1、7静电现象的应用A组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:C2.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,下列物理量中不为零的是()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
2、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:C3.一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:B4.一金属球,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
3、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:C5.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
4、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abc,Eb0,选项B正确。答案:B6.(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),下列说法中正确的是()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
5、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:AC7.(多选)如图所示,放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C,如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B,则()A.在B的内表面带正电荷,B=C=0B.在B的右侧外表面带正电荷C.验电器的金属箔片将张
6、开,BCD.B=C,B的左右两侧电势相等解析:静电平衡时,电荷分布于导体的外表面上,所以选项A错误;由于产生静电感应,使B金属网罩的左侧外表面感应出负电荷,所以B的右侧外表面感应出正电荷,选项B正确;由于静电屏蔽,金属网罩内电场强度为零,故C上无感应电荷,验电器的金属箔片不会张开,选项C错误;由静电屏蔽特点知,导体是等势体,导体表面是等势面,所以选项D正确。答案:BD8.(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
7、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
8、右侧面,方向相同,选项D也正确。答案:BCD9.如图所示,在真空中有两个点电荷A和B,电荷量分别为-Q和+2Q,它们相距l,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2rEbEc,abcB.Ea=EbEc,a=bcC.Ea=Eb=Ec,a=b=cD.EaEcEb,abc解析:空腔球形导体在正电荷A的电场中感应的结果如图所示,从电场线的疏密可确定a点电场强度大于c点电场强度,而b点电场强度为零,故EaEcEb,而沿着电场线电势降低,故abc,选项D正确。答案:D3.(多选)如图所示,水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷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
9、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()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,达到静电平衡后,金属板的上表面是一个等势面,表面上电场线是竖直向下的,所以小球受到重力、支持力、向下的静电力,合力为零,故小球做匀速直线运动。静电力对小球不做功。答案:ACD4.一个半径为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轴上的分布情况正确的是()解析:取无穷远处电势为零,则正电荷周围的电势均为正值,选项D可排除;实心金属球本身是一个等
10、势体,选项C排除;描述的是电场强度变化的快慢,因为x越大,电场强度减小得越慢,所以随x的增大而减小,选项A错误,B正确。本题答案为B。答案:B5.图中金属球A的半径为R,电荷量为Q,点电荷B的电荷量为q。B与A球的球心间的距离为r,当B不存在而只有A存在且达到静电平衡时,电荷Q在球心O处的电场强度等于,这是因为,当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时,球心O处的电场强度等于,金属球上的电荷在球心O处产生的电场强度大小等于,这是因为。解析:金属球A处于静电平衡状态时,内部电场强度处处为零,由于点电荷B在球心O处的电场强度大小为,根据电场强度叠加原理,(重新分布后的)金属球上的电荷在球心O处产生的电场强度大小必为。答案:0处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零0导体要处于静电平衡状态,其内部电场强度必处处为零