静电现象的应用试题 2018-2019学年上学期高二物理人教版(课堂同步系列一) Word版含解析

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2018-2019学年物理同步人教版选修3-1课时跟踪检测：(七) 静电现象的应用

课时跟踪检测（七）静电现象的应用1．处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是()A．导体内部无任何电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D．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解析：选D导体内部电场强度处处为零是由于感应电荷的电场与外电场叠加的结果，故D正确。

2.一金属球，原来不带电，现沿球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三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则()A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c解析：选C处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零。

处于静电平衡状态的导体内部场强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场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向。

比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强。

由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点的场强也最大。

正确选项为C。

3．在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏蔽状态”。

在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响。

空腔导体内部可以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰。

下列说法正确的是()A．场是一种人为假设，实际是不存在的B．航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力C．外电场在空腔导体的内部产生的场强为0，所以外电场被屏蔽D．在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0解析：选D场是看不见，摸不着，但是一种物质形态存在的，所以A错误。

航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中物体处于失重状态，但仍存在重力，所以B错误。

外电场在空腔导体的内部产生的场强，与感应电荷在内部的电场强度相互叠加后为0，所以C错误。

1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1 同步练习

静电现象的应用学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.干燥的冬天开车门时手与金属车门之间容易“触电”，为了防止“触电”，在淘宝上出现了名叫“静电消除器”的产品，手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下如图所示，就可以防止“触电”。

关于这一现象及这一产品，下列说法不．正．确．的是A. 这种“触电”现象是一种静电现象B. “静电消除器”应该为导体C. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷都被“静电消除器”吸收而消失D. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体最终构成一个等势体2.在电力行业，有一种“超高压带电作业法”。

这种作业方法是施工人员穿上由金属丝和棉纱制成的“均压服”，使人体在接近高压带电体的过程中，逐步减小人体与高压带电体间的电势差，最终使人体的电势与高压带电体的电势相等。

下列说法正确的是A. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内电场强度为零，可以保护人体B. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内的电势为零，可以保护人体C. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷定向移动的速率很小，因此人体无危险D. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷在“均压服”上移动，因此人体无危险3.据新闻媒体报道：2018年8月31日下午，武汉工程职业技术学院一名大二学生骆某被雷击倒地，不幸身亡。

这一事件告诫我们，防雷十分重要。

在野外遇到电闪雷呜时，应当A. 躲进小山洞B. 躲在大树下C. 撑着钢柄雨伞D. 站在避雷针旁边4.如图所示，金属球A的半径为R，球外一个点电荷带电量为q，到球心的距离为L，则金属球上感应电荷在球心O产生电场的电场强度大小为A. B. C. D.5.如图所示为空腔球形导体不带电，现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E和电势的关系是A. ，B. ，C. ，D. ，6.一金属球，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三点的电场分别为、、，三者相比有A. 最大B. 最大C. 最大D.7.金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将A. 不会张开B. 一定会张开C. 先张开，后闭合D. 可能会张开8.图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属壳，在图示情况下，放在绝缘板上的小纸屑图中会被吸引的是A. B. C. D.9.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则A. B的空腔内电场强度为零B. B不带电C. B的内表面带负电D. 将A移走后，B的外表面带负电10.使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。

《静电现象的应用》同步练习3(新人教版选修3-1)

