高中物理课时跟踪检测七静电现象的应用含解析新人教版选修3_1 6

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。

由于静电屏蔽作用，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，所以导体腔内任意点的场强为零，D正确。

4．[多选]每到夏季，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( )
A．不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头
B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备
C．固定电话和手提电话均可正常使用
D．在旷野，应远离树木和电线杆
解析：选ABD 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，选项A、B、D正确，C错误。

5.如图为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔
内，静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是( ) A．E a>E b>E c，φa>φb>φc
B．E a＝E b>E c，φa＝φb>φc
C．E a＝E b＝E c，φa＝φb>φc
D．E a>E c>E b，φa>φb>φc
解析：选D 本题有很多同学认为E
b＝0，所以φb＝0，其实空腔球形
导体处于静电平衡后导体是等势体，内外表面是等势面，如图所示，显然
E a＞E c>E b＝0；再考虑到沿电场线方向电势降低，可以得到φa>φb>φc＞0，
答案为D。

6．如图所示，接地的空心金属球壳B右侧有一原来不带电的枕形
导体C，现将带正电的小球A，置于空心金属球壳B的内部，则下列说
法中正确的是( )
A．球壳B带负电，枕形导体C的左端带负电
B．球壳B带负电，枕形导体C的左端带正电
C．球壳B带负电，枕形导体C的左端不带电
D．球壳B不带电，枕形导体C的左端不带电
解析：选C A置于球心后，球内部感应出负电荷，由于接地，球外部不带电，故枕形导体C的左端不带电，C正确。

7.如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一
带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手接触
一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则( )
A．A球带负电荷，B球带正电荷
B．A球带负电荷，B球不带电
C．A、B两球都带负电荷
D．A、B两球都带正电荷
解析：选B 首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央。

根据静电感应现象可知，A球内表面带负电荷，外表面带正电荷。

用手接触A相当于把A接地，由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，A球外表面电势为零，此时A球对外起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部。

用手接触B时，无电荷移动，B球不带电。

当带正电荷的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以此时A球带负电荷。

由上述可知，选项B正确。

8．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕行导体放在负点电荷形成的
电场中，取无穷远处电势为零，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是
( )
A．感应电荷在A点的场强等于在B点的场强
B．A、B两点电势不相等且满足φA＜φB＜0
C．A端感应电荷的电荷量大于B端感应电荷的电荷量
D．当开关S闭合时，导体内的自由电子沿导线向大地移动
解析：选D 静电平衡后，A、B两处场强为0，负点电荷在A点产生的场强小于在B点产生的场强，故感应电荷在A点的场强小于在B点的场强，故A错误；静电平衡后，A、B 导体是一个等势体，所以A、B两点电势相等，故B错误；导体原来不带电，发生静电平衡后，电子向A端移动，B端有多余的正电荷出现，它们是成对出现的，所以A端感应电荷的电荷量等于B端感应电荷的电荷量，故C错误；当开关S闭合时，A端负电荷受到场源负电荷的排斥力，所以导体内的自由电子沿导线向大地移动，故D正确。

9．如图所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处依次有电荷量为＋Q和
电荷量为－Q的两个点电荷，一个电荷量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中( ) A．先减速运动，后加速运动
B．先加速运动，后减速运动
C．先减速运动，后加速运动，再减速运动
D．一直匀速运动
解析：选D 因为铁板处于静电平衡状态，因此铁板表面附近的电场强度与铁板处处垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以速度v0做匀速运动。

选项D正确。

10．[多选]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 、c 两点的场强为零，b 点的场强不为零
解析：选BD 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，B 的内、外表面各感应出负电荷、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，A 、C 错误，B 、D 正确。

11.如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕
有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连。

开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出。

当感应
圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会
加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了。

过
一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘。

请思考这是什么原因。

解析：当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场。

含尘气体经过电压静电场时被电离。

尘粒与负离子结合带上负电，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在带正电的管壁上。

答案：见解析
12.如图所示，长为l 的金属杆原来不带电，在距其右端d 处放一个电荷量为＋q 的点电荷。

(1)金属杆中点处的电场强度为多少？
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大？
解析：(1)金属杆处于静电平衡状态，其内部场强处处为零。

因此，金属杆中点处的电场强度为0。

(2)点电荷q 在金属杆中点处产生的场强E 点＝k q r 2＝kq /⎝ ⎛⎭
⎪⎫d ＋l 22，方向水平向左。

由于杆中点处的场强为零，所以感应电荷在杆中点处产生的场强与点电荷在该处产生的场强大小相等，方向相反，所以，感应电荷在杆中点处产生的场强大小E 感＝E 点＝kq /⎝ ⎛⎭
⎪⎫d ＋l 22。

答案：(1)0 (2)kq /⎝ ⎛⎭
⎪⎫d ＋l 22。