【全程学习方略】高中物理 1.4电场中的导体课件 鲁科选修31

1.真空中，有两个等量异种电荷，电荷量均为q，相距为r，两点电荷连线中点处的电场强度大小为（）A.0B.C.D.【解析】选D.两点电荷在连线中点处的场强大小相等，方向相同，都等于E==，故中点处的合场强E合=2E=，选D.2.使一个绝缘导体所带电荷量增加一些，则导体内部的场强将（）A.一定增强B.一定减弱C.可能增强也可能减弱D.保持不变【解析】选D.孤立带电体是处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，不随电荷量的变化而变化.故选D.3.导体体处处于于静静电电平平衡衡时时，，下下列列说说法法正正确确的的是是（（））A.导体体内内部部没没有有电电场场B.导体体内内部部没没有有电电荷荷，，电电荷荷只只分分布布在在导导体体的的外外表表面面C.导体体内内部部场场强强为为零零D.导体体上上的的场场强强不不一一定定处处处处为为零零【解析析】选C、D.导体体内内部部有有电电场场，，分分别别是是场场源源电电荷荷产产生生的的电电场场和和感感应应电电荷荷产产生生的的电电场场，，但但两两个个场场强强的的矢矢量量和和为为零零，，A错C对；；导导体体内内部部有有自自由由电电荷荷，，但但没没有有净净电电荷荷，，B错；；导导体体表表面面场场强强可可以以不不为为零零，，D对.4.在一一个个等等边边三三角角形形ABC顶点点B、C处各各放放一一个个点点电电荷荷，，测测得得A处的的电电场场强强度度大大小小为为E，方方向向与与BC边平平行行，，且且指指向向右右，，如如图图所所示示，，现现拿拿去去C处的的点点电电荷荷后后，，A处的的电电场场强强度度（））A.大小小仍仍为为E，方方向向从从A指向向BB.大小小仍仍为为E，方方向向从从B指向向AC.大小小变变为为，，方方向向不不变变D.不能能确确定定【解析析】选B.由点点电电荷荷场场强强性性质质知知，，B、C处点点电电荷荷在在A点场场强强方方向向分分别别沿沿BA、AC连线线，，根根据据矢矢量量的的分分解解与与合合成成知知，，B、C处电电荷荷在在A点产产生生的的场场强强均均为为E，方方向向分分别别为为由由B指向向A、由由A指向向C，拿拿走走C处的的点点电电荷荷后后，，只只剩剩下下B处点点电电荷荷的的电电场场，，故故B正确确.【典例例1】】如图图所所示示，，一一个个电电子子沿沿等等量量异异种种电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线由由A→→O→→B匀速速飞飞过过，，电电子子的的重重力力不不计计，，电电子子除除受受电电场场力力以以外外，，受受到到的的另另一一个个力力的的大大小小和和方方向向的的变变化化情情况况为为A.先变变大大后后变变小小，，方方向向水水平平向向左左B.先变大后后变小，，方向水水平向右右C.先变小后后变大，，方向水水平向左左D.先变小后后变大，，方向水水平向右右【思路点拨拨】解答本题题时应把把握以下下两点：：【标准解答答】选B.由等量异异种电荷荷连线的的中垂线线的电场场线疏密密分布规规律可知知，由A→O→→B，电场线线先密后后疏，故故场强先先变大后后变小，，且方向向水平向向右，所所以电子子受到的的电场力力先变大大后变小小.又因为电电子处于于受力平平衡状态态，故另另一个力力也应是是先变大大后变小小，方向向水平向向右，故故选B.【互动探究究】若电子沿沿等量同同种电荷荷连线的的中垂线线运动，，其他条条件不变变，则由由O→A，另一个个力的大大小如何何变化，，由O→B，另一个个力的大大小如何何变化？？【解析】由等量同同种电荷荷连线的的中垂线线的电场场线疏密密分布规规律可知知，由O→A或O→B，电场线线先密后后疏，故故场强先先变大后后变小，，所以电电子受到到的电场场力先变变大后变变小.又因为电电子处于于受力平平衡状态态，故另另一个力力也应是是先变大大后变小小.【典例2】如图所示示，金属属球壳的的内外表表面分别用C、D表示，B球与金属属球壳内内表面紧紧密接触.金属小球球A原来带正正电，金金属球壳壳与金属属小球B原来不带带电，当当用一根根导线将将A、B两球连接时，，以下判判断中正正确的是是A.A与B带正电，，C带负电，，D带正电B.D带正电，，A带正电，，B与C不带电C.