2024-2025学年高中物理课时分层作业4电场中的导体含解析鲁科版选修3-1

PAGE3-课时分层作业(四)电场中的导体(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．某探讨性学习小组学习电学学问后对电工穿的高压作业服进行探讨，发觉高压作业服是用铜丝编织的。下列各同学的相识正确的是()A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．乙认为电工被铜丝编织的衣服包袱，使体内为匀强电场，对人体起爱护作用C．丙认为电工被铜丝编织的衣服包袱，使体内电场强度保持为零，对人体起爱护作用D．丁认为铜丝必需达到肯定的厚度，才能对人体起到爱护作用C[高压作业服用铜丝编织，是实现静电屏蔽，以达到对人体的爱护。]2．点电荷A和B，分别带正电和负电，电荷量分别为4Q和Q，在A、B连线上，如图所示，则电场强度为零的地方在()A．A和B之间 B．A右侧C．B左侧 D．A的右侧及B的左侧C[因为A带正电，B带负电，所以只有A右侧和B左侧它们的电场强度方向相反，因为QA＞QB，所以只有B左侧，才有可能EA与EB等大反向，因而才可能有EA和EB矢量和为零的状况。]3.如图所示，在金属球壳内部球心处放置一带电荷量为＋Q的点电荷，A点在球壳内，B点在壳壁中，C点在壳外，则下列说法正确的是()A．A、B两点场强均为零B．EA＞EB＞ECC．假如A、C两点和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同D．B点场强方向指向球心C[达到静电平衡时球壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，壳壁中场强为零，即EB＝0，其余各点的场强用公式E＝keq\f(Q,r2)(r为该点到球心的距离)计算，所以，假如A、C两点和球心在一条直线上，则A、C两点的场强方向相同，且EA＞EC。故选项C正确。]4.一金属球原来不带电，现沿球直径的延长线放置一匀称带电的细杆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，则()A．Ea最大 B．Eb最大C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝EcC[处于静电平衡的导体内部场强到处为零，故a、b、c三点的场强都为零。静电平衡的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场场强与MN在这一点形成的电场的场强等大反向。比较a、b、c三点的感应电场的场强，实质上是比较带电细杆MN在这三点的场强。由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷产生的电场在c点的场强也最大。正确选项为C。]5.(多选)如图所示，半径为R的硬橡胶圆环上带有匀称分布的负电荷，总电荷量为Q，若在圆环上切去一小段l(l远小于R)，已知静电力常量为k，则圆心O处的电场()A．方向从O指向AB B．方向从AB指向OC．场强大小为eq\f(klQ,R2) D．场强大小为eq\f(klQ,2πR3)BD[AB段的电荷量q＝eq\f(Q,2πR)l，则AB段在O点产生的电场强度E＝keq\f(q,R2)＝keq\f(Ql,2πR3)，方向从O指向AB，所以剩余部分圆环在O点产生的场强大小等于eq\f(klQ,2πR3)，方向从AB指向O，故选项B、D正确，A、C错误。]6．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，假如在两点电荷连线的中点O有一半径为r(2r<L)的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点的场强为()A.eq\f(12kQ,L2)，水平向右 B.eq\f(12kQ,L2)，水平向左C.eq\f(3kQ,L2)，水平向右 D.eq\f(3kQ,L2)，水平向左A[两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为E1＝keq\f(Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＋keq\f(2Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq\f(12kQ,L2)，方向水平向左。依据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为E2＝E1＝eq\f(12kQ,L2)，方向水平向右，故A正确，B、C、D错误。]二、非选择题(14分)7．如图所示，边长为L的正方形四个顶点A、B、C、D处依次放置有点电荷－2Q、＋2Q、－Q、＋2Q，试求正方形的中心O点处的场强。[解析]B、D两点处的点电荷在O点处产生的场强等值反向。A点处的点电荷在O点处产生的场强大小为EA＝keq\f(2Q,r2)＝eq\f(k·2Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)L))2)＝keq\f(4Q,L2)C点处的点电荷在O点处产生的场强大小为EC＝keq\f(Q,r2)＝eq\f(kQ,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)L))2)＝keq\f(2