2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場(chǎng)7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-11

PAGE6-靜電現(xiàn)象的應(yīng)用(20分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.(多選)下列關(guān)于靜電感應(yīng)和靜電平衡的說(shuō)法中,正確的是 ()A.靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力作用的結(jié)果B.導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷都不運(yùn)動(dòng)稱為靜電平衡C.導(dǎo)體靜電平衡時(shí),導(dǎo)體所占空間各處場(chǎng)強(qiáng)均為零D.導(dǎo)體靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部將沒(méi)有“凈”電荷【解析】選A、D。靜電感應(yīng)是由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受電場(chǎng)力的作用而發(fā)生定向移動(dòng),最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),選項(xiàng)A正確;達(dá)到靜電平衡后,自由電子不再定向移動(dòng),但是仍舊做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;處于靜電平衡的導(dǎo)體,電荷只分布在外表面上,內(nèi)部沒(méi)有“凈”電荷,選項(xiàng)D正確;導(dǎo)體靜電平衡時(shí),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,但表面場(chǎng)強(qiáng)不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。2.某農(nóng)村小塑料場(chǎng)的高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號(hào)頻率接近,由于該村尚未接通有線電視信號(hào),空中的信號(hào)經(jīng)常受到干擾,在電視熒屏上出現(xiàn)網(wǎng)狀條紋,影響正常收看。為了使電視機(jī)不受干擾,可實(shí)行的方法是 ()A.將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)B.將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái),并將金屬籠子接地C.將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)D.將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái),并將金屬籠子接地【解析】選D。為了使電視機(jī)能接收電磁波信號(hào),但又不接收高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波,應(yīng)將高頻熱合機(jī)(焊縫用)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)屏蔽,而接地金屬籠子具有屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用,故選項(xiàng)D正確。3.在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,用EP表示球殼外任一點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng),則 ()A.當(dāng)+Q在球殼中心時(shí),EP=0B.不論+Q在球殼內(nèi)何處,EP肯定為零C.只有當(dāng)+Q在球心且球殼接地時(shí),才有EP=0D.只要球殼接地,不論+Q在球殼內(nèi)何處,均有EP=0【解析】選D。+Q在球殼內(nèi)任何位置,只會(huì)影響球殼內(nèi)的負(fù)電荷分布;球殼外部帶正電荷,會(huì)使外部場(chǎng)強(qiáng)不為零,所以A、B錯(cuò)。而球殼接地會(huì)使外部電荷導(dǎo)入大地,所以外部場(chǎng)強(qiáng)才會(huì)為零,故C也錯(cuò),選D。4.靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在,我國(guó)早在西漢末年已有對(duì)靜電現(xiàn)象的記載,《春秋緯考異郵》中有“玳瑁吸衣若”之說(shuō),但下列不屬于靜電現(xiàn)象的是 ()A.梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑B.帶電小球移至不帶電金屬球旁邊,兩者相互吸引C.磁鐵靠近小鐵釘時(shí),小鐵釘會(huì)被吸引D.從干燥的地毯走過(guò),手遇到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺(jué)【解析】選C。梳子與頭發(fā)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電,吸起紙屑,是靜電現(xiàn)象,A錯(cuò)誤;帶電小球移至不帶電金屬旁邊,金屬球?qū)l(fā)生靜電感應(yīng),靠近帶電小球的一側(cè)將帶上與帶電體相反的電荷,所以兩者相互吸引,這屬于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,是靜電現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;磁鐵吸引鐵釘,是磁現(xiàn)象,不是靜電現(xiàn)象,故C正確;從干燥的地毯上走過(guò),手遇到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺(jué)是由于摩擦?xí)a(chǎn)生靜電,也是靜電現(xiàn)象,D錯(cuò)誤。5.下列說(shuō)法正確的是 ()A.處于靜電平衡的導(dǎo)體,由于導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,所以導(dǎo)體內(nèi)的電勢(shì)也為零B.處于外電場(chǎng)中的靜電平衡的導(dǎo)體,由于附加電場(chǎng)的出現(xiàn),導(dǎo)體內(nèi)的原電場(chǎng)變?yōu)榱鉉.處于外電場(chǎng)中的靜電平衡的導(dǎo)體,由于附加電場(chǎng)和原電場(chǎng)相互抵消,導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)變?yōu)榱?但導(dǎo)體表面的電場(chǎng)不為零,且與表面垂直D.處于靜電平衡的導(dǎo)體,導(dǎo)體表面的電勢(shì)肯定與導(dǎo)體內(nèi)部的電勢(shì)不相等【解析】選C。處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度到處為零,整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體內(nèi)部與表面電勢(shì)相等,但電勢(shì)不肯定等于零,A、D錯(cuò);處于外電場(chǎng)中的靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部某點(diǎn)由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與原場(chǎng)強(qiáng)等大、反向,相互抵消,合場(chǎng)強(qiáng)為零,原場(chǎng)強(qiáng)不變,B錯(cuò);由于凈電荷或感應(yīng)電荷都分布在等勢(shì)體的表面,故導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,電場(chǎng)方向垂直導(dǎo)體表面,C對(duì)。6.(多選)圖為靜電除塵器除塵原理的示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電,在電場(chǎng)力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除塵的目的。下列表述正確的是 ()A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B.