靜電現(xiàn)象的應(yīng)用測(cè)試題(有答案)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)




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)體的外表面
C.導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷的運(yùn)動(dòng)
D.以上說(shuō)法均不正確
答案:ABC
2.一個(gè)不帶電金屬球殼,在它的球心放入一個(gè)正電荷,其電場(chǎng)分布是圖1-7-8中的(  )

圖1-7-8
解析:選B.由于處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零,故A選項(xiàng)不正確;由于空腔內(nèi)部有一個(gè)正電荷,故在空腔內(nèi)表面感應(yīng)出等量的負(fù)電荷,外表面感應(yīng)出等量的正電荷,因此C、D選項(xiàng)不正確;因外表面上分布有正電荷,故電場(chǎng)線(xiàn)應(yīng)呈輻射狀,所以B選項(xiàng)正確.
3.如圖1-7-9所示,在原不帶電的金屬細(xì)桿ab附近P處,放置一個(gè)正點(diǎn)電荷,達(dá)到靜電平衡后,下列說(shuō)法正確的是(  )

圖1-7-9
A.a(chǎn)端的電勢(shì)比b端的高
B.b端的電勢(shì)比d點(diǎn)的低
C.a(chǎn)端的電勢(shì)不一定比d點(diǎn)的低
D.桿內(nèi)c處的場(chǎng)強(qiáng)的方向由a指向b
解析:選B.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,整體是一個(gè)等勢(shì)體,由此判斷選項(xiàng)B正確.
4.如圖1-7-10所示,兩個(gè)相同的空心金屬球和N,帶-Q電荷,N不帶電(、N相距很遠(yuǎn),互不影響),旁邊各放一個(gè)不帶電的金屬球P和R,當(dāng)將帶正電Q的小球分別放入和N的空腔中時(shí)(  )


圖1-7-10
A.P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷
B.P、R上均沒(méi)有感應(yīng)電荷
C.P上有,而R上沒(méi)有感應(yīng)電荷
D.P上沒(méi)有,而R上有感應(yīng)電荷
解析:選D.當(dāng)將帶正電Q的小球放入的空腔中時(shí),對(duì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)使的內(nèi)表面帶負(fù)電,而外表面帶正電,其電荷量為Q,它與原金屬球外表面所帶的-Q正好中和,使外表面不帶電,實(shí)際上是所帶-Q被吸引至內(nèi)表面,所以金屬球外部不存在電場(chǎng),不能對(duì)P產(chǎn)生靜電感應(yīng),P上沒(méi)有感應(yīng)電荷.當(dāng)將帶正電Q的小球放入原不帶電的N的空腔中時(shí),對(duì)N產(chǎn)生靜電感應(yīng),使N內(nèi)表面帶負(fù)電荷,N外表面帶正電荷,N外部有電場(chǎng),對(duì)R產(chǎn)生靜電感應(yīng),使左端帶負(fù)電,右端帶正電.選項(xiàng)D正確.
5.有一絕緣空心金屬球A,帶有4×10-6C的正電荷,一個(gè)有絕緣柄的金屬小球B,帶有2×10-6C的負(fù)電荷,若把B球跟A球的內(nèi)壁相接觸,則B球上的帶電荷量為_(kāi)_______C,A球上的帶電荷量為_(kāi)_______C,電荷分布在________.
解析:B跟A相接觸后,它們成為一個(gè)導(dǎo)體,所有電荷都將分布在導(dǎo)體的外表面.在A的外表面,部分正電荷與所有負(fù)電荷發(fā)生中和現(xiàn)象,未被中和的正電荷仍分布在A的外表面.
答案:0。2×10-6 A的外表面

一、選擇題
1.處于靜電平衡中的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的原因是(  )
A.外電場(chǎng)不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部
B.所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零
C.外電場(chǎng)和所有感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零
D.以上解釋都不正確
答案:C
2.圖1-7-11中接地金屬球A的半徑為R,球外點(diǎn)電荷的電荷量為Q,到球心的距離為r.該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)在球心的場(chǎng)強(qiáng)等于(  )

圖1-7-11
A.kQr2-kQR2    B.kQr2+kQR2
C.0 D.kQr2
解析:選D.本題求解的是點(diǎn)電荷Q在球心處的場(chǎng)強(qiáng),不是合場(chǎng)強(qiáng).根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式求得E=kQr2,故D對(duì).X k b 1 . c o
3.一金屬球,原不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線(xiàn)放置一均勻帶電的細(xì)桿N,如圖1-7-12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(  )

圖1-7-12
A.Ea最大       B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
解析:選C.感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與場(chǎng)電荷在球內(nèi)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和為零.離場(chǎng)電荷越近的點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)越大,所以感應(yīng)電荷在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)也越大,選項(xiàng)C正確.
4.如圖1-7-13所示,在兩個(gè)固定電荷+q和-q之間放入兩個(gè)原不帶電的導(dǎo)體,1、2、3、4為導(dǎo)體上的四個(gè)點(diǎn),在達(dá)到靜電平衡后,各點(diǎn)的電勢(shì)分別是φ1、φ2、φ3、φ4,則(  )

