人教版物理选修3-1习题：第1章 7 静电现象的应用

人教版物理选修3-1习题：第1章 7 静电现象的应用

www.ks5u.com 第一章　7‎ ‎[练案7]‎ ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)‎ ‎1．静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是(　A　)‎ A．涂料微粒一定带正电 B．涂料微粒一定带负电 C．涂料微粒可能带正电，也可能带负电 D．喷嘴与工件之间的电场为匀强电场 解析：根据电荷间的相互作用特点结合题目中现象图分析。静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷涂的目的，喷嘴与工件之间的电场是非匀强电场，选项D错误；由题图知，待喷涂工件带负电，所以涂料微料应带正电，选项A正确，B、C错误。‎ ‎2．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下列四幅图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是(　D　)‎ 解析：球壳处于正电荷的电场中，达到静电平衡，球壳为等势体，球壳的内外表面之间的导体内部场强处处为零，故D选项正确。‎ ‎3．在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是(　A　)‎ 解析：‎ 由于金属圆盘处于静电平衡状态，金属圆盘内各点合场强为零，所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向。又因为点电荷的电场沿P点与点电荷的连线指向点电荷，所以感应电荷产生的电场方向沿P点与点电荷的连线向外。选项A正确。‎ ‎4．一个带有绝缘底座的空心金属球壳A上均匀带有4×10－8C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B上带有2×10－8C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触。如图所示，则A、B带电荷量分别为(　B　)‎ A．QA＝1×10－8 C，QB＝1×10－8 C B．QA＝2×10－8 C，QB＝0‎ C．QA＝0，QB＝2×10－8 C D．QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8 C 解析：由于A、B带异种电荷，接触以后，要先中和掉一部分电荷，中和以后可以把A、B看作一个整体，对于这个整体来说，由于静电平衡它的内壁和B球将无净电荷的分布。所以QA＝2×10－8 C，QB＝0。‎ ‎5．如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是(　BC　)‎ A．鸟的脚爪与金属架绝缘 B．鸟与笼电势相同，无电势差 C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D．起电机使笼带电，笼的电势不会很高 解析：由于金属鸟笼的静电屏蔽作用，使得鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面，C正确；处于静电平衡状态的鸟笼是一个等势体，其上各点电势都相等，故B正确；鸟的脚爪与金属架不是绝缘的，A错误；起电机使鸟笼带电，电势可以达到很高，D错误。‎ ‎6．随着人们生活水平的提高，各种家用电器日益走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列可行的是(　ABD　)‎ A．室内要勤拖地、勤洒些水 B．要勤洗澡、勤换衣服 C．选择柔软、光滑的化纤类衣物 D．尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具 解析：室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织衣物，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度；尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，以防止摩擦起电。‎ 二、非选择题 ‎7．如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时，‎ ‎(1)比较A端和B端电势的高低。‎ ‎(2)比较A点和B点场强大小。‎ ‎(3)比较A、B端外表面场强大小。‎ ‎(4)若A端接地，AB导体带什么电？‎ ‎(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？‎ 答案：(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB。‎ ‎(2)A点和B点场强均为零，EA＝EB＝0。‎ ‎(3)利用电场线分布可知A端分布密，E′A>E′B。‎ ‎(4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关。‎ ‎(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和。‎ ‎ 能力提升 ‎ 一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)‎ ‎1．某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看。为了使电视机不受干扰，可采取的办法是(　D　)‎ A．将电视机用一金属笼子罩起来 B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地 C．将高频热合机用一金属笼子罩起来 D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地 解析：为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确。‎ ‎2．一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示。在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是(　B　)‎ A．φA＝φB　 B．φB＝φC　‎ C．EA＝EB D．EB＝EC 解析：由于空心导体为等势体，所以φB＝φC，选项A错B对；由于A、B、C三处的电场线的疏密程度不同，所以电场强度也不相同，选项C、D错。‎ ‎3．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，则有关放电的论述正确的是(　A　)‎ A．A放电　 B．B放电 C．A、B一起放电 D．A、B之间放电 解析：由题图知，A为尖头、B为圆头。当金属板M、N接在高压电源上时，因末端越尖越容易放电，故A容易放电，选项A正确。‎ ‎4．低碳环保是我们追求的生活方式。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，将铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香产生的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是(　BD　)‎ A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小 解析：‎ 中性空气分子在强电场中被电离成电子和带正电的离子，烟尘颗粒吸附电子后带上负电，在电场力作用下向铝板做加速运动。故B对，A、C错；因铝板与缝被针间的电场线形状相当于横向放置的锥形体，离铝板越近，电场线越稀疏，场强越小，烟尘颗粒受电场力越小，加速度越小。故D对。‎ ‎5．如图所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是(　AC　)‎ 解析：处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，故A、C正确，B错误。D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的。‎ 二、非选择题 ‎6．在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种情况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？‎ ‎(1)Q不跟A接触，如图①所示。‎ ‎(2)Q跟A接触，如图②所示。‎ ‎(3)Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。‎ 答案：(1)B球受到A的吸引力而向右偏　(2)B球受到A的吸引力而向右偏　(3)B球不受A的作用力 解析：(1)如图①所示，Q不跟A接触，A的内、外表面分别感应出等量的负、正电荷，故B受到引力向右偏移。‎ ‎(2)如图②所示，Q跟A接触后组成一个新的等势体，A的外表面带正电，对B产生引力，使之右偏。‎ ‎(3)如图③所示，Q不跟A接触，但A接地，A与大地组成一个等势体，A的外部场强为零，B不受电场力作用。‎ ‎7．(2019·北京市昌平区高二上学期期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。‎ ‎(1)分析在金属球上感应电荷的分布情况；‎ ‎(2)求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；‎ ‎(3)求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E＇，并说明方向。‎ 答案：(1) 左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷 ‎(2)k　(3)k，方向向左 解析：(1)在金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。‎ ‎(2)设在O放置一检验电荷q，＋Q与q间的库仑力为 F＝k 由场强定义E＝ 得：E0＝k ‎(3)由于静电平衡后，O点的合场强为0，所以感应电荷在O点处产生的场强E＇与E0等大反向。‎ E′＝E0＝k，方向向左。‎