2018年高中物理 第1章 靜電場(chǎng) 1.9 靜電平衡的特征及應(yīng)用習(xí)題 新人教版選修3-1.doc

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靜電平衡的特征及應(yīng)用 （答題時(shí)間：30分鐘） 1. 如圖所示，A是帶正電的球，B為不帶電的導(dǎo)體，A、B均放在絕緣支架上，M、N是導(dǎo)體B中的兩點(diǎn)。以無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后，說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A. M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EM＝EN＝0 B. M、N兩點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系為φM＝φN C. M、N兩點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系為φM＞φN＞0 D. 感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EM′＞EN′ 2. 如圖中是一塊寬大的接地金屬板的截面。在板的右側(cè)面附近的P點(diǎn)有一帶+q的固定的點(diǎn)電荷，當(dāng)金屬板處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 板的左側(cè)面上分布有正的感應(yīng)電荷，而右側(cè)面上分布有負(fù)的感應(yīng)電荷 B. 感應(yīng)電荷在板上任何一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都是由P點(diǎn)指向該點(diǎn) C. 接地線斷開(kāi)后，板上各點(diǎn)電勢(shì)仍等于地電勢(shì) D. 板內(nèi)離P點(diǎn)最近的一點(diǎn)，合場(chǎng)強(qiáng)最大 3. 如圖所示，Q帶負(fù)電荷，導(dǎo)體P在a處接地，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 導(dǎo)體P的a端帶正電荷，b端不帶電 B. 導(dǎo)體P的a端不帶電荷，b端帶負(fù)電荷 C. 導(dǎo)體P的a端帶正電荷，b端帶負(fù)電荷，且正、負(fù)電荷的電荷量相等 D. 導(dǎo)體P的a端帶正電荷，b端帶負(fù)電荷，正電荷的電荷量大于負(fù)電荷的電荷量 4. 一金屬球原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比（ ） A. Ea最大 B. Eb最大 C. Ec最大 D. Ea＝Eb＝Ec 5. 如圖所示，一個(gè)不帶電的表面絕緣的導(dǎo)體P正在向帶正電的小球Q緩慢靠近，但不接觸，也沒(méi)有發(fā)生放電現(xiàn)象，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. B端的感應(yīng)電荷為負(fù)電荷 B. 導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大 C. 導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)始終大于在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng) D. C、B兩點(diǎn)的電勢(shì)始終相同 6. 已知，一個(gè)均勻帶電的球殼在殼內(nèi)任意一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度均為零，在殼外某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等同于把殼上電量全部集中在球心處的點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，即：，，式中R為球殼的半徑，r為某點(diǎn)到球殼球心的距離，Q為球殼所帶的電荷量，k為靜電力常量。在真空中有一半徑為R、電荷量為+Q的均勻帶電球殼，球心位置O固定，P為球殼外一點(diǎn)，M為球殼內(nèi)一點(diǎn)，如圖所示，以無(wú)窮遠(yuǎn)為電勢(shì)零點(diǎn)，關(guān)于P、M兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 若Q不變，P點(diǎn)的位置也不變，而令R變小，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變 B. 若Q不變，P點(diǎn)的位置也不變，而令R變小，則P點(diǎn)的電勢(shì)升高 C. 若Q不變，M點(diǎn)的位置也不變，而令R變?。∕點(diǎn)仍在殼內(nèi)），則M點(diǎn)的電勢(shì)升高 D. 若Q不變，M點(diǎn)的位置也不變，而令R變?。∕點(diǎn)仍在殼內(nèi)），則M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不變 7. 如圖所示，把一個(gè)不帶電的枕型導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)，在a，b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說(shuō)法正確的是（ ） A. 閉合K1，有電子從枕型導(dǎo)體流向大地 B. 閉合K2，有電子從枕型導(dǎo)體流向大地 C. 閉合K1，有電子從大地流向枕型導(dǎo)體 D. 閉合K2，沒(méi)有電子通過(guò)K2 8. 如圖所示，在不帶電的半徑為R的導(dǎo)體球附近一點(diǎn)A處，從無(wú)限遠(yuǎn)處移來(lái)一點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷的電荷量為q，若A點(diǎn)到球面的距離為L(zhǎng)，當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體球上的感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小等于多少？其方向如何？ 1. C 解析：導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，所以，A正確；B達(dá)到靜電平衡后變成一個(gè)等勢(shì)體，即，B正確C錯(cuò)誤；感應(yīng)電荷在MN兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于A在MN兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)公式可知，距離場(chǎng)源電荷越近，電場(chǎng)強(qiáng)度越大，故，故D正確。 2. C 解析：板中的自由電荷由于在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，必會(huì)產(chǎn)生帶負(fù)電的電子向電場(chǎng)強(qiáng)度相反的方向運(yùn)動(dòng)的效果，從而右側(cè)面上分布有負(fù)的感應(yīng)電荷，因金屬板接地，金屬板內(nèi)正電荷沿接地導(dǎo)線導(dǎo)到地面上，故左側(cè)面上無(wú)感應(yīng)電荷，故A錯(cuò)誤；感應(yīng)電荷在板上任何一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都是由該點(diǎn)指向P點(diǎn)的，故B錯(cuò)誤；接地線斷開(kāi)后，板上各點(diǎn)電勢(shì)仍等于地電勢(shì)，C正確；板內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度處處均為零，故D錯(cuò)誤。 3. A 解析：金屬導(dǎo)體P接地時(shí)與大地組成一個(gè)新的導(dǎo)體，a為新導(dǎo)體靠近Q的一端，而大地是遠(yuǎn)離Q的一端，由于靜電感應(yīng)的作用，靠近Q的一端會(huì)帶上與Q相反的電荷，即帶上正電荷，接地的過(guò)程應(yīng)是b端感應(yīng)出來(lái)的負(fù)電荷被導(dǎo)到大地上，所以b端不帶電，故A正確，BCD錯(cuò)誤。 4. C 解析：達(dá)到靜電平衡后，金屬球內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)處處為零，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)與帶電的細(xì)桿MN產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，相互抵消，c點(diǎn)離帶電的細(xì)桿MN最近，帶電的細(xì)桿MN在c點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)最大，則金屬球上感應(yīng)電荷在c點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)最大，即Ec最大。 5. CD 解析：導(dǎo)體P處在正電荷的電場(chǎng)中，由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體的右端B要感應(yīng)出正電荷，在導(dǎo)體的左端C會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為0，故B錯(cuò)誤；在C點(diǎn)和B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷和帶正電的小球Q共同疊加產(chǎn)生，并且為0，帶正電的小球Q在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，所以導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)始終大于在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，故C正確；處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體，C、B兩點(diǎn)的電勢(shì)始終相同，故D正確。 6. ACD 解析：若Q不變，P點(diǎn)的位置也不變，屬于處于球殼外的某一點(diǎn)，無(wú)論球半徑怎么變小，P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度仍不變，故A正確；若Q不變，P點(diǎn)的位置也不變，而令R變小，由于P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，所以電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)為零處，電場(chǎng)力做功不變，因而P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故B錯(cuò)誤；若Q不變，M點(diǎn)的位置也不變，令R變小（M點(diǎn)仍在殼內(nèi)），根據(jù)題意可知，M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度仍為零，因此球殼內(nèi)的電勢(shì)處處相等，由于球殼變小，導(dǎo)致電荷從球殼移到電勢(shì)為零處，電場(chǎng)力做功增加，所以球殼處的電勢(shì)增加，故C正確；若Q不變，M點(diǎn)的位置也不變，令R變?。∕點(diǎn)仍在殼內(nèi)），根據(jù)題意可知，M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度仍為零，故D正確。 7. C 解析：在K1，K2都閉合前，枕型導(dǎo)體的電荷是守恒的，a，b出現(xiàn)的負(fù)、正電荷等量。當(dāng)閉合K1，K2中的任何一個(gè)以后，便把導(dǎo)體與大地連通，使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移。因此，導(dǎo)體本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒。由于靜電感應(yīng)，a端仍為負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量正電荷，因此無(wú)論閉合K1還是K2，都有電子從大地流向?qū)w，應(yīng)選C項(xiàng)。 8. 解：點(diǎn)電荷q在球心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)，方向由A指向O，則球面上感應(yīng)電荷在球心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小，方向由O指向A。