圖1-7-13
A.φ4>φ3>φ2>φ1       B.φ4=φ3>φ2=φ1
C.φ4<φ3<φ2<φ1 D.φ4=φ3<φ2=φ1
解析:選B.正負(fù)電荷間電場(chǎng)線(xiàn),由正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止,沿電場(chǎng)線(xiàn)電勢(shì)逐漸降低,又因?yàn)樘幱陔妶?chǎng)中的兩導(dǎo)體都處于靜電平衡狀態(tài),所以φ4=φ3>φ2=φ1,B對(duì).
5.如圖1-7-14所示,空心導(dǎo)體上方有一靠近的帶有正電的帶電體.當(dāng)一個(gè)重力不計(jì)的正電荷以速度v水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時(shí),電荷將做(  )

圖1-7-14
A.向上偏轉(zhuǎn)的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)
B.向下偏轉(zhuǎn)的類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)
C.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
解析:選C.根據(jù)靜電屏蔽原理可知導(dǎo)體空腔中沒(méi)有電場(chǎng),故C正確.
6.(2011年長(zhǎng)沙高二檢測(cè))電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.銅絲編織的衣服不易拉破,所以用銅絲編織
B.電工被銅絲編織的衣服包裹,使體內(nèi)電勢(shì)保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用
C.電工被銅絲編織的衣服包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用
D.銅絲必須達(dá)到一定厚度,才能對(duì)人體起到保護(hù)作用
答案:C
7.如圖1-7-15所示,在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q,另一表面絕緣、帶正電的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn),且不影響原電場(chǎng))自左以初速度v0在金屬板上向右運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(  )

圖1-7-15
A.小球先做減速后加速運(yùn)動(dòng)
B.小球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C.小球受到的靜電力對(duì)小球先做負(fù)功,后做正功
D.小球受到的靜電力對(duì)小球做功為零
解析:選BD.金屬板處于靜電平衡狀態(tài),表面為等勢(shì)面.因此小球受到的靜電力不做功,小球電勢(shì)能保持不變,所以動(dòng)能保持不變,故B、D正確.
8.(2011年湖北八校高三第二次聯(lián)考)如圖1-7-16所示,絕緣金屬球殼的空腔內(nèi)有一帶電小球,現(xiàn)在球殼左側(cè)放一帶電小球A,下列說(shuō)法正確的是(  )

圖1-7-16
A.A球?qū)η驓?nèi)的電場(chǎng)不影響
B.由于靜電屏蔽,球殼內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)
C.球殼內(nèi)外表面均沒(méi)有電荷
D.由于球殼接地,空腔內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)外部也沒(méi)有影響
解析:選AD.由于金屬球殼接地,對(duì)內(nèi)外電場(chǎng)都有屏蔽作用,故A、D對(duì),球殼外表面沒(méi)有電荷,因?yàn)榭涨粌?nèi)有帶電體,所以空腔內(nèi)有電場(chǎng),內(nèi)表面有感應(yīng)電荷,故B、C錯(cuò).
9.如圖1-7-17所示,為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電),現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小金屬球A放入腔中,當(dāng)靜電平衡時(shí),圖中a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)φ的關(guān)系是(  )

圖1-7-17
A.Ea>Eb>Ec,φa>φb>φc
B.Ea=Eb>Ec,φa=φb>φc
C.Ea=Eb=Ec,φa=φb>φc
D.Ea>Ec>Eb,φa>φb>φc
解析:選D.靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)E=0即Eb=0,沿電場(chǎng)線(xiàn)方向電勢(shì)越越低,在球形導(dǎo)體外的電場(chǎng)分布與正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)類(lèi)似,故D選項(xiàng)正確.
二、計(jì)算題
10.如圖1-7-18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(xiàn)(用實(shí)線(xiàn)表示,要求嚴(yán)格作圖).

圖1-7-18
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(xiàn)(實(shí)線(xiàn)),如圖所示.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(xiàn)與點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)線(xiàn)重合,且方向相反.

答案:見(jiàn)解析
11.如圖1-7-19所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別為q1=-9.0×10-9C、q2=2.7×10-8C,彼此相距r=6 c,在其連線(xiàn)中點(diǎn)處放一半徑為1 c的金屬球殼,求球殼上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度.

圖1-7-19
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
∴E感=-(E1+E2)=-[kq1r22-kq2r22]
=-[9×109×-9×10-90.032-9×109×2.7×10-80.032] N/C
=3.6×105 N/C,方向由O指向B.
答案:3.6×105 N/C,方向由O指向B
12.如圖1-7-20所示,帶電導(dǎo)體A處于靜電平衡狀態(tài),電勢(shì)為φ=200 V.、N是A表面上的兩點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度E=4 EN.今把一電量為q=5×10-8C的正電荷分別由點(diǎn)、N點(diǎn)移到無(wú)限遠(yuǎn)處,求電場(chǎng)力做的功.

圖1-7-20
解析:由靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)得:
φ=φN=φ=200 V
移到無(wú)限遠(yuǎn)處電場(chǎng)力做功:
W=WN=qU=q(φ-0)=5×10-8×200 J
=1.0×10-5 J.
答案:均為1.0×10-5 J




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