高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修37 静电现象的应用练习题，共3页。
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
答案 AD
解析 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．处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是( )
A．外电场不能进入导体内部
B．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
C．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
D．以上解释都不正确
答案：C
3．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
答案 AB
解析 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．
4. 如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是( )
A．Ea>Eb>Ec，φa>φb>φc
B．Ea＝Eb>Ec，φa＝φb>φc
C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb>φc
D．Ea>Ec>Eb，φa>φb>φc
答案 D
解析 画出空腔导体内外的电场线分布，可以看出Eb＝0，但φb＞0，由内向外电势依次降低，φa＞φb＞φc；由电场线疏密可看出Ea＞Ec＞Eb.处于静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是一个等势体，但其电势并不一定为零．
5. 如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法正确的是( )
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于N点产生的场强
D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
答案 AC
解析 在绝缘导体向带电小球移动过程中，导体中电荷受到外电场的作用力变大，使电荷不断定向移动，故选项A正确．由于导体缓慢移动，所以移动过程中导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部场强应等于零，故选项B错误．要使合场强等于零，感应电荷在M、N两端的场强应与带电小球P在M、N两端产生的场强大小相等、方向相反，由E＝eq \f(kQ,r2)可知选项C正确、D错误.
6. 如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是( )
A．C棒的电势一定高于D棒的电势
B．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流
C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地
D．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分
答案 ABD
解析 由上图所示的电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为φA＞φC＞φD＞φB.当用导线将C棒的x端与D棒的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电势高的C棒，这时C与D已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电，而C的右端及D的左端均不带电，即C右端的正电荷与D左端的负电荷中和掉了．当将B球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地，而一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y的近端处，如果把带正电的A球移走，接地的B球上的负电荷才全部流入大地．
7．如图所示，在相距r、带电荷量分别为＋Q和－Q的两个点电荷的连线中点放一半径为R的金属球，求球上感应电荷在球心O处的场强大小和方向．
答案 eq \f(8kQ,r2) 方向由O指向＋Q
解析 由于处于静电平衡状态的导体内部场强为零，即＋Q、－Q和感应电荷在球心处的合场强为零，因此只需计算＋Q、－Q分别在球心处产生的场强．有：E1＝keq \f(Q,(\f(r,2))2)，方向由O指向－Q、E2＝keq \f(Q,(\f(r,2))2)，方向由O指向－Q
所以感应电荷在球心O处的场强大小为：
E感＝E1＋E2＝2keq \f(Q,(\f(r,2))2)＝eq \f(8kQ,r2)
方向由O指向＋Q.