2024-2025學(xué)年高中物理第1章靜電場(chǎng)7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE3-靜電現(xiàn)象的應(yīng)用(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．生活中為了避開火花放電的危害，會(huì)實(shí)行一些措施，下列哪些狀況屬于避開火花放電()A．運(yùn)油車的尾部有一條鐵鏈接觸到地面B．電子打火機(jī)點(diǎn)火時(shí)C．發(fā)電廠排放廢氣時(shí)先進(jìn)行靜電除塵D．為了油漆較勻稱采納靜電噴涂A[油罐車上的搭地鐵鏈?zhǔn)菫榱税旬a(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，避開火花放電造成的危害，故A正確；電子打火機(jī)點(diǎn)火時(shí)，發(fā)電廠排放廢氣時(shí)先進(jìn)行靜電除塵以及為了油漆較勻稱采納靜電噴涂，這些都是利用了放電原理，則選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。]2.一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球直徑的延長(zhǎng)線放置一勻稱帶電的細(xì)桿MN，如圖所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則()A．Ea最大 B．Eb最大C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝EcC[處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零，故a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都為零。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加的結(jié)果，所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與MN在這一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向。比較a、b、c三點(diǎn)感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。由于c點(diǎn)離MN最近，故MN在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，感應(yīng)電荷在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也最大。正確選項(xiàng)為C。]3．在具有肯定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正點(diǎn)電荷，圖中的四個(gè)圖畫出了其空間電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布狀況，符合實(shí)際狀況的是()ABCDD[球殼處于正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，達(dá)到靜電平衡，球殼為等勢(shì)體，電場(chǎng)線不會(huì)穿過球殼，但球殼內(nèi)、外表面均有感應(yīng)電荷，故內(nèi)、外部均有電場(chǎng)線，D正確。]4．帶負(fù)電的空心金屬球殼置于絕緣支架上，將4個(gè)原來不帶電的金屬小球按圖示位置放置，A球用絕緣輕繩豎直懸掛，B球接地，C球用導(dǎo)線與球殼內(nèi)部相連，D球與球殼內(nèi)部接觸。設(shè)大地及無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，下列說法正確的是()A．由于靜電感應(yīng)，A球帶正電B．B球接地帶負(fù)電，但電勢(shì)為零C．C球不帶電，但電勢(shì)與球殼電勢(shì)相等D．D球不帶電，但電勢(shì)小于零D[由于靜電感應(yīng)，A球的左右兩端帶上不同的電荷，但整體不帶電，故A錯(cuò)誤；由于靜電感應(yīng)，B球帶正電，但電勢(shì)和大地的電勢(shì)相等，為零，故B錯(cuò)誤；C球在金屬球殼的外部，會(huì)帶上與球殼相同的電荷，故C錯(cuò)誤；D球在球殼的內(nèi)部，與球殼接觸后成為球殼內(nèi)部的一部分，由于靜電感應(yīng)，球殼所帶負(fù)電荷會(huì)集中于球殼外部，所以D不帶電，電勢(shì)與球殼電勢(shì)相同，電勢(shì)小于零，故D正確。]5．如圖所示，在一電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中放有一個(gè)金屬空心導(dǎo)體，圖中a、b分別為金屬導(dǎo)體內(nèi)部與空腔中的兩點(diǎn)，則()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零B．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零C．a(chǎn)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都不為零A[處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，即Ea＝0；由于靜電屏蔽，球內(nèi)空腔的場(chǎng)強(qiáng)也為零，則Eb＝0，選項(xiàng)A正確。]6.(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的距離較小。下列說法正確的是()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)表面不帶電C．整個(gè)導(dǎo)體，包括表面上的a、b點(diǎn)，是一個(gè)等勢(shì)體，且電勢(shì)等于零D．a(chǎn)、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BCD[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)表面不帶電，整個(gè)金屬板的電勢(shì)都為零，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、C正確。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)旁邊的電場(chǎng)線密度(單位表面積的電荷量)比b點(diǎn)旁邊的電場(chǎng)線密度要大些，場(chǎng)強(qiáng)要強(qiáng)(大)些，又因?yàn)檎麄€(gè)金屬板是等勢(shì)體，右側(cè)表面是等勢(shì)面，電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，可見a、b兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向都垂直指向右側(cè)面，方向相同，所以選項(xiàng)D正確。]二、非選擇題(14分)7.如圖所示，長(zhǎng)為l的金屬桿原來不帶電，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？[解析](1)金屬桿處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零。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)＝keq\f(q,r2)＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＋\f(l,2)))eq\s\up12(2))，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)＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs