7 静电现象的应用
课后篇巩固提升
1.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是( )
A.铜丝编织的衣服不易拉破
B.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零
C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电场强度为零
D.铜线电阻小,能对人体起到保护作用
解析高压线路的检修人员在进行高压作业时,要穿上用铜丝网制成的高压作业服,相当于把人体用铜丝网罩起来。这样,外部电场就不会影响到人体,从而避免了感应电场对人体的伤害。故选项C正确。
答案C
2.
如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷。在静电平衡后,下列物理量不为零的是( )
A.导体空腔内任意点的电场强度
B.导体空腔内任意点的电势
C.导体外表面的电荷量
D.导体空腔内表面的电荷量
解析静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零,且内表面不带电。由于导体接地,故整个导体的电势为零。导体外表面受带电体Q的影响,所带电荷量不为零,故选项C正确。
答案C
3.一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( )
解析正电荷放在空心金属球球心,球壳由于静电感应带电,内表面带负电,外表面带正电,因为电场线从正电荷出发,到无穷远或负电荷终止,球壳金属内部电场强度的矢量和处处为零,所以选项B正确。
答案B
4.
3
如图所示,带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内,a、c分别为导体A、B内的点,b为导体A和B之间的一点,下列说法正确的是( )
A.a、b、c三点的电势都相等
B.a点的电场强度为零,但电势最高
C.b点的电场强度为零,但电势大于零
D.a、b、c三点的电场强度都为零
解析A球带正电,不带电的空腔B可以理解为导体的静电平衡,故Ea=Ec=0,空腔内壁感应电荷为负,外壁感应电荷为正。空腔内的电场线分布为由A指向B,所以φa>φb>φc,Eb≠0,选项B正确。
答案B
5.在电荷量为-Q的点电荷的电场中,一个金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加电场强度E'的方向是图中的( )
解析处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零,故感应电荷在盘中A点激发的附加电场强度E'应与该点电荷在A点产生的电场强度等大反向,选项A正确。
答案A
6.(多选)如图所示,在真空中把一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.导体内电场强度越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等
解析绝缘导体缓缓靠近小球P时,小球P上的负电荷在绝缘导体所在区域产生的电场增强,将会有更多的自由电子向绝缘导体的B端移动,B端的感应电荷越来越多,选项A正确;绝缘导体始终处于
3
静电平衡状态,内部电场强度始终为零,选项B错误;导体上感应电荷在导体上某点产生的电场的电场强度大小等于小球P上的负电荷在该点产生的电场的电场强度,故选项C正确,D错误。
答案AC
7.
(多选)如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b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( )
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点的电场强度要强(大)一些
解析金属板若不接地,右侧表面将有感应的负电荷,左侧表面将有感应的等量正电荷,现金属板接地,静电平衡时左侧表面不带电,整个金属板的电势都为零,所以选项A错误,选项B、C正确。
金属板接地时,右侧表面上仍有感应负电荷,而且a点附近的电荷面密度(单位面积上的电荷量)比b点附近的电荷面密度要大些,电场线也密一些,电场强度要大些;整个金属板是等势体,右侧表面是等势面,电场线与等势面垂直,可见a、b两点的电场强度方向都垂直指向右侧面,方向相同,选项D也正确。
答案BCD
8.一金属球,原来不带电。现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆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三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,则三者相比( )
A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
解析处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,故a、b、c三点的电场强度都为零。静电平衡的导体内部电场强度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的电场强度与MN在这一点形成的电场的电场强度等大反向,比较a、b、c三点感应电场的电场强度,实质上是比较带电体MN在这三点的电场强度,由于c点离MN最近,故MN在c点的电场强度最大,感应电荷在c点的电场强度也最大,故选项C正确。
答案C
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