習(xí)題3：靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用習(xí)題建議用時(shí)實(shí)際用時(shí)滿(mǎn)分實(shí)際得分45分鐘100分一、選擇題（本題包括10小題，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分，共50分）1.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(méi)有電場(chǎng)B．導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體外表面C．導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷的運(yùn)動(dòng)D導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電勢(shì)相等，整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體的表面是一個(gè)等勢(shì)面2.請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的是（）A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C.小鳥(niǎo)停在單根高壓輸電線上會(huì)被電死D.打雷時(shí)，呆在汽車(chē)?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)3.隨著人們生活水平的提高，各種家用電器日益走入我們的居家生活，而家用電器所產(chǎn)生的靜電荷會(huì)被人體吸收并積存起來(lái)，加之居室內(nèi)墻壁和地板多屬絕緣體，空氣干燥，因此更容易受到靜電干擾．由于老年人的皮膚相對(duì)年輕人干燥以及老年人心血管系統(tǒng)的老化、抗干擾能力減弱等因素，因此老年人更容易受靜電的影響．心血管系統(tǒng)本來(lái)就有各種病變的老年人，靜電更會(huì)使病情加重．過(guò)高的靜電還常常使人焦躁不安、頭痛、胸悶、呼吸困難、咳嗽．我們平時(shí)生活中就應(yīng)當(dāng)采取措施，有效防止靜電，下列可行的是()要勤拖地、勤灑些水②要勤洗澡、勤換衣服③選擇柔軟、光滑的化纖類(lèi)衣物④盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④4.每到夏季，我省各地紛紛進(jìn)入雨季，雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁發(fā)生．當(dāng)我們遇到雷雨天氣時(shí)，一定要注意避防雷電．下列說(shuō)法正確的是()①不宜使用無(wú)防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭②不要接觸天線、金屬門(mén)窗、建筑物外墻，遠(yuǎn)離帶電設(shè)備③固定電話(huà)和手提電話(huà)均可正常使用④在曠野，應(yīng)遠(yuǎn)離樹(shù)木和電線桿A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④5.一個(gè)不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個(gè)正點(diǎn)電荷，其電場(chǎng)分布是圖1中的哪一個(gè)()圖1圖16.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)的場(chǎng)強(qiáng)，則()A．當(dāng)＋Q在球殼中央時(shí)，Ep＝0B．不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零C．只有當(dāng)＋Q在球心且球殼接地時(shí)，Ep＝0D．只要球殼接地，不論＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零7.如圖2所示，把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中，導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，下述說(shuō)法正確的是()圖2A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，且都為零圖2B．A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不相等C．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加場(chǎng)強(qiáng)大小是D．當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動(dòng)8.設(shè)電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受電場(chǎng)力作用，則在下列哪個(gè)電場(chǎng)中，只要給電子一個(gè)適當(dāng)?shù)某跛俣人湍茏允贾两K沿一條電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)；而給電子一個(gè)適當(dāng)?shù)某跛俣人湍苁冀K沿某個(gè)等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)（）A．勻強(qiáng)電場(chǎng)B.正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)C.負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)D.以上都不可能圖39、如圖3所示，把一帶正電的小球a放在光滑絕緣面上，欲使球a能靜止在斜面上，需在MN間放一帶電小球b，則b應(yīng)（）圖3A.帶負(fù)電，放在A點(diǎn)B.帶正電，放在B點(diǎn)C.帶負(fù)電，放在C點(diǎn)D.帶正電，放在C點(diǎn)10、如圖4所示A、B兩點(diǎn)各放有電荷量為+Q和+2Q的點(diǎn)電荷，A、B、C、D四點(diǎn)在同一直線上，且AC=CD=DB，將一正電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，則（）A.電場(chǎng)力一直做正功B.電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功圖4C.電場(chǎng)力一直做負(fù)功D.電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功圖4二、填空題（本題共2小題，每小題7分，共14分）11.如圖5所示，導(dǎo)體棒AB靠近帶正電的導(dǎo)體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷______．若手的接觸點(diǎn)改在A端，情況又如______．圖512.有一絕緣空心金屬球圖5A，帶有C的正電荷，一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B，帶有2×10-6C跟A球的內(nèi)壁相接觸，如圖6所示，則B球上電荷量為_(kāi)____C，A球上電荷量為_(kāi)______C，分布圖6在_______．圖6三、計(jì)算題（本題共3小題，共36分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)圖7值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）圖713．(10分)如圖7所示，在孤立點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中，金屬圓盤(pán)A處于靜電平衡狀態(tài).