静电现象的应用训练题(含解析)

.PAGE8/NUMPAGES8第7节静电现象的应用导体的静电平衡1.<2017·XX质检>如图中是一块宽大的金属板的截面.在板的右侧面附近的P点有一带+q的固定的点电荷,当金属板处于静电平衡状态时<A>A.板的左侧面上分布有正的感应电荷,而右侧面上分布有负的感应电荷B.感应电荷在板上任何一点的电场强度方向都是由P点指向该点C.板上各点电势等于大地电势D.板内离P点最近的一点合电场强度最大解析:金属板处在点电荷的电场中,处于静电平衡状态,则右侧面上分布有负的感应电荷,左侧面上分布有正的感应电荷,选项A正确;感应电荷在板上任何一点的电场强度方向都是由该点指向P点,板内处处电场强度均为零,故选项B,D错误;由于金属板未接地,板上各点电势将高于大地的电势,选项C错误.2.<2017·XX检测>如图所示,在两个固定电荷+q和-q之间放入两个原来不带电的导体,1,2,3,4为导体上的四个点,在达到静电平衡后,各点的电势分别是1,2,3,4,则<B>A.4>3,2>1 B.4=3>2=1C.4<3<2<1 D.4=3<2=1解析:达到静电平衡后,导体为等势体,导体上的电势处处相等,可以得到4=3,2=1,由于场源电荷在两电荷连线上产生的电场方向向右,所以4=3>2=1,选项B正确.3.<2017·XX质检><多选>如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,导体两端出现等量异种电荷+q和-q,下列说法正确的是<AD>A.A,B两点电场强度相等,且都为零B.A,B两点的电场强度不相等C.感应电荷产生的电场强度大小是|EA′|<|EB′|D.当开关S闭合时,一定是电子从大地沿导线向导体移动解析:导体处于静电平衡状态,内部合电场强度处处为零,所以选项A正确,B错误;感应电荷产生的电场与原点电荷产生的电场处处等大反向,又因为点电荷产生的电场E=kQr2,A点比B点离点电荷近,所以感应电荷产生的电场强度大小是EA′>EB静电屏蔽4.<2017·黄冈质检>在开口的绝缘金属球壳A的内部,有一带正电的小球Q,球壳外用绝缘细线吊有一带负电的小球B,如图所示,在下列四种情况中,B球受到A球的吸引力的是<AB>A.Q不跟A接触,如图<a>所示B.Q跟A接触,如图<b>所示C.Q不跟A接触,但A接地,如图<c>所示D.Q不跟A接触,A先接地然后断开,再取走Q解析:在<a>图中,由于Q存在,球壳A内表面带负电,外表面带正电,因此B球受到A的吸引力而向右偏,选项A正确;在<b>图中,Q与球壳A的内表面接触,而成为同一带电体,所有电荷分布在A的外表面,B球受到吸引而向右偏,选项B正确;在<c>图中,Q存在,球壳A因接地而外表面不带电,B球不受A的作用,选项C错误;当A接地后又断开,再取走Q,A带负电荷且分布到外表面上,B球将受到排斥力而向左偏,选项D错误.5.<2017·XX质检>如图所示,两个相同的空心金属球M和N,M带-Q电荷,N不带电<M,N相距很远,互不影响>,旁边各放一个不带电的金属球P和R,当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时<D>A.P,R上均出现感应电荷B.P,R上均没有感应电荷C.P上有,而R上没有感应电荷D.P上没有,而R上有感应电荷解析:当+Q放入M中时,整体对外不显电性,M上的负电荷量Q全部移到内表面,外表面上没有电荷,则P上没有感应电荷,当+Q放入不带电的N中时,N内表面感应出负电荷,外表面带与内表面等量的正电荷,N外具有电场,则R上有感应电荷,选项D正确.6.<2017·XX质检><多选>一带正电的绝缘金属球壳A,顶部开孔,有两个带正电的金属球B,C用绝缘金属导线连接,让B球置于球壳A的空腔中与内表面接触后又提起到图示位置,C球放A球壳外,且离A球壳较远,待静电平衡后,正确的说法是<BC>A.B,C球都带电B.B球不带电,C球带电C.让C球接地后,B球带负电D.C球接地后,A球壳空腔中电场强度为零解析:静电平衡时,电荷都分布在导体的外表面,所以B球与球壳A内表面接触后,B上的电荷都跑到A壳外面,B球不带电,而球壳内没有电场,C球依然带电.C球接地后,C上的正电荷都"移到"地球远端,且由于B处于高电势处,则负电荷被吸到B上,于是在A的内表面感应了等量的正电荷,即球壳的空腔内有电场,选项B,C正确.7.<2017·XX模拟>ab是长为L的均匀带电细杆,P1和P2是位于ab所在直线上两点,位置如图所示.ab上电荷产生的静电场在P1处的电场强度大小为E1,在P2处产生的电场强度大小为E2,则以下说法正确的是<D>A.