【全程學習方略】高中物理 1.4電場中的導體課件 魯科選修31

1.真空中，有兩個等量異種電荷，電荷量均為q，相距為r，兩點電荷連線中點處的電場強度大小為（）A.0B.C.D.【解析】選D.兩點電荷在連線中點處的場強大小相等，方向相同，都等于E==，故中點處的合場強E合=2E=，選D.2.使一個絕緣導體所帶電荷量增加一些，則導體內部的場強將（）A.一定增強B.一定減弱C.可能增強也可能減弱D.保持不變【解析】選D.孤立帶電體是處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零，不隨電荷量的變化而變化.故選D.3.導體體處處于于靜靜電電平平衡衡時時，，下下列列說說法法正正確確的的是是（（））A.導體體內內部部沒沒有有電電場場B.導體體內內部部沒沒有有電電荷荷，，電電荷荷只只分分布布在在導導體體的的外外表表面面C.導體體內內部部場場強強為為零零D.導體體上上的的場場強強不不一一定定處處處處為為零零【解析析】選C、D.導體體內內部部有有電電場場，，分分別別是是場場源源電電荷荷產(chǎn)產(chǎn)生生的的電電場場和和感感應應電電荷荷產(chǎn)產(chǎn)生生的的電電場場，，但但兩兩個個場場強強的的矢矢量量和和為為零零，，A錯C對；；導導體體內內部部有有自自由由電電荷荷，，但但沒沒有有凈凈電電荷荷，，B錯；；導導體體表表面面場場強強可可以以不不為為零零，，D對.4.在一一個個等等邊邊三三角角形形ABC頂點點B、C處各各放放一一個個點點電電荷荷，，測測得得A處的的電電場場強強度度大大小小為為E，方方向向與與BC邊平平行行，，且且指指向向右右，，如如圖圖所所示示，，現(xiàn)現(xiàn)拿拿去去C處的的點點電電荷荷后后，，A處的的電電場場強強度度（））A.大小小仍仍為為E，方方向向從從A指向向BB.大小小仍仍為為E，方方向向從從B指向向AC.大小小變變?yōu)闉?，，方方向向不不變變D.不能能確確定定【解析析】選B.由點點電電荷荷場場強強性性質質知知，，B、C處點點電電荷荷在在A點場場強強方方向向分分別別沿沿BA、AC連線線，，根根據(jù)據(jù)矢矢量量的的分分解解與與合合成成知知，，B、C處電電荷荷在在A點產(chǎn)產(chǎn)生生的的場場強強均均為為E，方方向向分分別別為為由由B指向向A、由由A指向向C，拿拿走走C處的的點點電電荷荷后后，，只只剩剩下下B處點點電電荷荷的的電電場場，，故故B正確確.【典例例1】】如圖圖所所示示，，一一個個電電子子沿沿等等量量異異種種電電荷荷連連線線的的中中垂垂線線由由A→→O→→B勻速速飛飛過過，，電電子子的的重重力力不不計計，，電電子子除除受受電電場場力力以以外外，，受受到到的的另另一一個個力力的的大大小小和和方方向向的的變變化化情情況況為為A.先變變大大后后變變小小，，方方向向水水平平向向左左B.先變大后后變小，，方向水水平向右右C.先變小后后變大，，方向水水平向左左D.先變小后后變大，，方向水水平向右右【思路點撥撥】解答本題題時應把把握以下下兩點：：【標準解答答】選B.由等量異異種電荷荷連線的的中垂線線的電場場線疏密密分布規(guī)規(guī)律可知知，由A→O→→B，電場線線先密后后疏，故故場強先先變大后后變小，，且方向向水平向向右，所所以電子子受到的的電場力力先變大大后變小小.又因為電電子處于于受力平平衡狀態(tài)態(tài)，故另另一個力力也應是是先變大大后變小小，方向向水平向向右，故故選B.【互動探究究】若電子沿沿等量同同種電荷荷連線的的中垂線線運動，，其他條條件不變變，則由由O→A，另一個個力的大大小如何何變化，，由O→B，另一個個力的大大小如何何變化？？