第1章静电现象的应用1、如图9-4-11所示,让平行板电容器带电后,静电计的指针偏转一定角度,若不改变A、B两极板带的电量而减小两极板间的距离,同时在两极板间插入电介质,那么静电计指针的偏转角度( )A、一定减小B、一定增大C、一定不变D、可能不变【解析】由和，电量不变，可知A对【答案】A2、如图9－4－12所示，平行板电容器经开关S与电池连接，a处有一电荷量非常小的点电荷，S是闭合的，φa表示a点的电势，F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动，使两板间的距离增大，则A.φa变大，F变大B.φa变大，F变小C.φa不变，F不变D.φa不变，F变小【解析】极板间电压U不变，两极板距离d增大,所以场强E减小故F变小．a到B板距离变大则a到B板的电势差增大，而B板接地，所以φa变大，故B对．【答案】B3、.离子发动机飞船，其原理是用电压U加速一价惰性气体离子，将它高速喷出后，飞船得到加速，在氦、氖、氩、氪、氙中选用了氙，理由是用同样电压加速，它喷出时（）A.速度大B.动量大C.动能大D.质量大【解析】由动能定理：得到动能均相同但动量，质量越大，动量越大，反冲也大．故选B【答案】B4、如图9－4－13所示，水平放置的平行金属板a、b分别与电源的两极相连，带电液滴P在金属板a、b间保持静止，现设法使P固定，再使两金属板a、b分别绕中心点O、O/垂直于纸面的轴顺时针转相同的小角度α，然后释放P，则P在电场内将做（）A．匀速直线运动B．水平向右的匀加速直线运动C．斜向右下方的匀加速直线运动D．曲线运动【解析】原来有：即设转过角时（如图甲），则两极板距离为变保持不变，在竖直方向有：所以竖直方向合外力为零水平方向受到恒定的外力因此带电液滴P将水平向右的匀加速直线运动，B【答案】B5、如图9－4－14所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔．右极板电势随时间变化的规律如图所示．电子原来静止在左极板小孔处．（不计重力作用）下列说法中正确的是（）A.从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动C.从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上D.从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上【解析】从t=0时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/2，接着匀减速T/2，速度减小到零后，又开始向右匀加速T/2，接着匀减速T/2……直到打在右极板上．电子不可能向左运动；如果两板间距离不够大，电子也始终向右运动，直到打到右极板上．从t=T/4时刻释放电子，如果两板间距离足够大，电子将向右先匀加速T/4，接着匀减速T/4，速度减小到零后，改为向左先匀加速T/4，接着匀减速T/4．即在两板间振动；如果两板间距离不够大，则电子在第一次向右运动过程中就有可能打在右极板上．从t=3T/8时刻释放电子，如果两板间距离不够大，电子将在第一次向右运动过程中就打在右极板上；如果第一次向右运动没有打在右极板上，那就一定会在第一次向左运动过程中打在左极板上．选AC【答案】AC6、如图9－4－15所示,水平放置的两平行金属板相距为d,充电后其间形成匀强电场.一带电量为+q,质量为m的液滴从下板边缘射入电场,并沿直线运动恰好从上板边缘射出.可知,该液滴在电场中做_______运动,电场强度为_______,电场力做功大小为_______【解析】由题意可知，带电粒子只能作匀速直线运动，所受重力和电场力的合外力为零．有：，根据动能定理：【答案】作匀速直线运动，，7、密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图9－4－16，设小油滴质量为m，调节两板间电势差为U，当小油滴悬浮不动时，测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q=_______.【解析】受力平衡可得：【答案】8、如图9－4－17所示，在倾角37°的斜面两端，垂直于斜面方向固定两个弹性板，两板相距2米，质量10克，带电量1×10-7库仑的物体与斜面的摩擦系数为0.2，物体在斜面中点时速度大小为10米/秒，物体在运动中与弹性板碰撞中机械能不损失，物体在运动中电量不变，若匀强电场场强E=2×106牛/库，求物体在斜面上通过的路程？（g=10米/秒2）【解析】mg sin370=0.06N Eq=0.2Nf+ mg sin37°<Eq故最后应停在紧靠上边弹性板处，由动能定理得：解得：S=40m【答案】S=40m9、如图9－4－18所示，空间相距为的平行金属板加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场，其变化如图，当t=0时，A板电势比B板电势高，这时在靠近B板处有一初速度为零的电子（质量为，电量为）在电场力作用下开始运动，若要使这电子到达A板时具有最大的动能，则所加交变电压的频率最大不能超过多少？【解析】根据题意当电子从t=0时开始运动，运动时间≤时，电子到达A板时具有最大的动能．临界条件：所以【答案】不能超过10、（2003年上海高考）为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积的金属板，间距，当连接到的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图9－4－19所示．现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为，质量为，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力．求合上电键后：⑴经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？⑵除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？⑶经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？【解析】⑴当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附．烟尘颗粒受到的电场力：而可得⑵由于板间烟尘颗粒均匀分布，可以认为烟尘的质心位置位于板的中心位置，因此除尘过程中电场力对烟尘做的总功为：⑶设烟尘颗粒下落距离为，则当时所有烟尘颗粒的总动能：当时，最大，又根据得。

