2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)4電場(chǎng)中的導(dǎo)體含解析魯科版選修3-1

PAGE3-課時(shí)分層作業(yè)(四)電場(chǎng)中的導(dǎo)體(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．某探討性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)學(xué)問(wèn)后對(duì)電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行探討，發(fā)覺(jué)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的。下列各同學(xué)的相識(shí)正確的是()A．甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B．乙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服包袱，使體內(nèi)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)人體起愛(ài)護(hù)作用C．丙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服包袱，使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零，對(duì)人體起愛(ài)護(hù)作用D．丁認(rèn)為銅絲必需達(dá)到肯定的厚度，才能對(duì)人體起到愛(ài)護(hù)作用C[高壓作業(yè)服用銅絲編織，是實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽，以達(dá)到對(duì)人體的愛(ài)護(hù)。]2．點(diǎn)電荷A和B，分別帶正電和負(fù)電，電荷量分別為4Q和Q，在A、B連線上，如圖所示，則電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方在()A．A和B之間 B．A右側(cè)C．B左側(cè) D．A的右側(cè)及B的左側(cè)C[因?yàn)锳帶正電，B帶負(fù)電，所以只有A右側(cè)和B左側(cè)它們的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，因?yàn)镼A＞QB，所以只有B左側(cè)，才有可能EA與EB等大反向，因而才可能有EA和EB矢量和為零的狀況。]3.如圖所示，在金屬球殼內(nèi)部球心處放置一帶電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，A點(diǎn)在球殼內(nèi)，B點(diǎn)在殼壁中，C點(diǎn)在殼外，則下列說(shuō)法正確的是()A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零B．EA＞EB＞ECC．假如A、C兩點(diǎn)和球心在一條直線上，則A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同D．B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向球心C[達(dá)到靜電平衡時(shí)球殼內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷，外壁感應(yīng)出正電荷，殼壁中場(chǎng)強(qiáng)為零，即EB＝0，其余各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)用公式E＝keq\f(Q,r2)(r為該點(diǎn)到球心的距離)計(jì)算，所以，假如A、C兩點(diǎn)和球心在一條直線上，則A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，且EA＞EC。故選項(xiàng)C正確。]4.一金屬球原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球直徑的延長(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，則()A．Ea最大 B．Eb最大C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝EcC[處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零，故a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都為零。靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加的結(jié)果，所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與MN在這一點(diǎn)形成的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向。比較a、b、c三點(diǎn)的感應(yīng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)，實(shí)質(zhì)上是比較帶電細(xì)桿MN在這三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。由于c點(diǎn)離MN最近，故MN在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也最大。正確選項(xiàng)為C。]5.(多選)如圖所示，半徑為R的硬橡膠圓環(huán)上帶有勻稱分布的負(fù)電荷，總電荷量為Q，若在圓環(huán)上切去一小段l(l遠(yuǎn)小于R)，已知靜電力常量為k，則圓心O處的電場(chǎng)()A．方向從O指向AB B．方向從AB指向OC．場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(klQ,R2) D．場(chǎng)強(qiáng)大小為eq\f(klQ,2πR3)BD[AB段的電荷量q＝eq\f(Q,2πR)l，則AB段在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝keq\f(q,R2)＝keq\f(Ql,2πR3)，方向從O指向AB，所以剩余部分圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小等于eq\f(klQ,2πR3)，方向從AB指向O，故選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤。]6．如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，它們相距L，假如在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一半徑為r(2r<L)的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為()A.eq\f(12kQ,L2)，水平向右 B.eq\f(12kQ,L2)，水平向左C.eq\f(3kQ,L2)，水平向右 D.eq\f(3kQ,L2)，水平向左A[兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小為E1＝keq\f(Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＋keq\f(2Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq\f(12kQ,L2)，方向水平向左。依據(jù)靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)可知，球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小與兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為E2＝E1＝eq\f(12kQ,L2)，方向水平向右，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形四個(gè)頂點(diǎn)A、B、C、D處依次放置有點(diǎn)電荷－2Q、＋2Q、－Q、＋2Q，試求正方形的中心O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)。[解析]B、D兩點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等值反向。A點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EA＝keq\f(2Q,r2)＝eq\f(k·2Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)L))2)＝keq\f(4Q,L2)C點(diǎn)處的點(diǎn)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為EC＝keq\f(Q,r2)＝eq\f(kQ,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)L))2)＝keq\f(2