学人教版选修31 1.7静电现象的应用 作业（1）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-1 1.7静电现象的应用 作业（1）1下列说法正确的是（ ）a. 处于静电屏蔽的导体内各点的电势相等，场强也相等b. 匀强电场中各处场强相等，电势也相等c. 沿电场线方向电场强度一定越来越小d. 电势降低的方向就是电场线的方向2如图虚线表示某点电荷电场中的等势面，一带电粒子仅在电场力作用下由a运动到b的轨迹如图中实线所示.粒子在a、b点的加速度大小分别为、，电势能分别为、，下列判断正确的是（ ）a. ， b. ， c. ， d. ， 3如图为某匀强电场的等势面分布图（等势面竖直分布），已知每两个相邻等势面相距2cm，则该匀强电场的电场强度大小和方向分别为 （ ）a. ，竖直向下b. ，竖直向上c. ，水平向左d. ，水平向右4如图，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个梯形的四个顶点。电场线与梯形所在的平面平行。ab平行cd，且ab边长为cd边长的一半，已知a点的电势是3v，b点的电势是5v，c点的电势是7v。由此可知，d点的电势为（ ）a. 4v b. 3v c. 2v d. 1 v5如图所示，平行于匀强电场区域中，有、四点恰好位于一平行四边形的四个顶点上，已知、三点电动势分别为， ， ，则的电势大小为（ ）a. b. c. d. 6关于静电场，下列结论普遍成立的是()a. 电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低b. 在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向c. 电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关d. 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零7下列现象中属于静电利用的是a. 油罐车上有铁链拖到地面b. 飞机轮胎用导电橡胶制作c. 屋顶安装避雷针d. 汽车表面喷涂油漆8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9如图所示，一均匀带电的球体半径为r，在球内有一点a，与球心距离为，球外有一点b，与球心距离为，已知球体外场强与电荷全部集中在球心处的点电荷激发的场强相同，均匀球壳内部场强处处为零，则a、b两点的场强比值为：a. 3：1 b. 1：1 c. 9：8 d. 9：110如图所示，绝缘空心金属球壳不带电，现在中间放一带电量为q的正点电荷，a、b、c分别是球壳内、球壳中、球壳外的点，下列分析正确的是（）a. b点的场强为零b. a、b、c三点中，b点的电势最低c. q在b点产生的场强为零d. 球壳内壁不带电，感应电荷全部分布在外表面上11如图所示，将带正电的金属球a移至中性导体bc附近，很短的时间导体bc就达到了静电平衡，则下列说法正确的是a. 导体b端带负电，c端带正电且b端电势比c端电势低b. 用手摸一下导体b端可使导体带上正电c. 导体c端电势比金属球a电势高d. 导体b端和c端感应电荷在导体内部产生的场强沿bc方向逐渐 减小12秋冬季节，空气干燥，容易产生静电，有关生活中的静电下列说法不正确的是a. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好b. 当手接近金属门把时，人体受到的轻微的电击，这是因为人体带了电荷c. 用湿抹布擦擦家里的水管、金属门把手等以防止静电现象d. 在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷13由于人们行走时鞋子和地板摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对于电脑机房，电子厂房等单位会造成一定的影响防静电地板又叫做耗散静电地板，是一种地板，当它接地或连接到任何较低电势点时，使电荷能够耗散，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体下列关于防静电地板正确的是a. 地板下面要铺设铝箔的作用是防潮b. 地板必须是绝缘体材料c. 地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维d. 只要地板下面铺设铝箔，地板材料无所谓绝缘体或导电14如图所示,空心绝缘球壳的表面均匀分布负电荷时,球内各点的电场强度为零.现移走半只球壳,余下部分电荷分布不变.此半球壳的对称轴线上有一p点,半球壳负电荷在p点处的合场强的方向为( )a. 水平向右 b. 竖直向上 c. 竖直向下 d. 水平向左15避雷针的工作原理是（ ）a. 库仑定律 b. 静电除尘 c. 尖端放电 d. 