2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用4靜電的防止與利用課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修3

PAGEPAGE6靜電的防止與利用eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘),\s\do5())一、單項(xiàng)選擇題1．導(dǎo)體處于靜電平衡，下列說法正確的是(D)A．導(dǎo)體內(nèi)部沒有電場B．導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面C．導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷的運(yùn)動D．以上說法均不正確解析：導(dǎo)體處于靜電平衡，導(dǎo)體內(nèi)部不是沒有電場，而是外電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場的合場強(qiáng)為零，但兩場強(qiáng)仍舊存在，故A錯；對于B，不能說沒有電荷，凈電荷只分布在外表面上，自由電子和正電荷仍存在，只是顯中性，故B錯；對于C，導(dǎo)體內(nèi)部的電荷(電子與正電荷)的熱運(yùn)動仍舊存在，故C錯．2．如圖所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無電荷．在靜電平衡后，下列物理量中不為零的是(C)A．導(dǎo)體空腔內(nèi)隨意點(diǎn)的場強(qiáng)B．導(dǎo)體空腔內(nèi)隨意點(diǎn)的電勢C．導(dǎo)體外表面的電荷量D．導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量解析：靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)到處為零，且內(nèi)表面不帶電．由于導(dǎo)體接地，故整個導(dǎo)體的電勢為零．導(dǎo)體外表面受帶電體Q的影響，所帶電荷量不為零，故選項(xiàng)C正確．3.如圖所示，在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球P緩緩靠近(不相碰)，下列說法中正確的是(C)A．B端的感應(yīng)電荷越來越少B．導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)越來越大C．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)D．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)相等解析：絕緣導(dǎo)體緩緩靠近小球P時(shí)，小球P上的負(fù)電荷在絕緣導(dǎo)體所在區(qū)域產(chǎn)生的電場增加，將會有更多的自由電子向絕緣導(dǎo)體的B端移動，B端的感應(yīng)電荷越來越多，選項(xiàng)A錯誤；絕緣導(dǎo)體始終處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場強(qiáng)始終為零，選項(xiàng)B錯誤；導(dǎo)體上感應(yīng)電荷在導(dǎo)體上某點(diǎn)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)大小等于小球P上的負(fù)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)，故選項(xiàng)C正確、D錯誤．4．電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列說法正確的是(C)A．銅絲編織的衣服不簡單拉破，所以用銅絲編織衣服B．電工被銅絲編織的衣服所包袱，使體內(nèi)電勢保持為零，對人體起愛護(hù)作用C．電工被銅絲編織的衣服所包袱，使體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零，對人體起愛護(hù)作用D．銅絲必需達(dá)到肯定的厚度，才能對人體起到愛護(hù)作用解析：當(dāng)人體干脆處于強(qiáng)大電場之中時(shí)，很簡單由于靜電感應(yīng)而被電到．但若被銅絲編織的衣服所包袱，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，銅絲衣服的屏蔽作用使人體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零，對人體起愛護(hù)作用．5．在點(diǎn)電荷－Q的電場中，一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)，若圓平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，則盤上感應(yīng)電荷在盤中A點(diǎn)所激發(fā)的附加場強(qiáng)E′的方向在選項(xiàng)圖中正確的是(A)解析：感應(yīng)電荷在盤中A點(diǎn)激發(fā)的附加場強(qiáng)E′應(yīng)與－Q在A點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向，故A正確．6．如圖，把一個不帶電的枕型導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)，在a、b兩端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說法正確的是(C)A．