高中人教版物理选修3-1课时分层作业1-7静电现象的应用

课时分层作业七静电现象的应用(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(多选)下列关于静电感应和静电平衡的说法中,正确的是 ()A.静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果B.导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡C.导体静电平衡时,导体所占空间各处场强均为零D.导体静电平衡时,导体内部将没有“净”电荷【解析】选A、D。静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用而发生定向移动,最后达到稳定状态,选项A正确;达到静电平衡后,自由电子不再定向移动,但是仍然做无规则的热运动,选项B错误;处于静电平衡的导体,电荷只分布在外表面上,内部没有“净”电荷,选项D正确;导体静电平衡时,内部场强为零,但表面场强不为零,选项C错误。2.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 ()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】选D。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(焊缝用)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。3.在一个导体球壳内放一个电荷量为+Q的点电荷,用EP表示球壳外任一点P的场强,则 ()A.当+Q在球壳中央时,EP=0B.不论+Q在球壳内何处,EP一定为零C.只有当+Q在球心且球壳接地时,才有EP=0D.只要球壳接地,不论+Q在球壳内何处,均有EP=0【解析】选D。+Q在球壳内任何位置,只会影响球壳内的负电荷分布;球壳外部带正电荷,会使外部场强不为零,所以A、B错。而球壳接地会使外部电荷导入大地,所以外部场强才会为零,故C也错,选D。4.静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,《春秋纬考异邮》中有“玳瑁吸衣若”之说,但下列不属于静电现象的是 ()A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引C.磁铁靠近小铁钉时,小铁钉会被吸引D.从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉【解析】选C。梳子与头发摩擦会产生静电,吸起纸屑,是静电现象,A错误;带电小球移至不带电金属附近,金属球将发生静电感应,靠近带电小球的一侧将带上与带电体相反的电荷,所以两者相互吸引,这属于静电感应现象,是静电现象,B错误;磁铁吸引铁钉,是磁现象,不是静电现象,故C正确;从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电,也是静电现象,D错误。5.下列说法正确的是 ()A.处于静电平衡的导体,由于导体内的电场强度为零,所以导体内的电势也为零B.处于外电场中的静电平衡的导体,由于附加电场的出现,导体内的原电场变为零C.处于外电场中的静电平衡的导体,由于附加电场和原电场相互抵消,导体内的电场变为零,但导体表面的电场不为零,且与表面垂直D.处于静电平衡的导体,导体表面的电势一定与导体内部的电势不相等【解析】选C。处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,整个导体是一个等势体,导体内部与表面电势相等,但电势不一定等于零,A、D错;处于外电场中的静电平衡的导体,其内部某点由于静电感应产生的附加电场的场强与原场强等大、反向,相互抵消,合场强为零,原场强不变,B错;由于净电荷或感应电荷都分布在等势体的表面,故导体表面的电场强度不为零,导体表面是等势面,电场方向垂直导体表面,C对。6.(多选)图为静电除尘器除尘原理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘的目的。下列表述正确的是 ()A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由集尘极指向放电极C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【解析】选B、D。由于集尘极与电源正极连接,电场方向由集尘板指向放电极,B正确。而尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积,说明尘埃带负电荷,A错误。负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反,C错误,根据F=qE可得,D正确。二、非选择题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.如图所示,在孤立点电荷+Q形成的电场中,金属圆盘A处于静电平衡状态。若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示,要求严格作图)。【解析】圆盘A处于静电平衡状态,因此内部各点的合场强都为零,即圆盘A内的每一点处,感应电荷产生的电场强度都与点电荷+Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反。答案:如图所示。(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(多选)在下列措施中,哪些能将产生的静电导走()A.飞机轮子上搭地线B.印染车间保持湿度C.复印图片D.电工钳柄上装有绝缘套【解析】选A、B。飞机在飞行中与空气摩擦时,飞机外表面聚集了大量静电荷,降落时会给地面人员带来危害及火灾隐患。因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电,采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎;在印染工作车间也同样容易产生静电,静电给车间带来火灾隐患,为防止火灾发生,其中安全措施之一就是保持车间湿度,从而通过湿润的空气及时导走静电;在复印图片环节中,是应用静电;在电工钳柄上装有绝缘套是防止导电,保障电工的安全。2.以下四幅图均是与静电现象相关的实际应用的例子,其中属于防止静电危害的是 ()【解析】选D。A、B、C均为静电利用。D选项中,油罐车与空气摩擦产生的静电会引发事故,属于静电危害。3.如图所示,在原来不带电的金属杆ab附近,在ab连线的延长线上放置一个正点电荷,达到静电平衡后,下列判断正确的是 ()A.a端的电势比b端的高B.b端的电势比d点的高C.a端的电势与b端的电势相等D.感应电荷在杆内c处产生的场强方向由b指向a【解析】选C。金属杆处于点电荷的电场中,达到静电平衡,金属杆为一等势体,因此a、b电势相等,A、B错,C对。金属杆内部的场强为零,其感应电荷在c处产生的场强与点电荷在该处的场强等大、共线、反向,因此感应电荷的场强由a指向b,D错。4.如图所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体。当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做 ()A.向上偏转的类平抛运动B.向下偏转的类平抛运动C.匀速直线运动D.变速直线运动【解析】选C。根据静电屏蔽原理可知导体空腔中没有电场,故C正确。5.(多选)如图所示,在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q,另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点,且不影响原电场)自左以初速度v0在金属板上向右运动,在运动过程中 ()A.小球先做减速运动后加速运动B.小球做匀速直线运动C.小球受到的静电力对小球先做负功,后做正功D.小球受到的静电力对小球做功为零【解析】选B、D。金属板处于静电平衡状态,表面为等势面。因此小球受到的静电力不做功,小球电势能保持不变,所以动能保持不变,故B、D正确。6.一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比 ()A.Ea最大 B.Eb最大C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec【解析】选C。感应电荷在导体内部产生的场强与场源内产生的场强的矢量和为零。离场源电荷越近的点场强越大,所以感应电荷在该点的场强也越大,选项C正确。二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(10分)一带电导体如图所示,已知导体表面上A点场强EA=100N/C,B点场强EB=10N/C。今有一点电荷在电场力作用下第一次由A到无限远,第二次由B到无限远,两次最初的加速度之比aA∶aB=______;若初速度均为零,则末速度大小之比vA∶vB=______。若把一个电子从A处表面移到B处表面,电场力做的总功为______。

【解析】最初的加速度为a=QUOTE,加速度和场强大小成正比,因此QUOTE=QUOTE,导体为一等势体。从A、B两处到无限远的电势差相同,电场力做功相同,动能的增量相同,因此速度之比为1∶1,由A到B电场力做功为0。答案:10∶11∶108.(10分)如图所示,两个点电荷A和B,电荷量分别为q1=9