电流的热效应16如图所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，o、m、n是y轴上的三个点，且ommn。p点在y轴右侧，mpon则 ( )a. m点的电势比p点的电势高b. 将负电荷由o点移动到p点，电场力做负功c. m、n两点间的电势差等于o、m两点间的电势差d. 在o点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做匀变速直线运动17一匀强电场的方向平行于 xoy 平面，平面内 a、b、c 三点的位置如图所示，三点的电势 分别为 10 v、17 v、26 v。下列说法( )a. 电场强度的大小为 2.5 v/cm b. 坐标原点处的电势为 2vc. 电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 ev d. 电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 ev18一匀强电场的方向平行于xoy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 v、17 v、26 v。下列说法正确的是( )a. 电场强度的大小为2 v/cm b. 坐标原点处的电势为19 vc. 电子在a点的电势能为 -1.610-18j d. 坐标原点处的电势为1 v19关于静电场的以下说法中正确的是：（ ）a. 沿电场线方向各点电势不可能相同；b. 沿电场线方向电场强度一定是减小的；c. 等势面上各点电场强度不可能相同；d. 等势面上各点电场强度方向一定垂直于该等势面。20有关静电的以下说法中正确的是（）a. 电工在带电维修高压电线时，穿金属衣比穿绝缘衣安全b. 避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地c. 高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能d. 油罐车尾装一条拖地铁链，有利于消除静电21如图所示，一对平行金属极板相距d=2.5cm，两板间匀强电场方向向下，场强大小e=1.6x103v/m,其中下极板接地（零电势)。a点距下板为h1= 5cm, b板距下板为h2=0.5cm, 试求：(1)两金属板之间的电势差仏大小？(2)现有质量为10-4kg、电量为10-4 c的负点电荷p，若将该点电荷p从a点移到b点，电场力做功多少？点电荷p的电势能是增加还是减少？(3)若将该点电荷从a点以2m/s的速度水平向右射出（极板足够长)，最终将落在哪个极板？到达极板时速度多大？（忽略点电荷p重力的影响）22如图所示，半径为r的水平绝缘圆盘可绕竖直轴oo转动，水平虚线ab、cd互相垂直，一带电荷量为+q的小物块（可视为质点）置于距转轴r处，空间中有匀强电场。当圆盘匀速转动时，小物块相对圆盘始终静止。小物块转动到位置（虚线ab上）时受到的摩擦力为零，转动到位置（虚线cd上）时受到的摩擦力大小为f。求：（1）电场强度的方向；（2）圆盘边缘两点间电势差的最大值；（3）小物块从位置转动到位置的过程中克服摩擦力做的功。23如图所示，在xoy平面内，mn和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，y轴上离坐标原点3l的a点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（质量为m,电量为e）；如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动如果撤去磁场只保留电场，电子将从p点离开电场，p点的坐标是（2l，5l）不计重力的影响，求：（1）电场强度e和磁感应强度b的大小及方向；（2）如果撤去电场，只保留磁场，电子将从轴上的d点（图中未标出）离开磁场，求d点的坐标及电子在磁场中运动的时间。24如图所示，bcdg是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为r，下端与水平绝缘轨道在b点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为05，重力加速度为g（1）若滑块从水平轨道上距离b点s3r的a点由静止释放，滑块到达b点时速度为多大？（2）在（1）的情况下，求滑块到达c点时的速度大小和受到轨道的作用力大小25两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为；当在两板间加如图2所示的周期为，幅值恒为的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过问：（1）这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？