閉合開關(guān)S1，有電子從枕型導(dǎo)體流向大地B．閉合開關(guān)S2，有電子從枕型導(dǎo)體流向大地C．閉合開關(guān)S1，有電子從大地流向枕型導(dǎo)體D．閉合開關(guān)S2，沒有電子通過開關(guān)S2解析：在S1、S2都閉合前，對枕型導(dǎo)體，它的電荷是守恒的，a、b出現(xiàn)負(fù)、正電荷等量，當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2中的任何一個以后，便把大地與導(dǎo)體連通，使大地也參加了電荷轉(zhuǎn)移，因此，導(dǎo)體本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒，由于靜電感應(yīng)，a端仍為負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)處應(yīng)感應(yīng)出正電荷，因此無論閉合開關(guān)S1還是開關(guān)S2，都應(yīng)有電子從大地流向?qū)w，故C選項(xiàng)正確．7.如圖所示，將懸掛在細(xì)線上的帶正電荷的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與內(nèi)壁接觸)，另有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B，向C球靠近，則(B)A．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向B．A的位置不變，B向右偏離豎直方向C．A向左偏離豎直方向，B的位置不變D．A、B的位置都不變解析：金屬球殼C能屏蔽外部的電場，外部的電場不能深化內(nèi)部，因此小球A不會受到電場力的作用，不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；金屬球殼C處在電荷A的電場中，內(nèi)壁是近端，感應(yīng)出異號電荷帶負(fù)電，外壁是遠(yuǎn)端，感應(yīng)出同號電荷帶正電，正的感應(yīng)電荷在外部空間同樣會激發(fā)電場，對小球B有吸引的作用，小球B向右偏，選項(xiàng)B正確．故選B.二、多項(xiàng)選擇題8.如圖所示，水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場)，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面對右運(yùn)動到右端，在該運(yùn)動過程中(ACD)A．小球做勻速直線運(yùn)動B．小球先做減速運(yùn)動，后做加速運(yùn)動C．小球的電勢能保持不變D．靜電力對小球所做的功為零解析：由于金屬板處于點(diǎn)電荷Q形成的電場中，達(dá)到靜電平衡后，金屬板的上表面是一個等勢面，表面上電場線是垂直向下的，所以小球受到重力、支持力、向下的電場力，合力為零，故小球做勻速直線運(yùn)動．電場力對小球不做功．選A、C、D.9．如圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場后，分落在收集板中心的兩側(cè)．對礦粉分別的過程，下列表述正確的有(BD)A．帶正電的礦粉落在右側(cè) B．靜電力對礦粉做正功C．帶負(fù)電的礦粉電勢能變大 D．帶正電的礦粉電勢能變小解析：由題意可知，帶正電的礦粉受負(fù)極板的吸引落至左側(cè)，此過程靜電力做正功，電勢能削減；同理可知，帶負(fù)電的礦粉落至右側(cè)，靜電力做正功，電勢能削減．故選項(xiàng)B、D正確．10．如圖所示，四組靜電試驗(yàn)中，能使左邊的驗(yàn)電器的金箔張開的是(AC)解析：處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體所帶的電荷都分布在導(dǎo)體的外表面，用導(dǎo)線連接之后，左邊的金箔也是外表面，故A、C均正確，B錯誤．D選項(xiàng)中由于靜電屏蔽的作用，驗(yàn)電器不受外電場的影響，故金箔是閉合的．三、非選擇題11．如圖所示，一導(dǎo)體AB放在一負(fù)電荷的電場中，導(dǎo)體AB與大地是絕緣的，當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)．(1)比較A端和B端電勢的凹凸．(2)比較A點(diǎn)和B點(diǎn)場強(qiáng)大?。?3)比較A、B端外表面場強(qiáng)大小．(4)若A端接地，AB導(dǎo)體帶什么電？(5)若把A端和B端用導(dǎo)線連接，A、B端電荷中和嗎？答案：(1)AB導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，是等勢體，φA＝φB.(2)A點(diǎn)和B點(diǎn)場強(qiáng)均為零，EA＝EB＝0.(3)利用電場線分布可知A端分布密，E′A>E′B.(4)AB導(dǎo)體處于負(fù)電荷的電場中，其電勢低于大地的零電勢，負(fù)電荷要從AB流向大地，則導(dǎo)體帶正電，與A、B哪端接地?zé)o關(guān)．(5)A端和B端等勢，電荷不沿導(dǎo)體移動，電荷不會中和．12．如圖所示，長為L的金屬桿原來不帶電，在距其左端r處放一個電荷量為q的點(diǎn)電荷．問：(1)金屬桿中點(diǎn)處的場強(qiáng)為多少？(2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)