【解析】由等量同同種電荷荷連線的的中垂線線的電場場線疏密密分布規(guī)規(guī)律可知知，由O→A或O→B，電場線線先密后后疏，故故場強先先變大后后變小，，所以電電子受到到的電場場力先變變大后變變小.又因為電電子處于于受力平平衡狀態(tài)態(tài)，故另另一個力力也應是是先變大大后變小小.【典例2】如圖所示示，金屬屬球殼的的內外表表面分別用C、D表示，B球與金屬屬球殼內內表面緊緊密接觸.金屬小球球A原來帶正正電，金金屬球殼殼與金屬屬小球B原來不帶帶電，當當用一根根導線將將A、B兩球連接時，，以下判判斷中正正確的是是A.A與B帶正電，，C帶負電，，D帶正電B.D帶正電，，A帶正電，，B與C不帶電C.只有A帶正電，，其他均均不帶電電D.A帶正電，，D帶負電，，B與C不帶電【思路點撥撥】解答本題題時應把把握以下下兩點：：【自主解答答】選B.A與B用導線連連接后，，A、B兩球以及及球殼成成為一個個大導體體，A球表面及及球殼的的外表面面D相當于大大導體的的外表面面，B球表面及及球殼內內表面相相當于大大導體的的內表面面，因為為靜電平平衡導體體的電荷荷只分布布在外表表面上，，故B正確，A、C、D錯誤.【變式訓練練】如圖所示示，B是帶有絕絕緣支架架的空腔腔帶電金金屬球殼殼，A是驗電器器，A、B相距較遠遠，導線線C的一端接接驗電器器的金屬屬球，下下列現(xiàn)象象正確的的是（））A.將C的另一端端與B的外殼接接觸，驗驗電器的的金屬箔箔張開B.將C的另一端端與B的內表面面接觸，，驗電器器的金屬屬箔張開開C.將C的另一端端與B的外殼接接觸，驗驗電器的的金屬箔箔不張開開D.將C的另一端端與B的內表面面接觸，，驗電器器的金屬屬箔不張張開【解析】選A、B.假設B帶正電，，則正電電荷應分分布在B的外表面面上，不不管C接B的外殼還還是內表表面，驗驗電器的的金屬球球導電桿桿和金屬屬箔通過過導線C與B就構成一一個整體體，因平平衡狀態(tài)態(tài)下帶電電體電荷荷只分布布在外表表面上，，由于驗驗電器在在B的外部，，也就成成了這個個整體的的外表面面的一部部分.因此，無無論C的另一端端與B什么地方方接觸，，驗電器器一定帶帶電，故故A、B正確.【典例3】將懸掛在在細線上上的帶正正電的小小球A放在不帶帶電的金金屬空心心球C內（不和和球壁接接觸），，另有一一個懸掛掛在細線線上的帶帶負電的的小球B向C靠近，如如圖所示示，以下下說法正正確的是是A.A往左偏離離豎直方方向，B往右偏離離豎直方方向B.A的位置不不變，B往右偏離離豎直方方向C.A往左偏離離豎直方方向，B的位置不不變D.A、B的位置都都不變【思路點撥撥】解答本題題應把握握以下三三點：【標準解答答】選B.帶正電的的小球A放在不帶帶電的空空心球C內，通過過靜電感感應，空空心球外外殼帶正正電，內內壁帶負負電，因因此，金金屬空心心球C和帶電小小球B帶異種電電荷，所所以B受C球的吸引引往右偏偏離豎直直方向.而由于空空心球C能屏蔽小小球B所產(chǎn)生的的外部電電場，使使小球A不受外外電場場的作作用，，故它它的位位置不不變.【變式訓訓練】如圖所所示，，把原原來不不帶電電的金金屬殼殼B的外表表面接接地，，將一一帶正正電的的小球球A從小孔孔中放放入球球殼內內，但但不與與B發(fā)生接接觸，，達到到靜電電平衡衡后，，則（（））A.B的空腔腔內電電場強強度為為零B.B不帶電電C.B的外表表面帶帶正電電D.B的內表表面帶帶負電電【解析】選D.