只有A带正电，，其他均均不带电电D.A带正电，，D带负电，，B与C不带电【思路点拨拨】解答本题题时应把把握以下下两点：：【自主解答答】选B.A与B用导线连连接后，，A、B两球以及及球壳成成为一个个大导体体，A球表面及及球壳的的外表面面D相当于大大导体的的外表面面，B球表面及及球壳内内表面相相当于大大导体的的内表面面，因为为静电平平衡导体体的电荷荷只分布布在外表表面上，，故B正确，A、C、D错误.【变式训练练】如图所示示，B是带有绝绝缘支架架的空腔腔带电金金属球壳壳，A是验电器器，A、B相距较远远，导线线C的一端接接验电器器的金属属球，下下列现象象正确的的是（））A.将C的另一端端与B的外壳接接触，验验电器的的金属箔箔张开B.将C的另一端端与B的内表面面接触，，验电器器的金属属箔张开开C.将C的另一端端与B的外壳接接触，验验电器的的金属箔箔不张开开D.将C的另一端端与B的内表面面接触，，验电器器的金属属箔不张张开【解析】选A、B.假设B带正电，，则正电电荷应分分布在B的外表面面上，不不管C接B的外壳还还是内表表面，验验电器的的金属球球导电杆杆和金属属箔通过过导线C与B就构成一一个整体体，因平平衡状态态下带电电体电荷荷只分布布在外表表面上，，由于验验电器在在B的外部，，也就成成了这个个整体的的外表面面的一部部分.因此，无无论C的另一端端与B什么地方方接触，，验电器器一定带带电，故故A、B正确.【典例3】将悬挂在在细线上上的带正正电的小小球A放在不带带电的金金属空心心球C内（不和和球壁接接触），，另有一一个悬挂挂在细线线上的带带负电的的小球B向C靠近，如如图所示示，以下下说法正正确的是是A.A往左偏离离竖直方方向，B往右偏离离竖直方方向B.A的位置不不变，B往右偏离离竖直方方向C.A往左偏离离竖直方方向，B的位置不不变D.A、B的位置都都不变【思路点拨拨】解答本题题应把握握以下三三点：【标准解答答】选B.带正电的的小球A放在不带带电的空空心球C内，通过过静电感感应，空空心球外外壳带正正电，内内壁带负负电，因因此，金金属空心心球C和带电小小球B带异种电电荷，所所以B受C球的吸引引往右偏偏离竖直直方向.而由于空空心球C能屏蔽小小球B所产生的的外部电电场，使使小球A不受外外电场场的作作用，，故它它的位位置不不变.【变式训训练】如图所所示，，把原原来不不带电电的金金属壳壳B的外表表面接接地，，将一一带正正电的的小球球A从小孔孔中放放入球球壳内内，但但不与与B发生接接触，，达到到静电电平衡衡后，，则（（））A.B的空腔腔内电电场强强度为为零B.B不带电电C.B的外表表面带带正电电D.B的内表表面带带负电电【解析】选D.因为金金属壳壳的外外表面面接地地，所所以外外表面面没有有感应应电荷荷，只只有内内表面面有感感应电电荷分分布，，且由由于A带正电电，B的内表表面带带负电电，D对，B、C错；B的空腔腔内有有带正正电的的小球球A产生的的电场场和金金属壳壳内表表面感感应电电荷产产生的的电场场，所所以空空腔内内电场场强度度不为为零，，A错.【典例4】如图所所示，，在倾倾角为为θ的很大大的光光滑绝绝缘斜斜面上上，有有一质质量为为m的小球球，所所带电电荷量量为+q，初速速度v0方向与与斜面面底边边AB平行.欲使小小球在在斜面面上沿沿初速速度方方向做做匀速速直线线运动动，需需加一一个匀匀强电电场，，场强强的最最小值值为_____，方向向为_____.【思路点点拨】使小球球在斜斜面上上做匀匀速直直线运运动，，小球球受的的合力力为零零，三三力应应满足足三角角形定定则.【标准解解答】如图所所示，，带电电小球球在斜斜面上上受三三个力力作用用而平平衡，，即重重力、、支持持力和和电场场力，，三个个力的的合力力为零零，所所以mg与N、Eq构成矢量三三角形OPQ.因mg不变，故OQ的大小、方方向不变.又N的方向不变变，由Q点向OP线作垂线，，当QP⊥OP时，qE为最小，所所以当Eq=mgsinθθ时，E有最小值，，可解得E=mgsinθ/q,方向沿斜面面向上.答案：mgsinθ/q沿斜面向上上1.(2010·淄博高二检检测)如图所示，，两个相同同的空心金金属球M和N，M带-q电荷，N不带电，旁旁边各放一一个不带电电的金属球球P和R(M、N相距很远，，互不影响响)，当将带正正电q的小球Q分别放入M和N的空腔时（（））A.P、R上均出现感感应电荷B.P、R上均没有感感应电荷C.P上有感应电电荷，而R上没有感应应电荷D.P上没有感应应电荷，而而R上有感应电电荷【解析】选D.