静电现象的应用训练题(含解析)

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1、第 7 节静电现象的应用导体的静电平衡1.(2017 合肥质检 ) 如图中是一块宽大的金属板的截面. 在板的右侧面附近的 P点有一带 +q 的固定的点电荷 , 当金属板处于静电平衡状态时( A ) A.板的左侧面上分布有正的感应电荷, 而右侧面上分布有负的感应电荷B.感应电荷在板上任何一点的电场强度方向都是由P点指向该点C.板上各点电势等于大地电势D.板内离 P点最近的一点合电场强度最大解析: 金属板处在点电荷的电场中, 处于静电平衡状态 , 则右侧面上分布有负的感应电荷 ,左侧面上分布有正的感应电荷, 选项 A正确 ;感应电荷在板上任何一点的电场强度方向都是由该点指向P点, 板内处处电场强度

2、均为零 , 故选项 B,D错误; 由于金属板未接地 , 板上各点电势将高于大地的电势 ,选项 C错误. 2.(2017 新余检测 ) 如图所示 , 在两个固定电荷 +q和-q 之间放入两个原来不带电的导体 ,1,2,3,4为导体上的四个点 , 在达到静电平衡后 ,各点的电势分别是1,2,3,4, 则( B ) A.43,21B.4=32=1C.42=1, 选项 B正确. 3.(2017 开封质检 )( 多选) 如图所示 , 把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中, 导体处于静电平衡时 , 导体两端出现等量异种电荷 +q 和-q, 下列说法正确的是 ( AD ) A.A,B 两点电

3、场强度相等 , 且都为零B.A,B 两点的电场强度不相等C.感应电荷产生的电场强度大小是|EA|EB, 选项 C错误; 当开关闭合时 , 大地和导体形成了一个新的大导体,B 端的正电荷“移动”到大导体远端, 但正电荷不能移动 , 只有远处电子移动导体中和, 选项 D正确. 静电屏蔽4.(2017 黄冈质检 ) 在开口的绝缘金属球壳A的内部, 有一带正电的小球 Q,球壳外用绝缘细线吊有一带负电的小球B,如图所示 , 在下列四种情况中 ,B 球受到 A球的吸引力的是 ( AB ) A.Q不跟 A接触, 如图(a) 所示B.Q跟 A接触, 如图(b) 所示C.Q不跟 A接触, 但 A接地,如图(c)

4、 所示D.Q不跟 A接触,A 先接地然后断开 , 再取走 Q 解析: 在(a) 图中, 由于 Q存在, 球壳 A内表面带负电 , 外表面带正电 ,因此 B球受到 A的吸引力而向右偏 , 选项 A正确; 在(b) 图中,Q 与球壳A的内表面接触 ,而成为同一带电体 , 所有电荷分布在 A的外表面 ,B 球受到吸引而向右偏 ,选项 B正确; 在(c) 图中,Q 存在, 球壳 A因接地而外表面不带电 ,B 球不受 A的作用 , 选项 C错误; 当 A接地后又断开 , 再取走 Q,A带负电荷且分布到外表面上,B 球将受到排斥力而向左偏 , 选项 D错误. 5.(2017 绍兴质检 ) 如图所示 , 两

5、个相同的空心金属球M和 N,M带-Q电荷,N 不带电 (M,N 相距很远 , 互不影响 ), 旁边各放一个不带电的金属球 P和 R,当将带正电 Q的小球分别放入M和 N的空腔中时 ( D ) A.P,R 上均出现感应电荷B.P,R 上均没有感应电荷C.P 上有, 而 R上没有感应电荷D.P 上没有 , 而 R上有感应电荷解析: 当+Q放入 M中时, 整体对外不显电性 ,M 上的负电荷量 Q全部移到内表面 , 外表面上没有电荷 , 则 P上没有感应电荷 , 当+Q放入不带电的 N中时,N 内表面感应出负电荷 , 外表面带与内表面等量的正电荷,N外具有电场 , 则 R上有感应电荷 , 选项 D正确

6、. 6.(2017 南通质检 )( 多选) 一带正电的绝缘金属球壳A,顶部开孔 , 有两个带正电的金属球B,C 用绝缘金属导线连接 , 让 B球置于球壳 A的空腔中与内表面接触后又提起到图示位置,C 球放 A球壳外 , 且离 A球壳较远 , 待静电平衡后 , 正确的说法是 ( BC ) A.B,C 球都带电B.B 球不带电 ,C 球带电C.让 C球接地后 ,B 球带负电D.C球接地后 ,A 球壳空腔中电场强度为零解析: 静电平衡时 ,电荷都分布在导体的外表面, 所以 B球与球壳 A内表面接触后 ,B 上的电荷都跑到 A壳外面,B 球不带电 , 而球壳内没有电场,C 球依然带电 .C 球接地后

7、,C 上的正电荷都“移到”地球远端, 且由于 B处于高电势处 , 则负电荷被吸到 B上, 于是在 A的内表面感应了等量的正电荷 , 即球壳的空腔内有电场 , 选项 B,C正确. 7.(2017 抚顺模拟 )ab 是长为 L 的均匀带电细杆 ,P1和 P2是位于 ab所在直线上两点 , 位置如图所示 .ab 上电荷产生的静电场在P1处的电场强度大小为 E1, 在P2处产生的电场强度大小为E2,则以下说法正确的是( D ) A.两处的电场方向相同 ,E1E2B.两处的电场方向相反 ,E1E2C.两处的电场方向相同 ,E1E2D.两处的电场方向相反 ,E1E2解析:P2点的电场是 ab 上所有电荷产