因為金金屬殼殼的外外表面面接地地，所所以外外表面面沒有有感應應電荷荷，只只有內內表面面有感感應電電荷分分布，，且由由于A帶正電電，B的內表表面帶帶負電電，D對，B、C錯；B的空腔腔內有有帶正正電的的小球球A產(chǎn)生的的電場場和金金屬殼殼內表表面感感應電電荷產(chǎn)產(chǎn)生的的電場場，所所以空空腔內內電場場強度度不為為零，，A錯.【典例4】如圖所所示，，在傾傾角為為θ的很大大的光光滑絕絕緣斜斜面上上，有有一質質量為為m的小球球，所所帶電電荷量量為+q，初速速度v0方向與與斜面面底邊邊AB平行.欲使小小球在在斜面面上沿沿初速速度方方向做做勻速速直線線運動動，需需加一一個勻勻強電電場，，場強強的最最小值值為_____，方向向為_____.【思路點點撥】使小球球在斜斜面上上做勻勻速直直線運運動，，小球球受的的合力力為零零，三三力應應滿足足三角角形定定則.【標準解解答】如圖所所示，，帶電電小球球在斜斜面上上受三三個力力作用用而平平衡，，即重重力、、支持持力和和電場場力，，三個個力的的合力力為零零，所所以mg與N、Eq構成矢量三三角形OPQ.因mg不變，故OQ的大小、方方向不變.又N的方向不變變，由Q點向OP線作垂線，，當QP⊥OP時，qE為最小，所所以當Eq=mgsinθθ時，E有最小值，，可解得E=mgsinθ/q,方向沿斜面面向上.答案：mgsinθ/q沿斜面向上上1.(2010·淄博高二檢檢測)如圖所示，，兩個相同同的空心金金屬球M和N，M帶-q電荷，N不帶電，旁旁邊各放一一個不帶電電的金屬球球P和R(M、N相距很遠，，互不影響響)，當將帶正正電q的小球Q分別放入M和N的空腔時（（））A.P、R上均出現(xiàn)感感應電荷B.P、R上均沒有感感應電荷C.P上有感應電電荷，而R上沒有感應應電荷D.P上沒有感應應電荷，而而R上有感應電電荷【解析】選D.球Q和M帶等量異種種電荷，在在M球外側形成成的合場強強為0，故P上沒有感應應電荷；由由于靜電感感應，N的內側與外外側帶等量量的異種電電荷，它們們和球Q上的電荷在在N外側形成的的合場強不不為0，故R上有感應電電荷，故選選D.2.（2010··濟南高二檢檢測）如圖圖所示，把把一個架在在絕緣支架架上的枕形形導體放在在正電荷形形成的電場場中，導體體處于靜電電平衡時，，下列說法法正確的是是（））A.A、B兩點場強相相等，且都都為零B.A、B兩點的場強強不相等C.感應電荷產(chǎn)產(chǎn)生的附加加場強大小小是|EA|<|EB|D.當電鍵K閉合時，電電子從大地地沿導線向向導體移動動【解析】選A、D.處于靜電平平衡中的導導體內部場場強處處為為零，故A正確，B錯誤；在導導體內部任任意一點，，感應電荷荷產(chǎn)生的場場強大小等等于點電荷荷在該點產(chǎn)產(chǎn)生的場強強大小，因因為點電荷荷產(chǎn)生的場場強|EA|>|EB|，所以感應應電荷產(chǎn)生生的場強|EA|>|EB|，故C錯誤；當電電鍵K閉合時，由由靜電感應應可知，枕枕形導體帶帶負電，故故電子從大大地沿導線線向導體移移動.D正確.3.（2010··南京高二檢檢測）在真真空中有兩兩個點電荷荷A和B，電荷量分分別為-Q和+2Q，相距為2l,如果在兩個個點電荷連連線的中點點O處有一個半半徑為r（r<l）的空心金金屬球，且且球心位于于O點，如圖所所示，則球球殼上的感感應電荷在在O處的場強大大小與方向向為（））A.，向左B.，向右C.，向左D.，向右【解析】選B.根據(jù)靜電平平衡的特點點知，O點的合場強強為零.-Q和+2Q在O點產(chǎn)產(chǎn)生生的的場場強強E=EA+EB=+=，方方向向向向左左，，則則感感應應電電荷荷在在O點產(chǎn)產(chǎn)生生的的場場強強E′′=E=，方方向向向向右右，，故故選選B.4.（2010··廈門門高高二二檢檢測測））電電工工穿穿的的高高壓壓作作業(yè)業(yè)服服是是用用銅銅絲絲編編織織的的，，下下列列說說法法正正確確的的是是（（））A.銅絲絲編編織織的的衣衣服服不不易易拉拉破破B.銅絲絲編編織織的的衣衣服服美美觀觀C.電工工被被銅銅絲絲衣衣服服所所包包裹裹，，使使體體內內場場強強為為零零D.銅絲絲電電阻阻小小，，能能對對人人體體起起到到保保護護作作用用【解析析】選C.電工工穿穿的的高高壓壓作作業(yè)業(yè)服服能能起起到到靜靜電電屏屏蔽蔽的的作作用用，，使使體體內內場場強強為為零零.選C.1.（5分））家家用用電電視視機機外外殼殼一一般般不不是是由由金金屬屬制制成成的的，，其其主主要要原原因因是是（（））A.減輕輕電電視視機機的的重重量量，，以以便便搬搬動動B.以防防電電視視機機外外殼殼生生銹銹，，有有利利于于美美觀觀C.以防防靜靜電電，，造造成成傷傷人人事事故故D.以防靜電屏蔽蔽，有利于電電磁波的接收收，使圖像清清晰【解析】選D.家用電視機要要接收電磁波波，如果用金金屬制成容易易發(fā)生靜電屏屏蔽，不利于于接收電磁波波.故選D.2.（5分）在具有一一定厚度的空空心金屬球殼殼的球心位置置處放一正電電荷，下列四四幅圖畫出了了其空間點的的電場線情況況，符合實際際情況的是（（）【解析】選D.靜電平衡狀態(tài)態(tài)的導體內部（實體體部分）場強強處處為零，靜電感應應的結果使球球殼上的電荷分布如圖圖所示.故選D.3.（5分）兩個質量量分別是m1、m2的小球，各用用絲線懸掛在在同一點，當當兩球分別帶帶同種電荷，，且電荷量分分別為q1、q2時，兩絲線張張開一定的角角度θ1、θ2，兩球位于同同一水平線上上，如圖所示示，則下列說說法正確的是是（））A.若m1>m2，則θ1>θ2B.若m1=m2，則θ1=θ2C.若m1<m2，則θ1>θ2D.若q1=q2，則θ1=θ2【解析】選B、C.m1、m2受力如圖所示示，由平衡條條件可知，m1g=Fcotθ1，m2g=F′cotθ2，因為F=F′,則，所以選B、C.4.(2009·上海高考)（5分）兩帶電量量分別為q和-q的點電荷放在在x軸上，相距為為l,能正確反映兩兩電荷連線上上場強大小E與x關系的圖是（（）【解析】選A.由等量異種點點電荷的電場場強度的關系系可知，在兩兩電荷連線中中點處電場強強度最小，但但不是零，從從兩點電荷向向中點電場強強度逐漸減小小，因此A正確.5.（5分）一個不帶帶電的空心金金屬球,在球內放一點電荷荷+q,如圖所示,當電荷在球內內空間移動時,只要電荷不與與內壁接觸,就有()A.球外各點電場場變化,球內各點電場場不變B.球外各各點電電場不不變,球內各各點電電場變變化C.球內外外各點點電場場均不不變D.球內外外各點點電場場均變變化【解析】選B.點電荷荷不與與球內內壁接接觸,由于靜靜電感感應,空心金金屬球球內壁壁帶負負電荷荷,外壁感感應出出等量量的正正電荷荷,由于電電場線線與金金屬球球表面面垂直直,故q移動時時,球上感感應電電荷不不變,則球外外電場場不變變;球內的的電場場是由由q與球內內壁上上感應應電荷荷的電電場疊疊加而而成,故q移動時時,球內電電場變變化,因此B正確,A、C、D錯.6.（5分）如如圖所所示，，在x軸上有有兩個個點電電荷A、B，帶電電荷量量分別別為+Q1與-Q2，且Q1=2|Q2|，用E1和E2分別表表示兩兩個點點電荷荷所產(chǎn)產(chǎn)生的的場強強的大大小，，則在在x軸上應應有（（））A.E1=E2的點只只有一一處，，該處處合場場強為為零B.E1=E2的點共共有兩兩處，，一處處合場場強為為零，，另一一處合合場強強為2E2C.E1=E2的點點共共有有三三處處，，其其中中兩兩處處合合場場強強為為零零，，另另一一處處合合場場強強為為2E2D.E1=E2的點點共共有有三三處處，，其其中中一一處處合合場場強強為為零零，，另另兩兩處處合合場場強強為為2E2【解析析】選B.由題題圖圖可可知知，，在在A、B之間間的的x軸上上，，A、B兩電電荷荷的的場場強強方方向向相相同同，，不不存存在在合合場場強強為為零零的的點點，，但但合合場場強強為為2E2可能能存存在在（（只只有有一一處處））；；在在A點左左側側的的x軸上上，，可可以以判判斷斷得得知知，，也也不不存存在在合合場場強強為為零零的的點點，，因因這這一一區(qū)區(qū)間間內內距A近，，而而距距B遠，，但但A點處處的的電電荷荷量量大大于于B點處處的的電電荷荷量量，，故故不不可可能能出出現(xiàn)現(xiàn)E1=E2的位位置置，，自自然然也也就就沒沒有有合合場場強強為為零零的的點點，，這這樣樣符符合合合合場場強強為為零零的的位位置置只只有有在在B點右右側側的的x軸上上，，且且是是惟惟一一確確定定的的位位置置.設A、B相距距為為r，合合場場強強為為零零的的點點在在B點右右側側距距B為x遠處，，則則x=(+1)r，同同理理E1=E2，且且合合場場強強為為2E2的位位置置在在A、B之間間的的x軸上上，，并并有有惟惟一一確確定定值值，，即即在在B點左左側側距距B為x=(-1)r處，，故故選選B.7.（10分）在真真空中有有兩個點點電荷q1和q2，分別位位于A和B，A、B相距20cm，如圖所所示，q1為4×10-8C，q2為-8×10-8C.則（1）在AB連線上A的外側離離A20cm處的D點場強大大小、方方向如何何？（2）能否在在D點處引入入一個帶帶負電荷荷的q，通過求求出q在D處受的電電場力，，然后根根據(jù)E=求出D處的場強強大小和和方向？【解析】】（1）q1在D點產(chǎn)產(chǎn)生的場場強E1==9×109×N/C=9×103N/C,方向向向左.q2在D點產(chǎn)產(chǎn)生的場場強E2==9×109×N/C=4.5××103N/C,方向向右右.D點的合合場強E=E1-E2=4.5×103N/C，，方向向向左.（2）可可以，因因為電場場中某點點的場強強由電場場本身決決定，與與放入的的電荷無無關，不不論放入入電荷的的電量是是多少，，也不論論放入電電荷的電電性如何何，該點點的場強強大小、、方向是是確定的的.8.(10分)如圖所示示，長為為l的金屬桿桿原來不帶帶電，在在距其右右端d處放一個個電荷量為為+q的點電荷荷.(1)金屬桿中中點處的的電場強強度為多多少？(2)金屬桿的的感應電電荷在桿桿中點處處產(chǎn)生的的電場強強度為多多大？【解析】(1)金屬桿處處于靜電電平衡狀狀態(tài)，其其內部場場強處處處為零.因此，金金屬桿中中點處的的電場強強度為0.(2)點電荷q在金屬桿桿中點處處產(chǎn)生的的場強E點==,方向水平向向左.由于桿中點點處的場強強為零，所所以感應電電荷在桿中中點處產(chǎn)生生的場強與與點電荷在在該處產(chǎn)生生的場強大大小相等，，方向相反反.所以，感應應電荷在桿桿中點處產(chǎn)產(chǎn)生的場強強E感=E點=.答案：(1)0(2)1.在點電荷-Q的電場中，，一金屬圓圓盤處于靜靜電平衡狀狀態(tài)，若圓圓盤與點電電荷在同一一平面內，，則盤上感感應電荷在在盤中A點所激發(fā)的的附加場強強E′的方向在下下圖中正確確的是（））【