（2）侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？26如图所示，用带正电的绝缘棒a去靠近原来不带电的验电器b，b的金属箔片张开，这时金属箔片带_电；若用带正电的绝缘棒a去接触原来不带电的验电器b，b的金属箔片张开，这时金属箔片带_电。27如图11所示，把带正电荷的导体球c移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体a、b，金属薄片张开，此时金属导体a带_电荷（填“正”或“负”） ；如果先把c移走，再将a和b分开后，金属导体上的金属箔片是否张开_（填“是”或“否”）？28如图所示，长为l的水平导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端 r处，当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端处 产生的场强大小等于_，方向_ 29如图所示，a为带正电的金属小球，b为不带电的孤立导体。若将小球a放在导体b附近，但不与b接触，则导体b的左端所带电荷为_（填“正电荷”或“负电荷”或“无”）；若将小球a与b接触后，让a与b远离，则导体b的左端所带电荷为_（填“正电荷”或“负电荷”或“无”）。30雷电是云层与大地之间或云层与云层之间的放电现象，放电的两者所带的是_ （填“同”或“异”）种电荷，云层所带的电荷是因_（填“感应起电”或“摩擦起电”或“接触起电”）而获得的31下图中a、b是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球c。在下列情况中,判断a、b两球的带电情况:（填“正”、“负”或“不带电”。） a、b接触后分开,再移去c,则a_,b_; a、b接触,先移去c后,再把ab分开,则a_,b_; a、b接触,用手指瞬间接触b后再移去c, 则a_,b_。试卷第7页，总8页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1a【解析】：a、处于静电屏蔽的导体内各点的合场强为零，即场强相等，导体又是一个等势体，所以电势也相等，故a正确；b、匀强电场中各处的场强相等;但沿电场线方向电势一定越来越小,所以电势并不是相等的.故b错误;c、沿电场线方向电势一定越来越小,而场强的大小由电场线的疏密决定.故c错误;d、电势降低最快的方向就是电场线的方向，而电势降低的方向不一定是电场线的方向，故d错误；综上所述本题答案是：a 2d【解析】试题分析：根据粒子轨迹的弯曲方向可知带电粒子受到的是静电斥力，从外向内，电势降低，所以该电场是负的点电荷产生的电场，则粒子带负电；根据u=ed知，等差等势面越密的位置场强越大，b处等差等势面较密集，则场强大，带电粒子所受的电场力大，加速度也大，即，从a到b，电场线对带电粒子做负功，电势能增加，则知b点电势能大，即；故d正确，abc错误故选d【点睛】本题关键是先根据靠差等势面的疏密判断场强的大小，再结合电场力做功正负分析电势能变化公式u=ed，对非匀强电场可以用来定性分析场强3c【解析】试题分析：电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势根据匀强电场场强与电势差的关系求出电场强度的大小根据电场线总是与等势面垂直，而且由高电势指向低电势，可知，电场强度方向水平向左两个相邻等势面相距，电势差u=2v，则电场强度，故c正确4b【解析】由题意知，abdc，在匀强电场中，根据u=ed可知，沿电场线方向相等距离两点间的电势差相等，则dc间电势差是ab间电势差的2倍，即有，可得： ，故b正确，acd错误。5a【解析】在匀强电场中，根据知，沿电场方向相同距离电势差相等，根据平行四边形的特点知，ab与dc平行且相等，所以ab边与dc边沿电场方向的距离相等，ab间的电势差与dc间的电势差相等，即有 ，解得： ，故选项a正确。点睛：在匀强电场中，在电场方向前进相同的距离，电势差相等，结合平行四边形的特点分析。6b【解析】在正电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势高，离正电荷远，电场强度小，电势低；而在负电荷的电场中，离正电荷近，电场强度大，电势低，离负电荷远，电场强度小，电势高，故a错误；沿电场方向电势降低，而且速度最快，故b正确；电势差的大小决定于两点间沿电场方向的距离和电场强度，故c错误；电场力做功与电势的变化有关，将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，没有说明电势的变化，所以不能判断出电场力做功是否为零，故d错误。所以b正确，acd错误。