課時訓練7靜電現象的應用題組一靜電平衡1.處于靜電平衡中的導體,內部電場強度處處為零的原因是()A.外電場不能進入導體內部B.所有感應電荷在導體內部產生的電場強度之和為零C.外電場和所有感應電荷的電場在導體內部疊加的結果為零D.以上解釋都不正確解析:靜電平衡中的導體,由于外電場和感應電荷的電場在導體內部疊加,故其內部電場強度之和為零。答案:C2.如圖所示,A、B為兩個帶等量異號電荷的金屬球,將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間,則下列敘述不正確的是()棒的電勢一定高于D棒的電勢B.當用導線將C棒的x端與D棒的y端連接的瞬間,將有從y流向x的電子流C.若將B球接地,B所帶的負電荷全部流入大地D.若將B球接地,B所帶的負電荷還將保留一部分解析:由如圖所示的電場線方向可知,A、B、C、D的電勢高低為φA>φC>φD>φB。當用導線將C棒的x端與D棒的y端連接的瞬間,將有自由電子從電勢低的D棒流向電勢高的C棒,這時C與D已通過導線連接為一個導體了,靜電平衡后,它們的電勢相等,C的x端仍帶負電,D的y端仍帶正電,而C的右端及D的左端均不帶電,即C右端的正電荷與D左端的負電荷中和掉了。當將B球接地時,一部分自由電子從低于大地電勢的B球上流向大地,而另一部分電子受到D棒y端正電荷的吸引而保留在靠近y的近端處,如果把帶正電的A球移走,接地的B球上的負電荷才全部流入大地。故選項C不正確。答案:C3.如圖所示,在孤立點電荷+Q形成的電場中,金屬圓盤A處于靜電平衡狀態。若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面內,試在圓盤A內作出由盤上感應電荷形成的電場的三條電場線(用實線表示,要求嚴格作圖)。解析:圓盤A處于靜電平衡狀態,因此內部各點的合電場強度都為零,即圓盤A內的每一點處,感應電荷產生的電場強度都與點電荷+Q在該點產生的電場強度大小相等、方向相反。答案:如圖所示。題組二靜電屏蔽4.如圖所示,空心金屬球殼上所帶電荷量為+Q,關于O、M兩點電場強度EO、EM的說法中正確的是()≠0EM=0 =0EM≠0=0EM=0 ≠0EM≠0解析:靜電平衡狀態中的導體內部電場強度處處為零。答案:C5.每到夏季,我國各地紛紛進入雨季,雷雨等強對流天氣頻繁發生。當我們遇到雷雨天氣時,一定要注意避防雷電。下列說法正確的是()①不宜使用無防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭②不要接觸天線、金屬門窗、建筑物外墻,遠離帶電設備③固定電話和手提電話均可正常使用④在曠野,應遠離樹木和電線桿A.①②③ B.①②④C.①③④ D.②③④解析:表面具有突出尖端的導體,在尖端處的電荷分布密度很大,使得其周圍電場很強,就可能使其周圍的空氣發生電離而引發尖端放電。固定電話和手提電話的天線處有尖端,易引發尖端放電造成人體傷害,故不能使用。答案:B6.某研究性學習小組學習電學知識后對電工穿的高壓作業服進行研究,發現高壓作業服是用棉線與銅絲編織的,下列幾位同學的理由正確的是()A.甲認為銅絲編織的衣服不易被拉破,所以用銅絲編織B.乙認為銅絲編織的衣服只有達到密不透風的情況才能對人體起保護作用C.丙認為電工被銅絲編織的衣服包裹,使內部的電場強度為零,對人體起保護作用D.丁認為銅絲編織的高壓作業服必須達到一定的厚度,才能對人體起到保護作用解析:用銅絲編織的衣服可起到靜電屏蔽的作用,起到保護電工人身安全的作用。答案:C7.(多選)如圖所示,金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上,能起到屏蔽外電場或內電場作用的是()解析:題圖A中,由于金屬殼發生靜電感應,內部電場強度為零,金屬殼起到屏蔽外電場的作用,A對;題圖B中,金屬殼同大地連為一體,同題圖A一樣,金屬殼起到屏蔽外電場的作用;題圖C中電荷會引起金屬殼內、外表面帶電,外表面電荷會在殼外空間中產生電場,即金屬殼不起屏蔽作用,C錯;將金屬殼接地后,外表面不帶電,殼外不產生電場,金屬殼起屏蔽內電場的作用,D對。答案:ABD(建議用時:30分鐘)1.請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是()A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C.小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死D.打雷時,待在汽車里比待在木屋里要危險解析:電工高壓帶電作業時,全身穿戴金屬絲網制成的衣、帽、手套、鞋,可以對人體起到靜電屏蔽作用,使人安全作業,電工穿絕緣衣容易產生大量的靜電,比較危險,選項A錯誤;因為塑料和油摩擦容易起電,產生的靜電不易導走,形成靜電積累,易造成爆炸和火災事故,而用金屬則能避免此危險,選項B正確;小鳥停在單根高壓輸電線上,小鳥兩腳間的電壓很小,小鳥不會被電死,選項C錯誤;金屬車身的汽車也是很好的“避雷所”,一旦汽車被雷擊中,它的金屬外殼能起到靜電屏蔽的作用,而木屋沒有靜電屏蔽作用,選項D錯誤。