,下列分析正确的是?
?
?
A.
球壳内壁不带电,感应电荷全部分布在外表面上
B.
a、b、c三点中,b点的电势最低
C.
Q在b点产生的场强为零
D.
b点的场强为零
如图所示,原来不带电的金属球,现沿球直径的延长线上放置一个点电荷,球内直径上三点a、b、c,三点场强大小分别为、、三者相比
A.
最大
B.
最大
C.
最大
D.
如图所示,带正电的小球靠近不带电的金属导体AB的A端,由于静电感应,导体A端出现负电荷,B端出现正电荷,关于导体AB感应起电的说法正确的是
A.
用手接触一下导体的A端,导体将带正电荷
B.
用手接触一下导体的正中部位,导体将不带电
C.
用手接触一下导体的任何部位,导体将带负电
D.
用手接触一下导体AB后,只要带正电小球不移走,AB不可能带电
在感应起电中,带负电物体靠近带绝缘底座的导体时,如图所示的N处将
A.
带正电
B.
带负电
C.
不带电
D.
以上答案均有可能
如图所示是静电除尘装置示意图,它由金属管A和管中金属丝B组成,有关静电除尘的原理,以下说法正确的是
A.
A接高压电源负极,B接高压电源正极
B.
煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
C.
靠近B处电场强度大,B附近空气被电离成阳离子和电子
D.
煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成阴、阳离子,分别吸附在B和A上
二、多选题(每道题有多个选项)
如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧。对矿粉分离的过程,下列表述正确的有
A.
带正电的矿粉落在右侧
B.
电场力对矿粉做正功
C.
带负电的矿粉电势能变大
D.
带正电的矿粉电势能变小
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.
导体腔内表面的电荷量
如图所示,原来不带电的金属球壳内壁接地,将一带正电的小球放入其中,但不与球壳接触,则?
A.
球壳内壁带负电
B.
球壳外壁带正电
C.
球壳外壁不带电
D.
若将接地线去掉再移出正电荷,壳外壁带负电
如图,真空中有一半径为R、电荷量为的均匀带电球体,以球心O为坐标原点,沿半径方向建立x轴,P点为球面与x轴的交点.已知均匀带电球体,处的电场分布与电荷量全部集中在球心时相同,而均匀带电球壳内部电场强度处处为零.k为静电力常量,则
A.
球内部各点的电势相等
B.
球内部的电场为匀强电场
C.
x轴上各点中,P点场强最大
D.
x轴上处场强大小为
三、填空题
如图所示,一个枕形导体位于带正电小球的附近,A、B为导体的左、右端点,C为导体内的一点.则由于静电感应,B端带______
电,C点处的电场强度为______
,A端电势______
填“高于”、“低于”或“等于”端电势.
如图所示,带电荷量分别为和的两个点电荷a与b相距L,在a与b间放置一个原来不带电的导体P当导体P处于静电平衡状态时,感应电荷在a、b连线的中点c处在导体P内产生的电场强度大小为______
,方向为______
.
如图所示为一空腔球形导体不带电,现在将一个带正电的小金属球A放入空腔导体的球心上,当静电平衡时,图中a、b、c三点中场强最大的是______点,场强最小的是______点;电势最高的是______点,电势最低的是______点.