7d【解析】油罐车在运输过程中产生静电，若不及时导走，当人碰到会被击伤，通过连接地线导走是静电的防止，故a错误；飞机在地面上滑行时，轮胎与地面摩擦而带上静电，飞机轮胎用导电橡胶制作是为了防止静电的危害，故b错误；下雨天，云层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触电，故c错误；汽车表面喷涂油漆属于静电的应用，故d正确；故选d.【点睛】物体带电的本质是电荷的转移，出现多余的电荷从而带电，所以静电的产生有利有弊8b【解析】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错误故选b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因此，带电尘粒在电场力的作用下，向管壁移动，并附在管壁上，这样消除了烟尘中的尘粒9c【解析】b点场强，根据均匀球壳内部场强处处为零，在均匀带电的球体中抠去一个半径为的球体，则a点的场强为零，根据填补法可知， ，所以则a、b两点的场强比值为：9：8，故c正确。10a【解析】a、静电平衡后，金属球壳中的场强处处为零，则b点的场强为零，故a正确；b、球壳内部电场线从q出发到球壳内壁终止，球壳外部电场线从外表面出发到无穷远处终止，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，且整个金属球壳是一个等势体，可知，a，b，c三点中，a点的电势最高，c点的电势最低，故b错误；c、b点的合场强为零，但q在b点产生的场强不为零，故c错误；d、由于静电感应，金属球壳内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，故d错误。点睛：本题考查对于静电感应的理解能力。抓住静电平衡导体的特点：导体内部场强处处为零，整个导体是一个等势体，就能正确解答。11d【解析】导体bc发生了静电感应现象，当导体bc达到静电平衡后，导体是等势体，两端的电势相等，导体b端带负电，c端带正电，故a错误；用手摸一下导体b端可使导体带负电荷，因为bc的电势高于大地，当用手触摸时大地上的负电荷会在电场力的作用下向bc运动，中和正电荷，故使导体带负电荷，故b错误；导体bc达到静电平衡后，是等势体，两端的电势相等，故c错误；导体bc发生了静电感应现象，当导体bc达到静电平衡后，内部场强处处为零，感应电荷的电场电场强度与a电荷的电场强度大小相等方向相反，由点电荷的电场强度公式，则场强沿bc方向逐渐减小，故d正确。所以d正确，abc错误。12d【解析】制作汽油桶的材料用金属可以导电，不会积累静电，使汽油更安全故a正确；当手接近金属门把时，人体受到的轻微的电击，这是因为人体带了电荷，遇到金属门把时发生尖端放电现象，故b正确；普通水可以导电，用湿抹布擦擦家里的水管、金属门把手等可以防止静电现象，故c正确；在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是异种电荷，故d错误；本题选错误的，故选d点睛：此题考查静电常识，知道静电屏蔽和尖端放电在生活中的应用和防止，注意静电屏蔽的条件与适用范围13c【解析】在该情景中，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体就是要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，这样才能将静电提供地板下面要铺设的铝箔导走故选项c正确，abd错误故选c.14d【解析】对于一个完整的带电均匀的球壳，据题意知，球内各点的电场强度为零，说明左右两个半个球壳在各点产生的场强大小相等、方向相反，右半个球壳在p点产生的场强方向水平向右，则根据电场的叠加原理可知，半球壳负电荷在p点处的合场强的方向水平向左故abc错误d正确故选d点睛：本题关键要理解空心绝缘球壳内部场强为零的原因，运用电场的叠加原理进行分析，分析时也注意球壳的对称性，确定右半个球壳的场强方向15c【解析】当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击其原理为尖端放电故选c16ab【解析】a项，因电场线与等势面垂直，过m点做等势面，其在p点的下方，且沿着电场线方向电势降低，则m点的电势比p点的电势高，故a项正确。b项，将负电荷由o点移动到p点，电势降低，电势能增大，动能减小，电场力做负功，故b项正确c项，因为u=ed，因om间的电场线比mn间的电场线密集，om间的平均电场强度较大，距离相等，则m、n两点间的电势差小于o、m两点间的电势差，故c项错误。d项，在o点静止释放一带正电粒子，该粒子的受力方向始终指向y轴正方向，则该粒子将沿y轴做直线运动，但不是匀变速直线运动，因为在y轴方向的电场强度不是恒定不变的，故d项错误综上所述本题答案是：ab。17ad【解析】如图所示，在ac连线上，确定一b点，电势为17v，将bb连线，即为等势线，那么垂直bb连线，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图，因为匀强电场，则有：e=ucbd，依据几何关系，则d=bcbcbb=4.56452+62=3.6cm，因此电场强度大小为e=26173.6=2.5v/cm，故a正确； 根据c-a=b-o，因a、b、c三点电势分别为a=10v、b=17v、c=26v，解得：原点处的电势为0=1 v，故b错误；因uab=a-b=10-17=-7v，电子从a点到b点电场力做功为w=quab=7 ev，因电场力做正功，则电势能减小，那么电子在a点的电势能比在b点的高7 ev，故c错误；同理，ubc=b-c=17-26=-9v，电子从b点运动到c点，电场力做功为w=qubc=9 ev，故d正确；故选ad18cd【解析】d点的电势为20v，作出等势线，垂直于等势线即为电场线的方向a项，cd的电势差为6v，在电场线上的投影为2.4cm，则电场强度e=ud=2.5v/cm ，故a项错误；b项，由图可知，co为电场线方向，根据勾股定理，co=10cm ，o=ced=1v ，故b项错误，d正确；c项，电子在a点的电势能ep=q=10(1.61019)=-1.61018j ，故c正确；综上所述本题答案是：cd19ad【解析】沿电场线的方向电势逐渐降低，所以沿电场线的方向各点电势不可能相同，a正确；电场线的方向不能反映电场线的疏密，所以沿电场线方向电场强度不一定是减小，也可能增大或不变，b错误；电场强度与电势是描述电场的两个不同方面性质的物理量在匀强电场中，各等势面上电场强度都是相等的，c错误；电场线与等势面一定是相互垂直的，这是它们的特点之一，d正确20abcd【解析】电工在带电维修高压电线时，穿金属衣能起到静电屏蔽的作用，故比穿绝缘衣安全，选项a正确；避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地，选项b正确；高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能，选项c正确；油罐车尾装一条拖地铁链，可以将油罐与油摩擦产生的静电导入大地，有利于消除静电，选项d正确；故选abcd.21（1）40v （2） v = 6m/s【解析】（1）两金属板之间的电势差umn大小：umn=ed=1.61032.5102v/m=40v （2）下极板n接地，电势为零，则a点电势ua=eh1=1.61031.5102v=24v b点电势ub=eh2=1.61030.5102v=8v 将点电荷p从a移到b电场力做的功：wab=quab=104（248）j=1.6103j 因为电场力做负功，所以电子的电势能增加了 点电荷p从a水平射出后将到达上板，到达时速度大小为v由能量守恒定律有：qumn+12mv02=12mv2 易得a点和上板电势差umn=16v 将q=104c，m=104kg，vo=2m/s 代入得：v=6m/s。22（1）电场强度的方向为从a指向b；（2）2frq；（3）2fr2【解析】试题分析：在位置时，摩擦力为零，电场力提供向心力，判断电场方向，在位置时摩擦力和电场力合力提供向心力，联立两式求得电场强度，再由u=ed求得电势差；根据动能定理求解摩擦力做功；（1）在位置时，摩擦力为零，电场力提供向心力，而向心力方向水平向右，所以电场力方向水平向右，因为小物块带正电，所以电场方向从a指向b（2）设圆盘转动的角速度为，场强大小为e，小物块质量为m，由牛顿第二定律：在位置：qe=m2r，在位置：f2(qe)2=m2r 圆盘边缘两点间电势差的最大值：u=e2r 联立解得：u=2frq（3）设小物块由转动到克服摩擦力做的功为wf，由动能定理：qerwf=0 解得：wf=2fr2 23（1），沿y轴负方向；，垂直纸面向里 （2）d点的坐标为（0，l）；【解析】试题分析：（1）只有电场时，电子做类平抛运动到p点，则沿y轴方向有 沿v0方向有 v0t=2l 由得，沿y轴负方向 电子做匀速运动时有ee=bev0 由解得 ，垂直纸面向里 （2）只有磁场时，电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有，由得r=l 电子在磁场中运动的轨道如图所示，由几何关系得d点的坐标为（0，l）电子在磁场中运动的周期为t，电子在磁场中运动的时间为考点：带电粒子在混合场中的运动【名师点睛】带电粒子在混合场中的运动是有规律可循的，垂直进入磁场时粒子做匀速圆周运动，垂直进入电场时做平抛运动；若做匀速直线运动，则一定受力平衡。24（1）；（2）【解析】试题分析： （1）设滑块到达b点时的速度为v，由动能定理有而解得（2）设滑块到达c点时速度为vc，受到轨道的作用力大小为f，则得：解得考点：带电粒子在电场中的运动、动能定理、向心力【名师点睛】这是一道综合运用动能定理、向心力的带电粒子在电场中的运动的题目。对ab段运用动能定理即可求出导的b点的速度。对bc段运用动能定理即可求出导的c点的速度，在c点弹力和电场力的合力提供向心力，利用向心力