高二物理静电现象的应用试题

高二物理静电现象的应用试题1.下列关于电容的说法正确的是()A．电容器简称电容B．电容器A的电容比B的大，说明A的带电荷量比B多C．电容在数值上等于使两极板间的电势差为1 V时电容器需要带的电荷量D．由公式C＝Q/U知，电容器的电容与电容器两极板间的电压成反比，与电容器所带的电荷量成正比【答案】C【解析】电容器和电容是两个不同的概念，A错；电容器A的电容比B的大，只能说明电容器A容纳电荷的本领比B强，与是否带电无关，B错；电容器的电容大小和它的两极板所带的电荷量、两极板间的电压、电容器的体积等无关，D错．通过本题，我们对公式C＝Q/U有了进一步的理解，电容器的电容只由电容器本身决定．2.电容器是一种常用的电子元件，对电容器认识正确的是()A．电容器的电容表示其储存电荷的能力B．电容器的电容与它所带的电荷量成正比C．电容器的电容与它两极板间的电压成正比D．电容的常用单位有μF和pF,1 μF＝103 pF【答案】A【解析】电容是表示电容器储存电荷的能力，A正确；电容C＝是电容的定义式，不是决定式，故C与Q、U无关，B、C错误；1 μF＝106 pF，D错误．3. (2011·潍坊高二检测)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两板间距离而引起电容变化的是()【答案】C【解析】A选项改变的是介质，B、D选项改变的是正对面积，C选项改变的是两板间距离，故C 正确．4.电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳更多的电荷量C．A的体积比B的体积大D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量的改变量比B的大【答案】D【解析】电容是电容器的固有属性，由电容器本身的构造决定，电容描述了电容器容纳电荷的本领(电容器两极间的电势差每改变1 V所改变的电荷量的多少)大小，而不表示容纳电荷的多少或带电荷量的多少，正确答案为D项．5.对于水平放置的平行板电容器，下列说法中正确的是()A．将两极板的间距加大，电容将增大B．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等，厚度小于极板间距的铝板，电容将增大【答案】BCD【解析】影响平行板电容器电容大小的因素有：(1)随正对面积的增大而增大；(2)随两极板间距离的增大而减小；(3)在两极板间放入电介质，电容增大．由此可知B、C选项正确．对D选项，实际上是减小了平行板的间距，所以D也对．故正确选项为B、C、D.6.一个空气平行板电容器，极板间距离为d，正对面积为S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A．将电压变为U/2B．将带电荷量变为2QC．将极板正对面积变为2SD．将两极间充满介电常数为2的电介质【答案】CD【解析】电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A、B不正确；根据公式C＝可知选项C、D正确．7.传感器是一种采集信息的重要器件，如右图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是()A．若F向上压膜片电极，电路中有从d到b的电流B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化E．若电流表有示数，则说明压力F不发生变化【答案】BD【解析】F向上压膜片电极，使得电容器两板间的距离减少，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器继续充电．8.如下图所示，一电容为C的平行板电容器，两极板A、B间距离为d，板间电压为U，B板电势高于A板．两板间有M、N、P三点，M、N连线平行于极板，N、P连线垂直于极板，M、P 两点间距离为L，∠PMN＝θ.以下说法正确的是()A．电容器带电荷量为B．两极板间匀强电场的电场强度大小为C．M、P两点间的电势差为D．若将带电荷量为＋q的电荷从M移到P，该电荷的电势能减少了【答案】CD【解析】本题考查电容器电容的定义式，电场强度与电势差的关系，电场力做功与电势能改变的关系．由电容器电容的定义式可知，电容器的带电量为Q＝CU，A项错误；两板间的电场为匀强电场，根据匀强电场场强与电势差的关系可知，两板间电场强度E＝，B项错误；MP两点间＝EL sin θ＝，C项正确；由于下板带正电，因此的电势差就等于NP间的电势差，即UMP板间场强方向竖直向上，将带电量为＋q的电荷从M点移到P点，电场力做正功，电势能减少量＝，D项正确．本题较易．就等于电场力做的功，即为qUMP9.如图所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10－10 F，两极板间距离d＝1.20×10－3 m，取g＝10 m/s2，求：(1)该电容器所带电荷量．(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10－3 kg，恰在板间处于静止状态，则微粒带电荷量多少？带何种电荷？【答案】(1)3.6×10－9 C(2)2.0×10－6 C负电荷【解析】(1)由公式C＝Q＝CU＝3×10－10×12 C＝3.6×10－9 C.(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE＝mg，而E＝解得q＝＝ C＝2.0×10－6 C微粒带负电荷．10.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是C＝ε，其中ε＝9.0×10－12 F·m－1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？【答案】0.15 mm＝0.75 pF，【解析】由题中给出的电容计算公式C＝ε及相关数据，解得键未按下时的电容C1由＝得，＝，又C＝1.00 pF，解得Δd＝0.15 mm.2。