答案:B2.一個不帶電的空心金屬球,在它的球心處放一個正電荷,其電場分布是圖中的()解析:球內電場對球外有影響。答案:B3.(多選)某同學做靜電感應實驗,有下列步驟及結論:①把不帶電的絕緣導體球甲移近帶負電的絕緣導體球乙,但甲、乙兩球不接觸;②用手觸摸甲球;③手指移開;④移開乙球;⑤甲球帶正電;⑥甲球不帶電。下列操作過程和所得結論正確的有 ()A.①②③④⑥ B.①②④③⑥C.①②③④⑤ D.①②④③⑤解析:本題的關鍵是由步驟③、④的不同次序決定了甲球的帶電性質,因而有兩種可能:先移開手指,后移開乙球,由于靜電感應,最終甲球帶正電,選項C正確,A錯誤;當先移開乙球時,甲球處于無場區,也就無靜電感應現象發生,因此甲球不帶電,選項B正確,D錯誤。答案:BC4.(多選)如圖所示,在真空中把一原來不帶電的絕緣導體向帶負電的小球P緩緩靠近(不相碰),下列說法正確的是()端的感應電荷越來越多B.導體內電場強度越來越大C.導體的感應電荷在M點產生的電場強度恒大于在N點產生的電場強度D.導體的感應電荷在M、N兩點產生的電場強度相等解析:在絕緣導體向帶電小球移動的過程中,導體中自由電荷受到外電場的作用力變大,使自由電荷不斷定向移動,故選項A正確。由于導體緩慢移動,所以移動過程中導體可視為總是處于靜電平衡狀態,其內部電場強度應等于零,故選項B錯誤。要使導體內合電場強度等于零,感應電荷在M、N兩端的電場強度應與帶電小球P在M、N兩端產生的電場強度大小相等、方向相反,由E=可知選項C正確,D錯誤。答案:AC5.某農村小塑料場的高頻熱合機產生的電磁波頻率和電視信號頻率接近,由于該村尚未接通有線電視信號,空中的信號常常受到干擾,在電視熒屏上出現網狀條紋,影響正常收看。為了使電視機不受干擾,可采取的辦法是()A.將電視機用一金屬籠子罩起來B.將電視機用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠子接地C.將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來D.將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來,并將金屬籠子接地解析:為了使電視機能接收電磁波信號,但又不接收高頻熱合機產生的電磁波,應將高頻熱合機(焊縫用)產生的電磁波信號屏蔽,而接地金屬籠子具有屏蔽內部電場的作用,故選項D正確。答案:D6.(多選)如圖所示,原來不帶電的金屬球殼內壁接地,將一帶正電的小球放入其中,但不與球殼接觸,則 ()A.球殼內壁帶負電B.球殼外壁帶正電C.球殼外壁不帶電D.若將接地線去掉再移出正電荷,殼外壁帶負電解析:球殼內正電荷產生電場,使球殼處于靜電平衡狀態,在球殼的內外表面出現等量異種電荷,當球殼接地時,不論內表面接地還是球殼外表面接地,待穩定后球殼的電勢必定為零。球殼的外表面無感應電荷,球殼外也沒有靜電場,這就是接地導體殼的靜電屏蔽作用,故選項A、C正確。若將接地線斷開再移去殼內正電荷時,殼內表面的負電荷就會分布到球殼的外表面上,內壁不再帶電,故選項D正確。答案:ACD7.如圖所示,一塊光滑鐵板水平放置,在鐵板上方高為h處依次有電荷量為+Q和電荷量為-Q的兩個點電荷,一個電荷量為+q的絕緣小球從鐵板的左端以初速度v0向右運動,并一直沿著鐵板表面到達鐵板的右端,則在小球通過鐵板的過程中()A.先減速運動,后加速運動B.先加速運動,后減速運動C.先減速運動,后加速運動,再減速運動D.一直勻速運動解析:因為鐵板處于靜電平衡狀態,因此鐵板表面附近的電場強度與鐵板處處垂直,小球在水平方向上不受力,因此一直以速度v0做勻速運動。選項D正確。答案:D8.(多選)右圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖,帶電礦粉經漏斗落入水平勻強電場后,分落在收集板中央的兩側,對礦粉分離的過程,下列表述正確的有()A.帶正電的礦粉落在右側B.靜電力對礦粉做正功C.帶負電的礦粉電勢能變大D.帶正電的礦粉電勢能變小解析:帶正、負電荷的礦粉受靜電力作用分別落到左、右兩側,選項A錯誤;不管礦粉帶正電還是負電,靜電力均對其做正功,礦粉的電勢能均變小,選項B、D正確,C錯誤。答案:BD9.我國電業工人創造了具有世界先進水平的超高壓帶電作業法。利用“絕緣梯”使人體對輸電線間的電勢差逐漸變小,直到使人體的電勢與輸電線電勢相等。(1)人與輸電線電勢相等時,為什么沒有危險?(2)超高壓輸電線周圍存在強電場,人靠近輸電線時,人體會有什么現象發生?(3)工人帶電作業時穿著由金屬絲和棉紗制成的均壓服,有什么作用?答案:(1)人與輸電線電勢相等時,即任意兩點間的電勢差為零,電荷不會發生定向移動,不會產生電流,因此無危險。(2)人體靠近超高壓輸電線周圍的強電場時,由于靜電感應,人體中電荷重新分布,形成瞬間電流。此時人是非常危險的。(3)人體穿上帶金屬網的均壓服時,均壓服形成一個靜電屏蔽,均