高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用当堂达标检测题

第一章　静电场

7　静电现象的应用

基础过关练

题组一　静电平衡

1.当导体达到静电平衡时,下列说法正确的是 (深度解析)

A.外部电场消失

B.感应电荷产生的附加电场的场强为零

C.导体内部的合场强为零

D.导体表面和内部的合场强均为零

2.(2021安徽马鞍山含山中学高二月考)在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘平面与点电荷在同一平面内,则关于盘上感应电荷在盘中P点所激发的场强E'的方向,图中正确的是              (　　)

题组二　静电平衡导体的电荷分布

3.(2021宁夏大学附属中学高二月考)如图所示,一导体放在一负电荷的电场中,导体与大地是绝缘的,A、B为导体内部的两点,当导体处于静电平衡时,下列判断正确的是              (　　)

A.A端电势高于B端电势

B.A点场强大于B点场强

C.A端外表面场强大于B端外表面场强

D.若把A端和B端用导线连接,A、B端电荷将中和

题组三　尖端放电

4.(2020广东新丰一中高二期中)在高大的建筑物上安装避雷针的目的是(　　)

A.通过尖端放电中和云层中的电荷

B.避免放电现象的发生

C.直接导走云层中的电荷

D.增加电荷在建筑物上的积累

5.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置,金属板M、N间有两个等高的金属体A、B,A为尖头、B为圆头。将金属板M、N接在高压电源上,逐渐升高电源电压,将首先观察到              (　　)

A.A放电　　　　　　　　    B.B放电

C.A、B一起放电　　　　　　　　   D.A、B之间放电

题组四　静电屏蔽

6.(2021湖南怀化高二10月联考)如图所示,将悬挂在绝缘细线上的带正电的小球A放在不带电的空心金属球C内(始终不与C接触),现将一个悬挂在绝缘细线上的带正电的小球B放在C附近,在小球B缓慢靠近C的过程中,以下说法正确的是              (　　)

A.A、B偏离竖直方向的角度均增大

B.A的位置不变,B偏离竖直方向的角度增大

C.A、B均不偏离竖直方向

D.A对B的静电力向左,B对A的静电力也向左

7.(2020河北阜平中学高二月考)有一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是下图中的              (　　)

8.(2020吉林梅河口五中高二上月考)如图所示,把原来不带电的金属壳B的外表面接地,将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内,但不与B发生接触,达到静电平衡后,则              (　　)

A.B的空腔内电场强度为零

B.B不带电

C.B的外表面带正电

D.B的内表面带负电

答案全解全析

基础过关练

1.C　导体处于静电平衡状态时,在导体内部任意一点,感应电荷产生的电场的场强与外部电场的场强大小相等,方向相反,此时导体内部的场强处处为0,电荷只分布在导体的外表面,选项A、B、D错误,C正确。

方法技巧

对静电平衡的三点理解

1.静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动。

2.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。

3.导体达到静电平衡后内部电场强度处处为零,是指外电场与导体两侧的感应电荷产生的电场的合电场强度为零。

2.A　金属圆盘处于静电平衡状态,其内部各处合场强都为零,即内部每一点,盘上感应电荷产生的电场强度都与-Q在该点产生的电场强度大小相等、方向相反,-Q在P点产生的场强指向-Q,所以盘上感应电荷在P点所激发的场强背离-Q,故A正确。

3.C　导体处于静电平衡,成为一个等势体,其内部电场强度处处为零,故A、B错误;根据电荷守恒定律,A端的感应电荷量和B端一样多,但A端的表面积小,电荷分布较密,电场强度较大,故C正确;由于A端与B端的电势相等,把A端和B端用导线连接,A、B端电荷不能中和,故D错误。故选C。

4.A　避雷针利用了尖端放电的原理,在发生雷电时,避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电,中和了云层中的电荷,可以使建筑物免遭雷击,选项A正确,B、C、D错误。

5.A　在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,其附近的电场强度越大,越容易使空气电离,从而产生放电现象。A为尖头,当逐渐增大电压时,A先放电,选项A正确,B、C、D错误。

6.B　小球A在空心金属球内,由于静电感应,使得C外表面带正电,B、C相互排斥,所以小球B向左偏;而空心金属球可以屏蔽外部电场,所以带正电的小球B对空心金属球C的内部无影响,故当B缓慢靠近C时,A位置不变,B偏离竖直方向的角度增大,B正确。

7.B　把正电荷放在空心金属球球心处,由于静电感应,在球壳的内壁感应出负电荷,在球壳的外壁感应出正电荷,所以在金属球壳的内、外壁之间,由于正电荷的电场和感应电荷的电场的共同作用,其电场强度为零,所以在金属球壳的内、外壁之间没有电场线,在球壳外部电场线的方向是向外的,选项B正确,A、C、D错误。

8.D　因为金属壳的外表面接地,所以外表面没有感应电荷,只有内表面有感应电荷分布,由于A带正电,B的内表面带负电,D正确,B、C错误;B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场,所以空腔内电场强度不为零,A错误。