電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極C.帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大【解析】選B、D。由于集塵極與電源正極連接,電場(chǎng)方向由集塵板指向放電極,B正確。而塵埃在電場(chǎng)力作用下向集塵極遷移并沉積,說(shuō)明塵埃帶負(fù)電荷,A錯(cuò)誤。負(fù)電荷在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相反,C錯(cuò)誤,依據(jù)F=qE可得,D正確。二、非選擇題(14分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.如圖所示,在孤立點(diǎn)電荷+Q形成的電場(chǎng)中,金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài)。若金屬圓盤平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi),試在圓盤A內(nèi)作出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線(用實(shí)線表示,要求嚴(yán)格作圖)?！窘馕觥繄A盤A處于靜電平衡狀態(tài),因此內(nèi)部各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)都為零,即圓盤A內(nèi)的每一點(diǎn)處,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷+Q在那點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反。答案:如圖所示。(25分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分)1.(多選)在下列措施中,哪些能將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走()A.飛機(jī)輪子上搭地線B.印染車間保持濕度C.復(fù)印圖片D.電工鉗柄上裝有絕緣套【解析】選A、B。飛機(jī)在飛行中與空氣摩擦?xí)r,飛機(jī)外表面聚集了大量靜電荷,著陸時(shí)會(huì)給地面人員帶來(lái)危害及火災(zāi)隱患。因此飛機(jī)著陸時(shí)要?jiǎng)偤脤?dǎo)走機(jī)身聚集的靜電,實(shí)行的措施是在輪胎上安裝地線或用導(dǎo)電橡膠制造輪胎;在印染工作車間也同樣簡(jiǎn)單產(chǎn)生靜電,靜電給車間帶來(lái)火災(zāi)隱患,為防止火災(zāi)發(fā)生,其中平安措施之一就是保持車間濕度,從而通過(guò)潮濕的空氣剛好導(dǎo)走靜電;在復(fù)印圖片環(huán)節(jié)中,是應(yīng)用靜電;在電工鉗柄上裝有絕緣套是防止導(dǎo)電,保障電工的平安。2.以下四幅圖均是與靜電現(xiàn)象相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用的例子,其中屬于防止靜電危害的是 ()【解析】選D。A、B、C均為靜電利用。D選項(xiàng)中,油罐車與空氣摩擦產(chǎn)生的靜電會(huì)引發(fā)事故,屬于靜電危害。3.如圖所示,在原來(lái)不帶電的金屬桿ab旁邊,在ab連線的延長(zhǎng)線上放置一個(gè)正點(diǎn)電荷,達(dá)到靜電平衡后,下列推斷正確的是 ()A.a端的電勢(shì)比b端的高B.b端的電勢(shì)比d點(diǎn)的高C.a端的電勢(shì)與b端的電勢(shì)相等D.感應(yīng)電荷在桿內(nèi)c處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向由b指向a【解析】選C。金屬桿處于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,達(dá)到靜電平衡,金屬桿為一等勢(shì)體,因此a、b電勢(shì)相等,A、B錯(cuò),C對(duì)。金屬桿內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零,其感應(yīng)電荷在c處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷在該處的場(chǎng)強(qiáng)等大、共線、反向,因此感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)由a指向b,D錯(cuò)。4.如圖所示,空心導(dǎo)體上方有一靠近的帶有正電的帶電體。當(dāng)一個(gè)重力不計(jì)的正電荷以速度v水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時(shí),電荷將做 ()A.向上偏轉(zhuǎn)的類平拋運(yùn)動(dòng)B.向下偏轉(zhuǎn)的類平拋運(yùn)動(dòng)C.勻速直線運(yùn)動(dòng)D.變速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選C。依據(jù)靜電屏蔽原理可知導(dǎo)體空腔中沒(méi)有電場(chǎng),故C正確。5.(多選)如圖所示,在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q,另一表面絕緣、帶正電的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn),且不影響原電場(chǎng))自左以初速度v0在金屬板上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ()A.小球先做減速運(yùn)動(dòng)后加速運(yùn)動(dòng)B.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.小球受到的靜電力對(duì)小球先做負(fù)功,后做正功D.小球受到的靜電力對(duì)小球做功為零【解析】選B、D。金屬板處于靜電平衡狀態(tài),表面為等勢(shì)面。因此小球受到的靜電力不做功,小球電勢(shì)能保持不變,所以動(dòng)能保持不變,故B、D正確。6.一金屬球,原來(lái)不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長(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 ()A.Ea最大 B.Eb最大C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec【解析】選C。感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)源內(nèi)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和為零。離場(chǎng)源電荷越近的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大,所以感應(yīng)電荷在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也越大,選項(xiàng)C正確。二、非選擇題(本題共2小題,共20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(10分)一帶電導(dǎo)體如圖所示,已知導(dǎo)體表面上A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)EA=100N/C,B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)EB=10N/C。今有一點(diǎn)電荷在電場(chǎng)力作用下第一次由A到無(wú)限遠(yuǎn),其次次由B到無(wú)限遠(yuǎn),兩次最初的加速度之比aA∶aB=______;若初速度均為零,則末速度大小之比vA∶vB=______。若把一個(gè)電子從A處表面移到B處表面,電場(chǎng)力做的總功為______。

【解析】最初的加速度為a=,加速度和場(chǎng)強(qiáng)大小成正比,因此=,導(dǎo)體為一等勢(shì)體。從A、B兩處到無(wú)限遠(yuǎn)的電勢(shì)差相同,電場(chǎng)力做功相同,動(dòng)能的增量相同,因此速度之比為1∶1,由A到B電場(chǎng)力做功為0。答案:10∶11∶108.(10分)如圖所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別