2020-2021學(xué)年高中物理 第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用 第4節(jié) 靜電的防止與利用作業(yè)新人教版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用 第4節(jié) 靜電的防止與利用作業(yè)新人教版必修32020-2021學(xué)年高中物理 第九章 靜電場(chǎng)及其應(yīng)用 第4節(jié) 靜電的防止與利用作業(yè)新人教版必修3年級(jí)：姓名：7第4節(jié) 靜電的防止與利用a組基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1如圖所示，一個(gè)方形的金屬盒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一個(gè)帶電荷量為q的點(diǎn)電荷放在盒左邊附近，達(dá)到靜電平衡后，盒上的感應(yīng)電荷在盒子內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)分布情況正確的是()abcd【答案】c【解析】金屬盒內(nèi)部由于處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部每點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度都為0，即金屬盒內(nèi)的每一點(diǎn)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷q在那點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即感

2、應(yīng)電荷的電場(chǎng)線與點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)線重合，但方向相反2油罐車后面都有一條拖地的鐵鏈，其作用是()a向外界散熱b把電荷導(dǎo)入大地，避免由靜電造成危害c作為油罐車的標(biāo)志d發(fā)出響聲，提醒其他車輛和行人的注意【答案】b【解析】油罐車上的搭地鐵鏈?zhǔn)菫榱税旬a(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，屬于靜電的防止，故b正確3如圖所示是模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置，金屬板m、n間有兩個(gè)等高的金屬體a、b，a為尖頭、b為圓頭將金屬板m、n接在高壓電源上，逐漸升高電源電壓，首先觀察到()aa放電bb放電ca、b一起放電da、b之間放電【答案】a【解析】越尖的物體電荷的面密度越大，其附近的電場(chǎng)越強(qiáng)，越容易使空氣電離，從而容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象a為尖頭，當(dāng)逐

3、漸增加電壓時(shí)，先放電，故a正確，b、c、d錯(cuò)誤4導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場(chǎng)b導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面c導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷的運(yùn)動(dòng)d以上說(shuō)法均不正確【答案】d【解析】金屬導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，不是導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場(chǎng)，故a錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致電荷重新分布，電荷分布在外表面上，內(nèi)部沒有凈電荷，但是有正、負(fù)電荷，故b錯(cuò)誤；在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)，正好與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，內(nèi)部沒有電荷的定向移動(dòng)，但是電荷的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)是不停止的，故c錯(cuò)誤；由以上分析可知，故d正確5處于靜電平衡的導(dǎo)體，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)

4、處處為零的原因是()a外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零b外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部c所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零d以上解釋都不正確【答案】a【解析】當(dāng)導(dǎo)體在電場(chǎng)中處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點(diǎn)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與外場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，此時(shí)導(dǎo)體的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，故b、c、d錯(cuò)誤，a正確6如圖所示，一塊光滑鐵板水平放置，在鐵板上方高為h處有帶電荷量為q的點(diǎn)電荷，一個(gè)帶電荷量為q的絕緣小球從鐵板的左端以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，并一直沿著鐵板表面到達(dá)鐵板的右端，則在小球通過(guò)鐵板的過(guò)程中()a先減速運(yùn)動(dòng)，后加速運(yùn)動(dòng)b先加速運(yùn)動(dòng)，后減

5、速運(yùn)動(dòng)c先減速運(yùn)動(dòng)，后加速運(yùn)動(dòng)，再減速運(yùn)動(dòng)d一直做勻速運(yùn)動(dòng)【答案】d【解析】鐵板處于靜電平衡狀態(tài)，鐵板表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度與鐵板處處垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以速度v0做勻速運(yùn)動(dòng)，d正確7如圖所示，帶電體q靠近一個(gè)接地空腔正方體導(dǎo)體，空腔里面無(wú)電荷，達(dá)到靜電平衡后，下列物理量中不等于零的是()a導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)b導(dǎo)體內(nèi)(非空腔)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)c導(dǎo)體外表面的電荷量d導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量【答案】c【解析】靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)、空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0；電荷分布在導(dǎo)體外表面，空腔內(nèi)表面的電荷量為08(多選)如圖所示，接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷q，a、b是金屬板右側(cè)表面的兩點(diǎn)，其中a到q

