物理选修3-1第一章第七节习题及答案.doc

　静电现象的应用

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知识点
题号
1.静电平衡
1、4、5、7、8、9
2.静电屏蔽
10、11
3.静电的防止及应用
2、3、6

巩固基础
1.对于电场中处于静电平衡状态的导体,下列分析不正确的是(　D　)
A.导体内部的场强处处为零
B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面上
C.导体内部场强是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强,其大小为零
D.处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动
解析:由处于静电平衡状态的导体的特点知,选项A、B、C正确.处于静电平衡时导体内部的自由电子不做定向移动,但仍在做无规则的热运动,故选项D错误.
2.关于避雷针,以下说法正确的是(　B　)
A.避雷针避雷是中和云层的异种电荷
B.避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形
D.避雷针安装在高大建筑物顶部,而不必接地
解析:避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地,必须接地,故选项A、D错,B正确;导体尖端的电荷密度大,附近的电场很强,把避雷针顶端设计成球形不利于把云层中的离子吸引到尖端,故选项C错误.
3.(2013浙江省慈溪市云龙中学高二上学期期中联考)下列现象中,不属于防止静电危害的是(　B　)
A.在很高的建筑物顶端装上避雷针
B.在高大的烟囱中安装静电除尘器
C.油罐车后面装一根拖在地上的铁链条
D.存放易燃品仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴
解析:静电除尘器是利用静电的一种装置.
4.(2013河南省许昌市高二第一次五校联考)把带正电的金属球A支于绝缘支座上,其附近另有一绝缘支座上放有一个不带电的导体B,由于静电感应,导体B上的自由电子将重新分布,达到静电平衡后,其左端聚集负电荷,右端聚集正电荷,如图所示,设地球电势为零,则导体B上各点的电势情况是(　B　)

A.各点电势都等于零
B.各点电势都高于零
C.各点电势都低于零
D.其左端电势低于零,右端电势高于零
解析:导体达到静电平衡后整个导体是个等势体,内部场强处处为零,带正电的金属球产生的电场的电场线分布如图,因地球(无穷远处)处电势为零,而沿着电场线电势降低,所以导体各点的电势相同且高于零,选项B正确.

5.(2013浙江省嘉兴一中高二月考)把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近,对于球和金属板之间形成电场的电场线,在图中描绘正确的是(　B　)

解析:静电平衡状态下,整个金属板是个等势体,所以金属板附近电场线与金属板表面垂直,选项A、D错误;金属板接地,金属板只带有正电荷,且分布在金属板的左表面,所以金属板右表面没有电场存在,选项B正确,C错误.
6.如图所示为静电除尘示意图,在M、N两点间加高压电源时,金属管内空气电离,电离的电子在静电力的作用下运动,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电荷,因而煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了,就此示意图,下列说法正确的是(　AC　)

A.N接电源的正极
B.M接电源的正极
C.电场强度EM>EN
D.电场强度EM<EN

解析:电子附在煤粉上,使煤粉带上负电荷,煤粉若能吸附在管壁上,说明管壁带正电荷,N接电源正极.将金属棒与金属管壁看做电容器,则其内电场线分布情况如图所示.由图可知金属棒附近的M点处电场线较密,而靠近金属管壁的N点处电场线较疏,故M处场强比N处场强大,即EM>EN.
掌握静电场的特点,明确利用静电的基本方法和原理是分析解决实际问题的基础.
7.如图所示,一个长方体金属盒原来不带电,现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在盒左边附近,达到静电平衡后,盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是(　C　)

解析:正点电荷的电场线是从点电荷出发,指向四周的直线,盒上的感应电荷的电场分布形状与负点电荷的相似,故选项C正确.
提升能力
8.如图,四组静电实验中,能使左边的验电器的金箔张开的是(　AC　)

解析:处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面,用导线连接之后,左边的金箔也是外表面,故选项A、C正确,选项B错误.D选项中由于静电屏蔽的作用,验电器不受外电场的影响,故金箔是闭合的.
9.一金属球,原来不带电,现沿球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(　C　)

A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
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点的场强也最大.正确答案为C项.

10.在如图所示的实验中,验电器的金属箔会张开的是　. 

解析:因为导体内空腔不受外界影响,故①中箔片不会张开;因为接地导体空腔外部不受内部电荷影响,故③中箔片也不会张开.
答案:②
11.(2012西安一中期中测试)如图所示,一个验电器用金属网罩罩住,当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时,验电器的箔片　　　　(填“张开”或“不张开”),我们把这种现象称之为　　　　.此时,金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场,它的场强大小为　　　　,方向　　　　. 

答案:不张开　静电屏蔽现象　E　向左