答案和解析
1.A
解:带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层相反的静电,达到一定程度就向空中放电,中和云层中的电荷,利用了尖端放电原理,符合题意;
B.油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走,不是利用尖端放电原理,不符合题意;
C.静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,不是利用尖端放电原理,不符合题意;
D.给飞机加油时,要把油箱与大地用电缆连接起来,为了把产生的静电导走,不是利用尖端放电原理,不符合题意;
2.B
解:A、除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,故A错误;
B、除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,故B正确;
C、烟雾颗粒吸附电子而带负电,从而向正极运动,而不是受到竖直向下的电场力而向下运动,故C错误;
D、除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,并不是颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒,故D错误;
3.A
解:金属空心导体放在匀强电场中,出现静电感应现象,最终处于静电平衡状态,导体内部的场强处处为零,所以a、b两点的电场强度都为零。故A正确,BCD错误。
4.C
解:静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等,方向相反,相互抵消。c点离带电的细杆MN最近,带电的细杆MN在c点处产生的场强最大,则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大,即最大。
5.D
解:A、由于静电感应,金属球壳内壁感应出负电荷,外表面感应出正电荷,故A错误;
B、球壳内部电场线从Q出发到球壳内壁终止,球壳外部电场线从外表面出发到无穷远处终止,根据顺着电场线方向电势逐渐降低,且整个金属球壳是一个等势体,可知,a,b,c三点中,a点的电势最高,c点的电势最低,故B错误;
C、b点的合场强为零,但Q在b点产生的场强不为零,故C错误;
D、静电平衡后,金属球壳中的场强处处为零,则b点的场强为零,故D正确。
6.D
解:静电平衡后,金属球上感应电荷产生的附加电场与点电荷产生的场强大小相等,方向相反,金属球内的合场强处处为零,所以a、b、c三点的场强是相等的,都是0。
7.C
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左边运动,金属棒的左端因有了多余的电子而带负电,右端因缺少电子而带正电;而用手接触一下导体的任何部位,右端的正电荷被用手触碰后,大地的电子经过导体与其中和,因此导体将带负电,故C正确,ABD错误。
8.A
这是感应起电,当带负电物体靠近带绝缘底座的导体时,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,左端的负电荷受到排斥力运动到右侧,所以N处带正电,故A正确,BCD错误。
9.C
解:管内接通静电高压时,管内存在强电场,它使空气电离而产生阴离子和阳离子.负离子在电场力的作用下,向正极移动时,碰到烟尘微粒使它带负电.所以金属管A应接高压电源的正极,金属丝B接负极;正电荷一般不能被吸收;故C正确,ABD错误
10.BD
解:由图可知,矿料分选器内的电场方向水平向左,
A、带正电的矿粉受到水平向左的电场力,所以会落到左侧,选项A错误。
B、无论矿粉带什么电,在水平方向上都会在电场力的作用下沿电场力的方向偏移,位移与电场力的方向相同,电场力做正功,选项B正确
C、带负电的矿粉电场力做正功,所以电势能减小,选项C错误。
D、带正电的矿粉电场力做正功,所以电势能减小,选项D正确。
11.ABD
解:A、由于静电屏蔽作用,导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响。所以导体腔内任意点的场强为零。所以A正确。
B、导体的外壳接地,整个导体腔与大地是个等势体。于是导体腔内任意点的电势都为零。所以B正确。
C、将大地的负电荷吸引到外表面,因为球壳上的电荷相互排斥,所以只能外表面有电荷。所以C错,D正确。
12.ACD
A.小球带正电,由于静电感应,金属球壳内壁感应出负电荷,故A正确;
静电平衡后,由于导体接地,所以金属导体与大地是等势体,无论是内壳还是外壳接地,都是大地上的电子受电场力作用逆着电场线与外壳正点中和,使外壳不带电,故B错误,C正确;
D.金属球壳内壁接地,大地中电子跑到球壳上将正电荷中和,所以导体整体带负电;若将接地线去掉再移出正电荷,导体上的负电荷将重新平衡,电荷分布在导体的外表面,所以壳外壁带负电,故D正确。
13.CD
球以内某点的电场强度,可以分为两部分来求解,一部分是大于该半径的球壳场强未,一部分是小于该半径的球等效球心
半径x以内的球体的带电量:共同确定,则有
球体外部某点的场强
画出图象,
A、根据,可知图线与x轴所围的面积表示电势差,球内各点的电势不相等,故A错误;
B、由图象可知,球内部的电场为非匀强电场,故B错误;
C、由图象可知,当的球面P点场强最大,故C正确;
D、由知,x轴上点坐标,场强大小为,故D正确;
14.正;0;等于
解:由于静电感应,A端带负电,B端带正电.带正电的导体产生的是发散的电场,产生的电场的电场线由A到B,而感应电荷产生电场与正电荷电场叠加,导致合电场强度为零,即C点电场强度为零.导体是一个等势体;故AB两点的电势相等;
15.;沿ba连线向左
由点电荷的电场强度公式,得:
和的两个点电荷在C点产生的电场强度
?????
???
同理???
再由矢量合成得:
16.a
?
b
?
a
?
c
解:当静电平衡时,空腔球形导体内壁感应出负电荷,外表面感应出正电荷,画出电场线的分布如图.
由于a处电场线较密,c处电场线较疏,b处场强为零,则场强最大的是a点,场强最小的是b点;
根据顺着电场线方向电势降低,整个空腔球形导体是一个等势体,表面是一个等势面,分析可知电势关系是.
电势最高的是a点,电势最低的是c点
故答案为:a,b;a,c.
将带正电的小金属球A放入腔中,当静电平衡时,空腔球形导体内壁感应出负电荷,外表面感应出正电荷.整个空腔球形导体是一个等势体,表面是一个等势面.画出电场线的分布,根据电场线越密,场强越大,顺着电场线,电势降低,判断场强和电势的大小.
本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键.比较场强大小和电势高低常常画电场线,形象直观地判断.
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