6、的距離較小下列說(shuō)法正確的是()a由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面帶正電b由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面也帶少量負(fù)電c穩(wěn)定后，整個(gè)導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)不為零da、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，且a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)要強(qiáng)(大)一些【答案】bd【解析】若金屬板不接地，右側(cè)表面將感應(yīng)出負(fù)電荷，左側(cè)表面將感應(yīng)出正電荷；若金屬板接地，自由電子通過(guò)接地導(dǎo)線導(dǎo)入金屬板，再次達(dá)到靜電平衡時(shí)左側(cè)表面也帶負(fù)電，所以a錯(cuò)誤，b正確穩(wěn)定后，導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零，否則自由電荷會(huì)受電場(chǎng)力繼續(xù)移動(dòng)，最終達(dá)到零電場(chǎng)的穩(wěn)定狀態(tài)，c錯(cuò)誤金屬板接地時(shí)，右側(cè)表面上有感應(yīng)負(fù)電荷，而且a點(diǎn)附近的電場(chǎng)線密

7、度(單位表面積的電荷量)比b點(diǎn)附近的電場(chǎng)線密度要大些，場(chǎng)強(qiáng)要強(qiáng)(大)些，金屬表面電場(chǎng)方向必定垂直于表面，否則在電場(chǎng)力作用下自由電子會(huì)移動(dòng)，最終達(dá)到垂直的穩(wěn)定狀態(tài)，可見a、b電場(chǎng)方向相同，所以d正確9如圖所示，長(zhǎng)為l的金屬桿原來(lái)不帶電，在距其右端d處放一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷(1)金屬桿中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為多少？(2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？【答案】(1)0(2)【解析】(1)金屬桿處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零因此，金屬桿中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為0(2)點(diǎn)電荷q在金屬桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)e點(diǎn)k，方向水平向左由于桿中點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)為零，所以感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷在該

8、處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，所以，感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小e感e點(diǎn)b組能力提升10如圖所示，a為空心金屬球，b為金屬球，a、b原來(lái)不帶電，將另一帶正電荷的小球c從a球開口處放入a球中央，小球c不接觸a球，然后用手接觸一下a球，再用手接觸一下b球，再移走c球，則()aa球帶負(fù)電荷，b球帶正電荷ba球帶負(fù)電荷，b球不帶電ca、b兩球都帶負(fù)電荷da、b兩球都帶正電荷【答案】b【解析】首先帶正電荷的小球c從a球開口處放入a球中央根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象可知，a球內(nèi)表面帶負(fù)電荷，外表面帶正電荷用手接觸a相當(dāng)于把a(bǔ)接地，由大地傳導(dǎo)過(guò)來(lái)的電子與a球外表面正電荷中和，使a球外表面不帶電，a球外表面電勢(shì)為零，此時(shí)a球?qū)ν馄痨o電屏蔽作用，a球內(nèi)的電場(chǎng)不影響外部用手接觸b時(shí)，無(wú)電荷移動(dòng)，b球不帶電當(dāng)帶正電荷的c球從a球內(nèi)移走后，a球內(nèi)表面所帶的負(fù)電荷移至外表面，所以此時(shí)a球帶負(fù)電荷由上述可知，b正確11(多選)如圖所示的靜電實(shí)驗(yàn)(虛線框?yàn)榻饘倬W(wǎng))能使左邊驗(yàn)電器的金屬箔張開的是()【答案】ac【解析】?jī)綦姾煞植荚趯?dǎo)體的外表面，a正確，b錯(cuò)誤；c中兩個(gè)驗(yàn)電器接觸，左側(cè)驗(yàn)電器金屬箔應(yīng)張開，d中左邊的驗(yàn)電器處于金屬網(wǎng)中，由于靜電屏蔽，金屬箔不會(huì)張開，c正確，d錯(cuò)誤12如圖所示，半徑為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的負(fù)電荷，總電荷量為q，若在圓環(huán)上切去一小段l(l遠(yuǎn)小于r)