2018-2019学年度高二物理(人教选修3-1)静电现象的应用电容器的电容(A、B卷练习)(含解析)

江苏省赣榆高级中学2018-2019学年度高二物理（人教选修3-1）静电现象的应用电容器的电容（A 、B 卷练习）A 卷1．关于电容器，下列说法中正确的是( )A ．由Q C U=可知，电容器带电量越大，它的电容就越大 B ．对一固定的电容器，它的带电量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C ．电容器的带电量Q 为两极板所带电荷量的总和D ．对平行板电容器，当增大两板间的距离时，其电容变大答案： B解析：电容与Q 、U 无关，故选项A 错误，选项B 正确；电容器所带电量Q 是一个极板的电量，选项C 错误；由4S C kdεπ=判断，d 增大时，C 减小，选项D 错误． 2．导体球壳B 带有正电荷Q ，其中放有导体球A ，用细金属丝通过B 上的小孔与地相连（细金属丝不与球壳B 相碰），如图所示．则导体球A ( )A ．不带电B ．带正电C ．带负电D ．可能带正电，也可能带负电答案：C解析：球壳B 带正电荷后，附近的大地因感应将带负电荷．由于导体球A 与大地相连，因此，A 上也会感应出一定量的负电荷，选项A 正确．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 点的场强为零，但电势最高C ．b 点的场强为零，但电势大于零D ．a 、b 、c 三点的场强都为零答案：B解析：导体A 、B 各为一个等势体，其内的各点场强为零，即E a ＝E c ＝0，带正电的A 在B 的内、外表面各感应出负、正电荷，A 外B 内的空间电场线方向由A 指向B ，E b ≠ 0，故电势φa >φb >φc >0，所以选项A 、C 、D 错误，选项B 正确．4．两块大小、形状完全相同的金属板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关S ，电源即给电容器充电．则( )A ．保持S 接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B ．保持S 接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C ．断开S ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D ．断开S ，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大答案 BC解析:保持S 接通则两极板间电势差U 不变，减小两极板间的距离d 时，根据电场强度公式U E d=，两极板间电场的电场强度将要变大，选项A 错误；根据平行板电容器电容的定义式和决定式，可得4Q S C U kd επ==，当在两极板间插入一块介质时，介电常数变大，导致电容C 变大，而U 不变，所以极板上的电荷量增大，选项B 正确；同理，断开S 时极板上的电荷量Q 不变，减小两极板间的距离d 时电容C 变大，则电势差U 一定变小，选项C 正确；如果在两极板间插入一块介质，则C 变大，Q 不变则电势差U 一定减小，选项D 错误．5．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，下列物理量中等于零的是( )A ．导体腔内任意点的场强B ．导体腔内任意点的电势C ．导体外表面的电荷量D ．导体空腔内表面的电荷量答案：ABD解析：静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，且内表面不带电，故选项A 、D 正确．由于导体接地，故整个导体的电势为零，选项B 正确．导体外表面受带电体Q 的影响，所带电荷不为零，故选项C 不正确．6．如图所示是静电除尘的原理示意图．A 为金属管，B 为金属丝，在A 、B 之间加上高电压，使B 附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A 极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A 极上，排出的烟就比较清洁了．有关静电除尘的装置，下列说法正确的是 ( )A ．金属管A 应接高压电源的正极，金属丝B 接负极B ．金属管A 应接高压电源的负极，金属丝B 接正极C ．C 为烟气的进气口，D 为排气口D ．D 为烟气的进气口，C 为排气口答案：AC解析：因带负电的煤粉吸附到A 极上，所以A 应接电源的正极，选项A 正确，选项B错误．由烟气要向上运动知D 为排气口，所以选项C 正确，选项D 错误．7．A 、B 为两个大小不等的导体球壳（R A ＞R B ），分别有正电荷q 与2q ，如图所示．（1）球壳B 与A 接触一下后，将B 放进A 球壳内与内表面接触，则A 的带电情况是________，B 的带电情况是________．（2）球壳B 与A 接触一下后，将B 球壳放进A 球壳内，使A 瞬间接地，再将B 与A 的内表面接触，则A 的带电情况是________；B 的带电情况是________．答案：（1）外表面带电3q 、不带电；（2）不带电、不带电．解析：（1）B 与A 接触一下后，两者电量重新分配．由于A 球壳比B 球壳大，一定有电荷从B 流向A ，结果A 球壳带电量q A ＞q ，B 球壳带电量q B ＜2q ，q A ＋q B =3q ．将B 放进A 球壳内与A 接触，B 球壳上的电荷将全部转移到A 球壳外表面，A 球壳外表面带电量为q A +q B =3q ，B 球壳不带电．（2）B 与A 接触一下后，A 球壳带电q A ＞q ，B 球壳带电q B ＜2q ．将B 放进A 球壳内，由于静电感应，A 球壳内表面感应出电量-q B ，A 球壳外表面带电为q A ＋q B =3q ．A 瞬间接地后，A 球壳外表面电荷中和．再将B 与A 的内表面接触，两者电荷正好全部中和．8．一个平行板电容器，使它每板电量从Q 1=3×10-5 C 增加到Q 2=3.6×10-5 C 时，两板间的电势差从U 1=10 V 增加到U 2=12 V ，这个电容器的电容量多大？如要使两极电势差从10 V 降为U 3=6 V ，则每板需减少多少电量？答案：3μF C = 52Δ 1.210C Q -=⨯解析：电量的增加量和电势差的增加量分别为：6121Δ610C Q Q Q -=-=⨯，121Δ2V U U U =-=根据电容的定义，它等于每增加 1 V 电势差所需增加的电量，即：11Δ3μF ΔQ C U ==．要求两极板间电势差降为6 V ，则每板应减少的电量为：522ΔΔ 1.210C Q C U -==⨯．9．如图所示，平行板电容器的两个极板A 、B 分别接在电压为60 V 的恒定电源上，两板间距为3 cm ，电容器带电荷量为6×10-8 C ，A 极板接地．求：(1)平行板电容器的电容；(2)平行板两板间的电场强度；(3)距B 板2cm 的C 点的电势．答案： (1)1×10-9 F (2)2×103 V/m (3)－20 V解析： (1)9110F Q C U -==⨯ ． (2)3210V /m U E d==⨯ ． (3)20V Ed ϕ=-=- ．B 卷1．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是( )①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备③固定电话和手提电话均可正常使用④在旷野，应远离树木和电线杆A ．①②③B ．①②④C ．①③④D ．②③④ 答案：B解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电．固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用．2．如图所示，平行板电容器C 和电阻组成电路，当增大电容器极板间的距离时，则( )A ．在回路中有从a 经R 流向b 的电流B ．在回路中有从b 经R 流向a 的电流C ．回路中无电流D ．回路中的电流方向无法确定答案：A解析：依图知电容器a 板带正电，b 板带负电．当d 增大时，由公式4S C kdεπ=知，电容C 减小．由于电容器一直接在电源上，故电容器两极板间的电压U 不变，所以由公式：Q C U=，电容器所带电量应减小，即将d 增大时，电容器应放电．电容器放电时，其电流由正极板流向负极板，即从a 板流出经R 流向b 板，所以选项A 正确． 3．如图所示，为某一电容器中所带电量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V 降低到36 V ，对电容器来说正确的是( )A ．是充电过程B ．是放电过程C ．该电容器的电容为5.0×10-2 FD ．电容器的电量变化量为0.20 C答案：B解析：由Q ＝CU 知，U 降低，Q 减小，故为放电过程，选项A 错误，选项B 正确；由3510F Q C U-==⨯，可知选项C 错误；ΔΔ0.02C Q C U ==，选项D 错误． 4．如图所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ，现使B 板带电，则下列判断正确的是( )A ．增大两极之间的距离，指针张角变大B ．将A 板稍微上移，静电计指针张角将变大C ．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角变大D ．若将A 板拿走，则静电计指针张角变为零答案：AB解析：电容器上所带电量一定，由公式4S C kd επ=，当d 变大时，C 变小．再由Q C U =得U 变大．当A 板上移时，正对面积S 变小，C 也变小，U 变大，当插入玻璃板时，C 变大，U 变小，当将A 板拿走时，相当于使d 变得更大，C 更小，故U 应更大，故选A 、B 正确.5．如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( )答案：ABD解析：A 图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，选项A 正确；B 图中金属壳同大地连为一体，同A 一样，外壳起到屏蔽外电场的作用；C 中电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，选项C 错误；将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，选项D 正确．6．平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，则( )A ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大B ．保持开关S 闭合，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变C ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ增大D ．开关S 断开，带正电的A 板向B 板靠近，则θ不变答案：AD解析：小球受重力、水平向右的静电力和悬线的拉力而平衡．当开关S 始终闭合时，电容器两板间电势差始终保持不变，当两板间距离d 减小时，由U E d=知E 变大，小球所受静电力变大，则θ增大；当电容器充电后S 断开时，电容器所带电荷量Q 不变，两板间距离d 减小时，4U Q kQ E d Cd Sπε===，E 与d 无关，可见E 不变，小球所受静电力不变，θ不变．故选项A 、D 正确．7．如图所示，水平放置面积相同的两金属板A 、B .A 板挂在天平的一端，B 板用绝缘支架固定，当天平平衡时，两极板间的距离为5 mm ，若在两板间加400 V 电压后，在天平右端要增加4 g 砝码，天平才能恢复平衡，可见金属板A 所带的电荷量为________C .答案：5×10-7解析：在AB 间加上电压后，A 板受到电场力ΔU QE Qmg d == 所以7Δ510C mgd Q U-==⨯. 8．如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8 cm ，两板间的电势差为300 V ，如果两板间电势差减小到60 V ，则带电小球运动到极板上需多长时间？答案：4.5×10-2 s解析：取带电小球为研究对象，设它带电荷量为q ，则带电小球受重力mg 和电场力qE 的作用．当U 1＝300 V 时，小球平衡：1U mg q d= 当U 2＝60 V 时，带电小球向下板做匀加速直线运动：2U mg qma d -= 又212h at =，联立解得：24.510s t -==⨯． 9．如图所示，两块水平放置的平行金属板a 、b ，相距为d ，组成一个电容为C 的平行板电容器，a 板接地，a 板的正中央有一小孔B .从B 孔正上方h 处的A 点，一滴一滴地由静止滴下质量为m 、电量为q 的带电油滴，油滴穿过B 孔后落到b 板，把全部电量传给b 板，若不计空气阻力及板外电场．问：第几滴油滴将在a 、b 板间作匀速直线运动？答案：21mgdC q + 解析：理解液滴在板间作匀速运动的条件．当液滴在a 、b 间作匀速运动时，qE ＝mg.设这时已有n滴液滴落在b板，板间场强为U nqEd dC==，所以2mgdCnq=.作匀速运动的应是第21mgdCq+滴．。

2018-2019学年《导与练》高二物理人教版选修3-1课件：第一章第7节　静电现象的应用

要点二
静电屏蔽的理解及应用屏蔽外电场
屏蔽内电场
图示
因场源电荷产生的电场与导体球壳当空腔外部接地时,外表
过程
表面上感应电荷在空腔内的合场强为零,达到静电平衡状态,起到屏蔽
面的感应电荷因接地将传给地球,外部电场消失,起
外电场的作用
到屏蔽内电场的作用
结论
导体的空腔内部不受外界电场影响
❶
接地导体的空腔外部不受内部电场影响❷
答案:(1)尖端放电. (2)空心部分场强为零.
【知识梳理】 1.空气的电离导体尖端电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在
强电场的作用下发生剧烈的运动把空气中的气体分子撞“散”,也就是使分子中的正负电荷分离的现象.
2.尖端放电与静电屏蔽
尖端放电
静电屏蔽
原理
导体尖端的强电场使附近的空气电离
A.B的空腔内电场强度为零 B.B不带电 C.B的外表面带正电 D.B的内表面带负电
解析:因为金属壳的外表面接地,所以外表面无感应电荷,只有内表面有感应电荷分布,且由于A带正电,则B的内表面带负电,故选项D对,B,C 错;B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场,由电场叠加知,电场线的方向由A指向B,所以空腔内电场强度不为零,故选项A错.
核心要点突破
要点一静电平衡的理解及应用 1.静电平衡❶是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的. 2.静电平衡的实质❷
情形实质
没外电场的导体
无外电场的带电体
外电场E和感应电荷产生的电分布在导体外表面的电荷场E′的合场强为0,即E=-E′. 在导体内部的合场强为0.