球Q和M带等量异种种电荷，在在M球外侧形成成的合场强强为0，故P上没有感应应电荷；由由于静电感感应，N的内侧与外外侧带等量量的异种电电荷，它们们和球Q上的电荷在在N外侧形成的的合场强不不为0，故R上有感应电电荷，故选选D.2.（2010··济南高二检检测）如图图所示，把把一个架在在绝缘支架架上的枕形形导体放在在正电荷形形成的电场场中，导体体处于静电电平衡时，，下列说法法正确的是是（））A.A、B两点场强相相等，且都都为零B.A、B两点的场强强不相等C.感应电荷产产生的附加加场强大小小是|EA|<|EB|D.当电键K闭合时，电电子从大地地沿导线向向导体移动动【解析】选A、D.处于静电平平衡中的导导体内部场场强处处为为零，故A正确，B错误；在导导体内部任任意一点，，感应电荷荷产生的场场强大小等等于点电荷荷在该点产产生的场强强大小，因因为点电荷荷产生的场场强|EA|>|EB|，所以感应应电荷产生生的场强|EA|>|EB|，故C错误；当电电键K闭合时，由由静电感应应可知，枕枕形导体带带负电，故故电子从大大地沿导线线向导体移移动.D正确.3.（2010··南京高二检检测）在真真空中有两两个点电荷荷A和B，电荷量分分别为-Q和+2Q，相距为2l,如果在两个个点电荷连连线的中点点O处有一个半半径为r（r<l）的空心金金属球，且且球心位于于O点，如图所所示，则球球壳上的感感应电荷在在O处的场强大大小与方向向为（））A.，向左B.，向右C.，向左D.，向右【解析】选B.根据静电平平衡的特点点知，O点的合场强强为零.-Q和+2Q在O点产产生生的的场场强强E=EA+EB=+=，方方向向向向左左，，则则感感应应电电荷荷在在O点产产生生的的场场强强E′′=E=，方方向向向向右右，，故故选选B.4.（2010··厦门门高高二二检检测测））电电工工穿穿的的高高压压作作业业服服是是用用铜铜丝丝编编织织的的，，下下列列说说法法正正确确的的是是（（））A.铜丝丝编编织织的的衣衣服服不不易易拉拉破破B.铜丝丝编编织织的的衣衣服服美美观观C.电工工被被铜铜丝丝衣衣服服所所包包裹裹，，使使体体内内场场强强为为零零D.铜丝丝电电阻阻小小，，能能对对人人体体起起到到保保护护作作用用【解析析】选C.电工工穿穿的的高高压压作作业业服服能能起起到到静静电电屏屏蔽蔽的的作作用用，，使使体体内内场场强强为为零零.选C.1.（5分））家家用用电电视视机机外外壳壳一一般般不不是是由由金金属属制制成成的的，，其其主主要要原原因因是是（（））A.减轻轻电电视视机机的的重重量量，，以以便便搬搬动动B.以防防电电视视机机外外壳壳生生锈锈，，有有利利于于美美观观C.以防防静静电电，，造造成成伤伤人人事事故故D.以防静电屏蔽蔽，有利于电电磁波的接收收，使图像清清晰【解析】选D.家用电视机要要接收电磁波波，如果用金金属制成容易易发生静电屏屏蔽，不利于于接收电磁波波.故选D.2.（5分）在具有一一定厚度的空空心金属球壳壳的球心位置置处放一正电电荷，下列四四幅图画出了了其空间点的的电场线情况况，符合实际际情况的是（（）【解析】选D.静电平衡状态态的导体内部（实体体部分）场强强处处为零，静电感应应的结果使球球壳上的电荷分布如图图所示.故选D.3.（5分）两个质量量分别是m1、m2的小球，各用用丝线悬挂在在同一点，当当两球分别带带同种电荷，，且电荷量分分别为q1、q2时，两丝线张张开一定的角角度θ1、θ2，两球位于同同一水平线上上，如图所示示，则下列说说法正确的是是（））A.若m1>m2，则θ1>θ2B.若m1=m2，则θ1=θ2C.若m1<m2，则θ1>θ2D.若q1=q2，则θ1=θ2【解析】选B、C.m1、m2受力如图所示示，由平衡条条件可知，m1g=Fcotθ1，m2g=F′cotθ2，因为F=F′,则，所以选B、C.4.(2009·上海高考)（5分）两带电量量分别为q和-q的点电荷放在在x轴上，相距为为l,能正确反映两两电荷连线上上场强大小E与x关系的图是（（）【解析】选A.由等量异种点点电荷的电场场强度的关系系可知，在两两电荷连线中中点处电场强强度最小，但但不是零，从从两点电荷向向中点电场强强度逐渐减小小，因此A正确.5.（5分）一个不带带电的空心金金属球,在球内放一点电荷荷+q,如图所示,当电荷在球内内空间移动时,只要电荷不与与内壁接触,就有()A.