若金屬圓盤(pán)平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，試在圓盤(pán)A內(nèi)作出由盤(pán)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).圖814．（12分）如圖8所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為q1＝－×10－9C、q2＝×10－8C，彼此相距圖86cm，在其連線中點(diǎn)處放一半徑為1cm的金屬球殼，求球殼上感應(yīng)電荷在球心O圖915．（14分）如圖9所示，帶電導(dǎo)體A處于靜電平衡狀態(tài)，電勢(shì)為φ＝200V．M、N是A表面上的兩點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度EM＝4EN.今把一電荷量為q＝5×10－8C的正電荷分別由M點(diǎn)、N圖9第七節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用參考答案一、選擇題解析：導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部存在電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)部存在電荷，電荷在靜電力的作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)電勢(shì)不相等。因此，選項(xiàng)C正確。解析：電工穿絕緣衣比穿金屬衣危險(xiǎn)，因?yàn)?，金屬衣可在電?chǎng)內(nèi)形成一個(gè)等式體，保護(hù)穿衣人。選項(xiàng)A錯(cuò)誤。選項(xiàng)B和D的原因也是受到金屬形成的等勢(shì)體的保護(hù)，因此，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。根據(jù)歐姆定律可知，小鳥(niǎo)分得的電壓極其微小，不會(huì)被電死，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。解析：室內(nèi)要保持一定的濕度，室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水；要勤洗澡、勤換衣服，以消除人體表面積聚的靜電荷．對(duì)于老年人，應(yīng)選擇柔軟、光滑的棉紡織衣物，盡量不穿化纖類(lèi)衣物，以使靜電的危害減少到最低限度；盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具，以防摩擦起電。解析：表面具有突出尖端的導(dǎo)體，在尖端處的電荷分布密度很大，使得其周?chē)妶?chǎng)很強(qiáng)，就可能使其周?chē)目諝獍l(fā)生電離而引發(fā)尖端放電．固定電話(huà)和手提電話(huà)的天線處有尖端，易引發(fā)尖端放電造成人體傷害，故不能使用．解析：如果在一個(gè)空心金屬球的正中心放一個(gè)正電荷，則金屬球會(huì)由于靜電感應(yīng)形成和點(diǎn)電荷電場(chǎng)相反的電場(chǎng)與原電場(chǎng)疊加。使金屬球電場(chǎng)為0.選項(xiàng)B正確。解析：當(dāng)正電荷在球殼內(nèi)時(shí)，只是在球殼處形成一個(gè)等勢(shì)體，球殼外存在電場(chǎng)。如果把球殼接地。則球殼感應(yīng)出的正電荷會(huì)導(dǎo)入地球。因此，球殼上只存在負(fù)電荷，這樣球殼把正電荷的電場(chǎng)屏蔽了，球殼外任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.選項(xiàng)D正確。7．AD解析：枕形導(dǎo)體在正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中形成一個(gè)等勢(shì)體，因此AB兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)和點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)弱完全一樣。A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)電鍵合上時(shí)，由于同種電荷相斥，異種電荷相吸。正電荷會(huì)流向大地，因此，電子會(huì)從大地流向?qū)w，選項(xiàng)D正確。8．B解析：如果電子只受電場(chǎng)力作用，給它一個(gè)初速度，會(huì)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)，這樣的電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)和正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)均可以，但是能在某一個(gè)等勢(shì)面做圓周運(yùn)動(dòng)，需要提供向心力，這只有正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)可以，所以，選項(xiàng)B正確。9．C解析：對(duì)斜面上的正電荷進(jìn)行受力分析可知，要使正電荷靜止，需要一個(gè)沿aC方向的拉力。因此，需要在C點(diǎn)放置一個(gè)負(fù)電荷。選項(xiàng)C正確。10.B解析：通過(guò)計(jì)算AB兩點(diǎn)間兩電荷疊加的合場(chǎng)強(qiáng)為零的位置在C和D之間，故將一正點(diǎn)電荷從C點(diǎn)沿直線移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功再做負(fù)功。二、填空題11．負(fù)AB仍帶負(fù)電荷解析：由于靜電感應(yīng)，無(wú)論接觸導(dǎo)體棒的那一端，正電荷都會(huì)被排斥到最遠(yuǎn)處，如果先分開(kāi)導(dǎo)體，再移走導(dǎo)體，導(dǎo)體都會(huì)帶負(fù)電。12．0A的外表面解析：帶負(fù)電的物體和帶正電的物體接觸，一定會(huì)發(fā)生正負(fù)中和現(xiàn)象。因此B球上的電荷量為0，而A球上的電荷量為。由于同種電荷相斥的原因。球形物體的電荷會(huì)分布在外表面。圖10三、計(jì)算題圖1013.見(jiàn)解析解析：畫(huà)出感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)在圓盤(pán)A內(nèi)的三條電場(chǎng)線(實(shí)線)，如圖10所示.導(dǎo)體A處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部每點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)都為零，即導(dǎo)體A內(nèi)的每一點(diǎn)，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)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即感應(yīng)電荷的電場(chǎng)線與點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)線重合，且方向相反.×105N/C，方向由O指向B解析：由于球殼達(dá)到靜電平衡后各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，故感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與－q1和＋q2在O處場(chǎng)強(qiáng)的矢量和等大反向，設(shè)由O指向B方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)正方向，即：E＝E感＋E1＋E2＝0所以E感＝－(E1＋E2)＝－[eq\f(kq1,(\f(r,2))2)－eq\f(kq2,(\f(