两处的电场方向相同,E1>E2B.两处的电场方向相反,E1>E2C.两处的电场方向相同,E1<E2D.两处的电场方向相反,E1<E2解析:P2点的电场是ab上所有电荷产生电场的叠加,P1点在杆上距a端L4处,由电场强度的矢量性可知,P1点左方L4上的电荷产生的电场强度方向与P1点右方L4上的电荷产生的电场强度方向相反,合电场强度为0,则P1点的电场强度E1是由P1点右方L4至b点的所有电荷产生电场强度的叠加,显然两处的电场方向相反,E8.<2017·XX质检>如图所示,有一定厚度的金属球壳A,在其球心O处放有一个带有电荷量为+q的点电荷.P为球外的一点,它到球心O的距离为L,球壳的半径为R.求P点的电场强度.解析:电荷+q放在球心,由于球壳A处在点电荷电场中,则其外表面和内表面分别带上等量的正、负电荷,而且分布均匀,如图所示.P点的电场强度应是电荷+q和感应出的正负电荷产生的电场强度的矢量和.由于球壳内表面的感应电荷和点电荷对球外不产生影响,则球壳外表面的感应电荷的电荷量为+q,且分布均匀,对球外的电场相当于处于球心的电荷量为+q的点电荷电场.答案:kqL<教师备用>[备用题组]1.<2016·XX质检><多选>如图所示,金属球壳A带有正电,其上方有一小孔a,静电计B的金属球b用导线与金属球c相连,以下操作所发生的现象,正确的是<AB>A.将c移近A,但不与A接触,B会张开一定角度B.将c与A外表面接触后移开,B会张开一定角度C.将c与A内表面接触时,B不会张开角度D.将c置于A空腔内,但不与A接触,B不会张开角度解析:不论c是移近A还是处在A内,c与b间电势都相等,都能发生静电感应,从而使B的指针带正电使指针张开一定角度;将c与A的外表面接触,c带正电使指针张开一定角度.将c与A内表面接触,因c,d电势不同而使验电器带电,指针张开一定角度,选项A,B正确.2.<2016·XX质检><多选>如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a,b点是金属板右侧表面的两点,其中a到+Q的距离较小.下列说法正确的是<BCD>A.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电B.由于静电感应,金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电C.整个导体,包括表面上的a,b点,是一个等势体,且电势等于零D.a,b两点的电场强度不为零,且a,b两点电场强度方向相同,但a点的电场强度比b点的电场强度要大些解析:由于金属板与大地构成"大导体",与+Q电性相同的正电荷移向"大导体"远端,负电荷移向近端,因此金属板左侧表面不带电,右侧集聚负电荷,整个金属板的电势为零,选项A错误,B,C正确.金属板右侧表面电场线与表面一定垂直,但a点电场线密一些,电场强度要大些,选项D正确.3.<2016·株洲质检>一个半径为r,带正电的实心金属球球心在x轴上的O点,金属球在周围空间产生静电场,则其电势在x轴上的分布情况是<B>解析:取无穷远处电势为零,则正电荷周围的电势均为正值;实心金属球本身是一个等势体,在-r～r范围内不变;由电势的意义可推得x图线的斜率表示电场强度,而在球外电场强度,随x越大减小变慢,选项B正确.4.<2016·XX期中><多选>如图所示,水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球<可视为质点且不影响Q的电场>,从左端以初速度v0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端,在该运动过程中<ACD>A.小球做匀速直线运动B.小球先做减速运动,后做加速运动C.小球的电势能保持不变D.静电力对小球所做的功为零解析:由于金属板处于点电荷Q形成的电场中,金属板是一个等势体,上表面是一个等势面,其电场线与表面垂直且竖直向下,小球水平方向不受力,而做匀速直线运动,由于静电力与表面垂直对小球不做功.则小球电势能保持不变,选项A,C,D正确,B错误.5.<2016·XX期中>一半径为r的带正电实心金属导体球,如果以无穷远点为电势零点,关于表示导体球的电场的电场强度或电势随距离的变化关系的图像,其中正确的是<图中横坐标d表示某点到球心的距离,纵坐标表示电场强度或电势的大小><B>A.图<1>表示电场强度大小随距离变化的关系,图<2>表示电势大小随距离变化的关系B.图<2>表示电场强度大小随距离变化的关