8、生电场的叠加,P1点在杆上距 a端 处, 由电场强度的矢量性可知 ,P1点左方 上的电荷产生的电场强度方向与 P1点右方 上的电荷产生的电场强度方向相反,合电场强度为0, 则 P1点的电场强度 E1是由 P1点右方 至 b 点的所有电荷产生电场强度的叠加 , 显然两处的电场方向相反,E1E2, 选项 D正确. 8.(2017 济南质检 ) 如图所示 , 有一定厚度的金属球壳A,在其球心 O处放有一个带有电荷量为+q的点电荷 .P 为球外的一点 , 它到球心 O的距离为 L, 球壳的半径为 R.求 P点的电场强度 . 解析: 电荷+q放在球心 , 由于球壳 A处在点电荷电场中 , 则其外表面和内

9、表面分别带上等量的正、负电荷, 而且分布均匀 , 如图所示 .P 点的电场强度应是电荷 +q和感应出的正负电荷产生的电场强度的矢量和.由于球壳内表面的感应电荷和点电荷对球外不产生影响, 则球壳外表面的感应电荷的电荷量为+q, 且分布均匀 , 对球外的电场相当于处于球心的电荷量为 +q 的点电荷电场 . 答案:k方向沿 O,P连线向外( 教师备用 ) 【备用题组】1.(2016 金华质检 )( 多选) 如图所示 , 金属球壳 A带有正电 , 其上方有一小孔 a, 静电计 B的金属球 b 用导线与金属球 c 相连, 以下操作所发生的现象 , 正确的是 ( AB ) A.将 c 移近 A,但不与 A

10、接触,B 会张开一定角度B.将 c 与 A外表面接触后移开 ,B 会张开一定角度C.将 c 与 A内表面接触时 ,B 不会张开角度D.将 c 置于 A空腔内, 但不与 A接触,B 不会张开角度解析: 不论 c 是移近 A还是处在 A内,c 与 b 间电势都相等 , 都能发生静电感应 , 从而使 B的指针带正电使指针张开一定角度; 将 c 与 A的外表面接触 ,c 带正电使指针张开一定角度.将 c 与 A内表面接触 , 因 c,d电势不同而使验电器带电, 指针张开一定角度 , 选项 A,B 正确. 2. (2016 黄石质检 )( 多选)如图所示 , 接地的金属板右侧有固定的点电荷 +Q,a,b

11、 点是金属板右侧表面的两点, 其中 a 到+Q的距离较小 .下列说法正确的是 ( BCD ) A.由于静电感应 , 金属板右侧表面带负电 , 左侧表面带正电B.由于静电感应 , 金属板右侧表面带负电 , 左侧表面不带电C.整个导体 , 包括表面上的 a,b 点, 是一个等势体 , 且电势等于零D.a,b 两点的电场强度不为零 ,且 a,b 两点电场强度方向相同 , 但 a 点的电场强度比 b 点的电场强度要大些解析: 由于金属板与大地构成“大导体”, 与+Q电性相同的正电荷移向“大导体”远端 ,负电荷移向近端 , 因此金属板左侧表面不带电, 右侧集聚负电荷 , 整个金属板的电势为零 , 选项

12、A错误,B,C 正确. 金属板右侧表面电场线与表面一定垂直, 但 a 点电场线密一些 , 电场强度要大些, 选项 D正确. 3.(2016 株洲质检 ) 一个半径为 r, 带正电的实心金属球球心在x 轴上的 O点, 金属球在周围空间产生静电场, 则其电势在 x 轴上的分布情况是 ( B ) 解析: 取无穷远处电势为零 , 则正电荷周围的电势均为正值;实心金属球本身是一个等势体 , 在-r r 范围内不变; 由电势的意义可推得x 图线的斜率表示电场强度, 而在球外电场强度 , 随 x 越大减小变慢, 选项 B正确. 4.(2016 佛山期中 )( 多选) 如图所示 , 水平放置的金属板正上方放有

13、一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场 ), 从左端以初速度v0滑上金属板 , 沿光滑的上表面向右运动到右端 , 在该运动过程中 ( ACD ) A.小球做匀速直线运动B.小球先做减速运动 , 后做加速运动C.小球的电势能保持不变D.静电力对小球所做的功为零解析: 由于金属板处于点电荷Q形成的电场中 , 金属板是一个等势体 ,上表面是一个等势面 , 其电场线与表面垂直且竖直向下, 小球水平方向不受力 , 而做匀速直线运动 , 由于静电力与表面垂直对小球不做功.则小球电势能保持不变 , 选项 A,C,D 正确,B 错误. 5.(2016 秦皇岛期中 ) 一半径为

14、r 的带正电实心金属导体球, 如果以无穷远点为电势零点 , 关于表示导体球的电场的电场强度或电势随距离的变化关系的图像 , 其中正确的是 (图中横坐标 d 表示某点到球心的距离 , 纵坐标表示电场强度或电势的大小)( B ) A.图(1) 表示电场强度大小随距离变化的关系, 图(2) 表示电势大小随距离变化的关系B.图(2) 表示电场强度大小随距离变化的关系, 图(3) 表示电势大小随距离变化的关系C.图(3) 表示电场强度大小随距离变化的关系, 图(4) 表示电势大小随距离变化的关系D.图(4) 表示电场强度大小随距离变化的关系, 图(1) 表示电势大小随距离变化的关系解析: 由于 0r 段为带电金属球内部 , 其电场强度为零 , 而 r 处电场强度最大 , 其后逐渐减小 , 所以图(2) 表示电场强度大小随距离变化的关系; 导体球是个等势体 , 其内部和表面电势相同 , 且为正的最大值 , 其后电势降低 , 所以图(3) 表示电势大小随距离变化关系. 选项 B正确.