球外各点电场场变化,球内各点电场场不变B.球外各各点电电场不不变,球内各各点电电场变变化C.球内外外各点点电场场均不不变D.球内外外各点点电场场均变变化【解析】选B.点电荷荷不与与球内内壁接接触,由于静静电感感应,空心金金属球球内壁壁带负负电荷荷,外壁感感应出出等量量的正正电荷荷,由于电电场线线与金金属球球表面面垂直直,故q移动时时,球上感感应电电荷不不变,则球外外电场场不变变;球内的的电场场是由由q与球内内壁上上感应应电荷荷的电电场叠叠加而而成,故q移动时时,球内电电场变变化,因此B正确,A、C、D错.6.（5分）如如图所所示，，在x轴上有有两个个点电电荷A、B，带电电荷量量分别别为+Q1与-Q2，且Q1=2|Q2|，用E1和E2分别表表示两两个点点电荷荷所产产生的的场强强的大大小，，则在在x轴上应应有（（））A.E1=E2的点只只有一一处，，该处处合场场强为为零B.E1=E2的点共共有两两处，，一处处合场场强为为零，，另一一处合合场强强为2E2C.E1=E2的点点共共有有三三处处，，其其中中两两处处合合场场强强为为零零，，另另一一处处合合场场强强为为2E2D.E1=E2的点点共共有有三三处处，，其其中中一一处处合合场场强强为为零零，，另另两两处处合合场场强强为为2E2【解析析】选B.由题题图图可可知知，，在在A、B之间间的的x轴上上，，A、B两电电荷荷的的场场强强方方向向相相同同，，不不存存在在合合场场强强为为零零的的点点，，但但合合场场强强为为2E2可能能存存在在（（只只有有一一处处））；；在在A点左左侧侧的的x轴上上，，可可以以判判断断得得知知，，也也不不存存在在合合场场强强为为零零的的点点，，因因这这一一区区间间内内距A近，，而而距距B远，，但但A点处处的的电电荷荷量量大大于于B点处处的的电电荷荷量量，，故故不不可可能能出出现现E1=E2的位位置置，，自自然然也也就就没没有有合合场场强强为为零零的的点点，，这这样样符符合合合合场场强强为为零零的的位位置置只只有有在在B点右右侧侧的的x轴上上，，且且是是惟惟一一确确定定的的位位置置.设A、B相距距为为r，合合场场强强为为零零的的点点在在B点右右侧侧距距B为x远处，，则则x=(+1)r，同同理理E1=E2，且且合合场场强强为为2E2的位位置置在在A、B之间间的的x轴上上，，并并有有惟惟一一确确定定值值，，即即在在B点左左侧侧距距B为x=(-1)r处，，故故选选B.7.（10分）在真真空中有有两个点点电荷q1和q2，分别位位于A和B，A、B相距20cm，如图所所示，q1为4×10-8C，q2为-8×10-8C.则（1）在AB连线上A的外侧离离A20cm处的D点场强大大小、方方向如何何？（2）能否在在D点处引入入一个带带负电荷荷的q，通过求求出q在D处受的电电场力，，然后根根据E=求出D处的场强强大小和和方向？【解析】】（1）q1在D点产产生的场场强E1==9×109×N/C=9×103N/C,方向向向左.q2在D点产产生的场场强E2==9×109×N/C=4.5××103N/C,方向向右右.D点的合合场强E=E1-E2=4.5×103N/C，，方向向向左.（2）可可以，因因为电场场中某点点的场强强由电场场本身决决定，与与放入的的电荷无无关，不不论放入入电荷的的电量是是多少，，也不论论放入电电荷的电电性如何何，该点点的场强强大小、、方向是是确定的的.8.(10分)如图所示示，长为为l的金属杆杆原来不带带电，在在距其右右端d处放一个个电荷量为为+q的点电荷荷.(1)金属杆中中点处的的电场强强度为多多少？(2)金属杆的的感应电电荷在杆杆中点处处产生的的电场强强度为多多大？【解析】(1)金属杆处处于静电电平衡状状态，其其内部场场强处处处为零.因此，金金属杆中中点处的的电场强强度为0.(2)点电荷q在金属杆杆中点处处产生的的场强E点==,方向水平向向左.由于杆中点点处的场强强为零，所所以感应电电荷在杆中中点处产生生的场强与与点电荷在在该处产生生的场强大大小相等，，方向相反反.所以，感应应电荷在杆杆中点处产产生的场强强E感=E点=.答案：(1)0(2)1.在点电荷-Q的电场中，，一金属圆圆盘处于静静电平衡状状态，若圆圆盘与点电电荷在同一一平面内，，则盘上感感应电荷在在盘中A点所激发的的附加场强强E′的方向在下下图中正确确的是（））【