PAGEPAGE5第4節靜電的防止與利用A組·基礎達標1．如圖所示，一個方形的金屬盒原來不帶電，現將一個帶電荷量為＋Q的點電荷放在盒左邊旁邊，達到靜電平衡后，盒上的感應電荷在盒子內部產生的電場分布狀況正確的是()ABCD【答案】C【解析】金屬盒內部由于處于靜電平衡狀態，因此內部每點的合電場強度都為0，即金屬盒內的每一點，感應電荷產生的電場的電場強度都與點電荷＋Q在那點產生的電場的電場強度大小相等、方向相反，即感應電荷的電場線與點電荷＋Q的電場線重合，但方向相反．2．油罐車后面都有一條拖地的鐵鏈，其作用是()A．向外界散熱B．把電荷導入大地，避開由靜電造成危害C．作為油罐車的標記D．發出響聲，提示其他車輛和行人的留意【答案】B【解析】油罐車上的搭地鐵鏈是為了把產生的靜電導走，屬于靜電的防止，故B正確．3．如圖所示是模擬避雷針作用的試驗裝置，金屬板M、N間有兩個等高的金屬體A、B，A為尖頭、B為圓頭．將金屬板M、N接在高壓電源上，漸漸上升電源電壓，首先視察到()A．A放電 B．B放電C．A、B一起放電 D．A、B之間放電【答案】A【解析】越尖的物體電荷的面密度越大，其旁邊的電場越強，越簡單使空氣電離，從而簡單產生放電現象．A為尖頭，當漸漸增加電壓時，先放電，故A正確，B、C、D錯誤．4．導體處于靜電平衡時，下列說法正確的是()A．導體內部沒有電場B．導體內部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面C．導體內部沒有電荷的運動D．以上說法均不正確【答案】D【解析】金屬導體的內部電場強度到處為零，不是導體內部沒有電場，故A錯誤；金屬導體在點電荷旁邊，出現靜電感應現象，導致電荷重新分布，電荷分布在外表面上，內部沒有凈電荷，但是有正、負電荷，故B錯誤；在金屬導體內部出現感應電荷的電場，正好與點電荷的電場疊加，內部電場強度到處為零，內部沒有電荷的定向移動，但是電荷的無規則的運動是不停止的，故C錯誤；由以上分析可知，故D正確．5．處于靜電平衡的導體，其內部場強到處為零的緣由是()A．外電場和全部感應電荷的電場在導體內部疊加的結果為零B．外電場不能進入導體內部C．全部感應電荷在導體內部產生的合場強為零D．以上說明都不正確【答案】A【解析】當導體在電場中處于靜電平衡狀態時，在導體內部隨意一點，感應電荷產生的附加電場的場強與外場強大小相等，方向相反，此時導體的內部場強到處為0，電荷只分布在導體的外表面，故B、C、D錯誤，A正確．6．如圖所示，一塊光滑鐵板水平放置，在鐵板上方高為h處有帶電荷量為＋Q的點電荷，一個帶電荷量為＋q的絕緣小球從鐵板的左端以初速度v0向右運動，并始終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．始終做勻速運動【答案】D【解析】鐵板處于靜電平衡狀態，鐵板表面旁邊的電場強度與鐵板到處垂直，小球在水平方向上不受力，因此始終以速度v0做勻速運動，D正確．7．如圖所示，帶電體Q靠近一個接地空腔正方體導體，空腔里面無電荷，達到靜電平衡后，下列物理量中不等于零的是()A．導體空腔內隨意點的場強 B．導體內(非空腔)隨意點的場強C．導體外表面的電荷量 D．導體空腔內表面的電荷量【答案】C【解析】靜電平衡后導體內、空腔內隨意點的場強為0；電荷分布在導體外表面，空腔內表面的電荷量為0．8．(多選)如圖所示，接地的金屬板右側有固定的點電荷＋Q，a、b是金屬板右側表面的兩點，其中a到＋Q的距離較小．下列說法正確的是()A．由于靜電感應，金屬板右側表面帶負電，左側表面帶正電B．由于靜電感應，金屬板右側表面帶負電，左側表面也帶少量負電C．穩定后，整個導體內部電場不為零D．a、b兩點的電場強度不為零，且a、b兩點場強方向相同，但a點的場強比b點的場強要強(大)一些【答案】BD【解析】若金屬板不接地，右側表面將感應出負電荷，左側表面將感應出正電荷；若金屬板接地，自由電子通過接地導線導入金屬板，再次達到靜電平衡時左側表面也帶負電，所以A錯誤，B正確．穩定后，導體內部電場為零，否則自由電荷會受電場力接著移動，最終達到零電場的穩定狀態，C錯誤．金屬板接地時，右側表面上有感應負電荷，而且a點旁邊的電場線密度(單位表面積的電荷量)比b點旁邊的電場線密度要大些，場強要強(大)些，金屬表面電場方向必定垂直于表面，否則在電場力作用下自由電子會移動，最終達到垂直的穩定狀態，可見a、b電場方向相同，所以D正確．9．如圖所示，長為l的金屬桿原來不帶電，在距其右端d處放一個電荷量為＋q的點電荷．(1)金屬桿中點處的電場強度為多少？(2)金屬桿上的感應電荷在桿中點處產生的電場強度為多大？【答案】(1)0(2)eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＋\f(l,2)))2)【解析】(1)金屬桿處于靜電平衡狀態，其內部場強到處為零．因此，金屬桿中點處的電場強度為0．(2)點電荷q在金屬桿中點處產生的場強E點＝keq\f(q,r2)＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＋\f(l,2)))2)，方向水平向左．由于桿中點處的場強為零，所以感應電荷在桿中點處產生的場強與點電荷在該處產生的場強大小相等，方向相反，所以，感應電荷在桿中點處產生的場強大小E感＝E點＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＋\f(l,2)))2)．B組·實力提升10．如圖所示，A為空心金屬球，B為金屬球，A、B原來不帶電，將另一帶正電荷的小球C從A球開口處放入A球中心，小球C不接觸A球，然后用手接觸一下A球，再用手接觸一下B球，再移走C球，則()A．A球帶負電荷，B球帶正電荷B．A球帶負電荷，B球不帶電C．A、B兩球都帶負電荷D．A、B兩球都帶正電荷【答案】B【解析】首先帶正電荷的小球C從A球開口處放入A球中心．依據靜電感應現象可知，A球內表面帶負電荷，外表面帶正電荷．用手接觸A相當于把A接地，由大地傳導過來的電子與A球外表面正電荷中和，使A球外表面不帶電，A球外表面電勢為零，此時A球對外起靜電屏蔽作用，A球內的電場不影響外部．用手接觸B時，無電荷移動，B球不帶電．當帶正電荷的C球從A球內移走后，A球內表面所帶的負電荷移至外表面，所以此時A球帶負電荷．由上述可知，B正確．11．(多選)如圖所示的靜電試驗(虛線框為金屬網)能使左邊驗電器的金屬箔張開的是()【答案】AC【解析】凈電荷分布在導體的外表面，A正確，B錯誤；C中兩個驗電器接觸，左側驗電器金屬箔應張開，D中左邊的驗電器處于金屬網中，由于靜電屏蔽，金屬箔不會張開，C正確，D錯誤．12．如圖所示，半徑為R的硬橡膠圓環上帶有勻稱分布的負電荷，總電荷量為Q，若在圓環上切去一小段l(l遠小于R)，已知靜電力常量為k，求圓心O處的電場．【答案】場強大小為eq\f(klQ,2πR3)方向從AB指向O【解析】AB段的電荷量