人教版高二物理选修3-1课时同步测验卷：1.7静电现象的应用

1.7静电现象的应用一、单选题1．静电喷涂是利用高压静电电场(电场可以类比于等量异种点电荷形成的电场)使带负电的涂料微粒向工件运动,并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法,其工作原理如图所示.忽略运动中涂料微粒间的相互作用和微粒的重力.下列说法中正确的是（）A．涂料微粒在向被喷涂工件运动的轨迹中,在直线轨迹上电势升高最快B．当静电喷涂机与被喷涂工件之间的距离增大时,运动中的涂料微粒在同一点所受电场力增大C．涂料微粒的运动轨迹仅由被喷涂工件与静电喷涂机之间所接的高压电源决定D．在静电喷涂机水平向左移动的过程中,有两个带有相同电荷量的微粒先后经过被固定的工件右侧P点(相对工件的距离不变)处,先经过的微粒其电势能较大2．为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。

实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。

以下说法正确的是A．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片带负电B．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片不会带电C．使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大D．使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大3．即使是在干燥的冬天，人体仍然是良导体，小明在地毯上行走若带上了大量的负电荷，不计其他电场影响，则（）A．小明此时与地之间没有电势差B．小明与不带电且跟地绝缘的客人握手时，不会产生电流C．小明与不带电且跟地不绝缘的客人握手时，客人的电势会降低D．小明靠近客人(还未与其接触)时，若该客人不带电且与地绝缘，此时客人的电势会降低4．如图为静电除尘机理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中的对称性虚线为电场线(方向未标)，不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则A．电场线方向由放电极指向集尘极集尘B．图中A点电势低于B点电势C．尘埃在迁移过程中做匀变速直线运动D．尘埃在迁移过程中动能减小5．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点的场强为零，但电势最高C．b点的场强为零，但电势大于零D．a、b、c三点的场强都为零6．如图所示为不带电空腔球形导体，现将一个带负电的小金属球A放入腔中，当导体处于静电平衡状态时，图中a、b、c三点的电场强度E和电势的关系是（）A ．a c b E E E >>，a b c ϕϕϕ<<B ．a c b E E E =<，a b c ϕϕϕ=>C ．a c b E E E ==，a b c ϕϕϕ==D ．a b cE E E >>，a b c ϕϕϕ>>7．如图所示，带正电荷的球C 靠近不带电的枕形金属导体AB 的A 端，以下说法正确的是（）A ．若先移走球C ，再将A 、B 两部分从中间分开，则A 端带负电，B 端带正电B ．保持球C 的位置不动，用手去接触B 端，则A 端带负电，B 端带正电C ．保持球C 的位置不动，用手去接触A 端，则A 端带负电，B 端不带电D ．若先移走球C ，在移走球C 的过程中，枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A 端和B 端移动8．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,下列说法正确的是( )A ．当开关S 断开时,导体左端带正电，右端带负电B ．当开关S 闭合时,导体左端带负电，右端带正电C ．当开关S 断开时,A 、B 两点场强相等,且都为零D ．当开关S 闭合时,A 点电势高于B 点电势9．如图原来不带电的金属球A 的半径为R ，将带电量为Q 的正点电荷移到球外距球心距离为r 的地方，将A 球接地则（）A．A球仍不带电B．球心处的电场强度为0C．球上距Q越近的地方电势越低D．该点电荷在球心处产生的电场的场强大小等于010．如图显示了在外加匀强电场E0的情况下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程。

2018学年高二物理选修3-1第1-7 静电现象的应用同步测试卷含解析

绝密★启用前高二上人教版选修3-1第1章静电场 7.静电现象的应用第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．（★☆☆）（静电平衡特点）对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是（）A．导体内部既无正电荷，又无负电荷B．导体内部和外表面处的电场均为零C．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零D．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果2．（★☆☆）（静电的防止与应用）电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为（）A．灰尘的自然堆积B．电视机工作时，屏表面有静电而吸咐灰尘C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘D．玻璃有较强的吸附灰尘的能力3．（★☆☆）（静电的防止与应用）如图为静电除尘器除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）A．电场方向由集尘极指向放电极B ．到达集尘极的尘埃带正电荷C ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大D ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同4．（★★☆）（静电平衡特点）如图，一枕形导体AB 原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q ，与AB 中心O 点的距离为R 。

