2020年高中物理 第1章 静电场 7 静电现象的应用课时作业 新人教版选修3-1

2020年高中物理 第1章 静电场 7 静电现象的应用课时作业 新人教版选修3-1

第一章　7 静电现象的应用 ‎ 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＝1×10－‎8C，QB＝1×10－‎‎8C B．QA＝2×10－‎8C，QB＝0‎ C．QA＝0，QB＝2×10－‎‎8C D．QA＝4×10－‎8C，QB＝－2×10－‎‎8C 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看做一个整体，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＝2×10－‎8C，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．如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针(其顶端是尖的)，在顶针上装上金属风针，若给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列说法中正确的是 (　ABC　) ‎ A．风针尖端附近的等势面和电场线分布较密 B．风针附近的空气在强电场下发生电离 C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动 D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出 解析：圆形金属板与风针分别接上正、负高压后，风针附近产生强电场，且风针尖端处电场最强，因此风针尖端附近的电场线分布较密，由于电场线密的地方等势面密，故风针尖端附近的等势面也密。风针附近产生强电场使空气发生电离，空气中的阳离子会向风针的尖端运动与针尖负电荷中和，发生放电观象，而空气中的负离子因受排斥力而向相反方向运动。由于反冲，风针就旋转起来。如果交换金属板与风针电荷电性，风针不可能放出正电荷，导体内只有自由运动的电子。‎ 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．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则 (　BD　) ‎ A．在B的内表面带正电荷，φB＝φC＝0‎ B．在B的右侧外表面带正电荷 C．验电器的金属箔片将张开，φB<φC D． φB＝φC，B的左右两侧电势相等 解析：由于静电感应B的左侧带负电荷右侧带正电荷，内部场强处处为零，故B正确C错误；整个导体为等势体φB＝φC≠0，所以，A错误D正确。‎ ‎5．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 ‎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．(2017·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。‎