由于静电感应，在导体A 、B 两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（）A ．导体A 端电势高于B 端电势B ．导体A 端电势低于B 端电势C ．感应电荷在导体中心O 点的场强为0D ．感应电荷在导体中心O 点的场强大小为k 2Q R 5．（★☆☆）（静电平衡特点）如图所示，A 是带正电的球，B 为不带电的导体，A 、B 均放在绝缘支架上，M 、N 是导体B 中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B 达到静电平衡后，说法错误的是（）A ．M 、N 两点电场强度大小关系为E M =E N =0B ．M 、N 两点电势高低关系为φM =φNC ．M 、N 两点电势高低关系为φM ＞φN ＞0D ．感应电荷在M 、N 两点产生的电场强度E M ′＞E N ′6．（★★☆）（静电平衡特点）如图所示，在水平放置的光滑金属板中点的正上方，有带正电的点电荷Q ，一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点，且不影响原电场)自左以速度v 0开始在金属板上向右运动，在运动过程中( )A．小球先减速运动后加速运动 B．小球做匀速直线运动C．静电力始终对小球不做功D．静电力对小球先做负功后做正功7．（★☆☆）（静电屏蔽）如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（）A．采用金属材料编织的衣服目的是使衣服不易拉破B．采用金属材料编织的衣服目的利用静电屏蔽C．电工穿上屏蔽服后，使体内场强为零D．电工穿上屏蔽服后，使体内电势为零8．（★★★）（静电平衡特点）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。

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9月3日静电现象的应用
高考频度：★☆☆☆☆难易程度：★★☆☆☆
复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂覆一层有机光导体OPC（没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体）制成的。

复印机的基本工作过程是：（1）在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电；
（2）文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；
（3）鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；
（4）鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。

以下说法中正确的是
A．步骤（1）中发生了静电感应现象
B．步骤（2）中发生了局部导电现象
C．步骤（3）中发生了静电平衡现象
D．步骤（4）中发生了静电屏蔽现象
【参考答案】B
【试题解析】在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；通过反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷引导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误。

【知识补给】
静电现象
1．静电平衡状态下导体的电场
（1）静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。

（2）静电平衡状态下导体的特点：
①处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。

②处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。

③表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟导体表面垂直。

2．导体上电荷的分布
（1）处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。

（2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

3．尖端放电
（1）电离：使空气分子中的正负电荷分离，这种现象叫做空气的电离。

（2）尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性空气分子电离，变成带电离子，这些带电离子在强电场的作用下加速，会使更多的空气分子电离，产生大量的正负离子，与导体尖端的电荷符号相反的离子被吸引到尖端，跟尖端上的电荷中和，这相当于尖端失去电荷，这种现象叫做尖端放电。

（3）应用与防止
应用：避雷针；防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电。

4．静电屏蔽
导体处于静电平衡时，内部电场强度处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的电场强度也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会深入到导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。

小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是
A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
（2018·广西陆川县中学高二月考）如图所示，P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引
A．①③ B．②③
C．②④ D．③④
（2018·山东省威海市高考模拟）如图所示，半径为R的均匀带电球壳带电荷量为Q（Q>0）。

已知半径为R的均匀带电球壳在球壳的外部产生的电场与一个位于球心O点的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。

静电力常量为k，下列说法正确的是
A．球心O处的场强为
B．在球壳外距球壳为r处的电场强度为
C．球壳的表面为等势面
D．若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势小于零
电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要的原因
A．灰尘的自然堆积
B．玻璃具有较强的吸附灰尘的能力
C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘
D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
（2018·浙江省杭州市高考命题预测卷）干燥的冬天开车门时手与金属车门之间容易“触电”，为了防止“触电”，在淘宝上出现了名叫“静电消除器”的产品，手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下（如图所示），就可以防止“触电”。

关于这一现象及这一产品，下列说法不正确的是
A．这种“触电”现象是一种静电现象
B．“静电消除器”应该为导体
C．人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷都被“静电消除器”吸收而消失了
D．人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体最终构成一个等势体
（2018·北京市密云区高三零模试题）利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘。

如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的。

根据上述原理，下面做法正确的是
A．A端接高压正极，B端接高压负极
B．A端接高压负极，B端接高压正极
C．A端、B端都接高压正极
D．A端、B端都接高压负极
【参考答案】
上的小纸屑（图中S）会被吸引，故②错误；③当负电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故③正确；④当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电，导致出现感应电场。

从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）会被吸引，故④错误。

本题选择小纸屑S不会被P吸引的，故选：A。

C 由对称性可知，球心O处的场强为零，选项A错误；在球壳外距球壳为r处的电
场强度为，选项B错误；球壳的表面处的电场线垂直于表面，则球壳表面为等势面，选项C正确；因球壳带电荷量为正，则若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势大于零，选项D错误。

D 电视机工作时，由于电子运动到了屏幕上，使屏幕带了电，而带电体有吸引轻小物体的性质，故把灰尘吸引到了屏幕上，故选D。

B 管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子。

负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。

所以金属管B应接高压电源的正极，金属丝A接负极，故B正确，ACD错误。

【名师点睛】本题关键是高清静电除尘的原理。

当管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子。