精选静电感应现象的应用练习题(有答案)

静电感应专题复习静电感应专题复习 1 如图 1 所示 面积足够大的 板间距离为 d 的两平行金属板竖直放置 与直流电压为 U 的电源连接 板间放一 半径为 R 2R d 的绝缘金属球壳 C D 是球壳水平直径上的两点 则以下说法正确的是 A 由于静电感应 球壳上 C D 两点电势差为 d RU B 由于静电感应 球壳中心 O 点场强为零 C 用手摸一下球壳 再拿去平行金属板 球壳带正电 D 用手摸一下球壳 再拿去平行金属板 球壳带负电 答案 BD 2 如图所示为一空腔球形导体 不带电 现将一个带正电荷的小金属球 A 放入空腔中 当 静电平衡时 图中 a b c 三点的场强 E 和电势 的关系是 A Ea Eb Ec a b c B Ea Eb Ec a b C Ea Eb Ec a b c D Ea Ec Eb a b c 解析 空腔球形导体在正电荷 A 的电场中感应的结果如右图所示 从电场线的疏密可确定 a 点场强大于 c 点场强 而 b 点场强为零 故 Ea Ec Eb 而沿着电场线电势降低 故 a b c D 选项正确 答案 D 3 3 如图 8 5 所示 把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球 由于静电感应 在 a b 端分别出现负 正电荷 则以 下说法正确的是 A 闭合 K1 有电子从枕型导体流向地 B 闭合 K2 有电子从枕型导体流向地 C 闭合 K1 有电子从地流向枕型导体 D 闭合 K2 没有电子通过 K2 解答解答 在 K1 K2都闭合前 对于枕型导体它的电荷是守恒的 a b 出现的负 正电荷 等量 当闭合 K1 K2中的任何一个以后 便把导体与大地连通 使大地也参与了电荷转 移 因此 导体本身的电荷不再守恒 而是导体与大地构成的系统中电荷守恒 由于静 电感应 a 端仍为负电荷 大地远处感应出等量正电荷 因此无论闭 K1还是 K2 都是有电子从地流向导体 应选答 案 C 4 把一个带正电的小球 A 放入带绝缘支架不带电的空心球壳 B 内 但不与 B 的内壁接触 如 图所示 达到静电平衡后 下列说法正确的是 A 球壳 B 内空腔处的场强为零 B 球壳外部空间的场强为零 C 球壳 B 的内表面上无感应电荷 D 若将球壳 B 接地则带负电 解析 空腔内有带电小球 A 由于静电感应 在空腔的内表面感应出负电荷 外表面感应出等 量的正电荷 所以在空腔 B 的内 外空间电场强度均不为零 球壳接地后离带电体 A 较远的球壳 外表面的电荷入地 实质是大地上的电子通过接地线跟球壳外表面的正电荷中和 使空腔 B 只带负电 空腔 B 接地后 空腔外的电场强度为零 即球壳内的电场被接地的金属球壳罩住 对壳外不产生影响 这种现象也 是静电屏蔽 接地的空腔导体或金属网罩可以使其外部不受内部带电体电场的影响 正确选项为 D 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 导体空腔内任意点的场强 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 所带电荷量不为零 故选项 C 不正确 答案 ABD 6 如图所示 P 是一个带电体 N 是一个不带电的金属空腔 在下列情况中 放在绝缘板上的小纸屑 图中 S 不会 被吸引的是 图 1 解析 小纸屑是绝缘体 当处于电场中时 虽不会像导体一样出现电荷的定向移动 但内部的极性分子也会在电场 力的作用下转动 使异种电荷一端更靠近施感电荷 因而也会受到施感电荷的吸引力 A 中由于静电屏蔽 P 的电 场影响不到导体 N 的内部 即 N 内部无电场 所以 S 不会被吸引 A 正确 B 中 N 没有接地 P 的电场会影响到 N 外部 即 S 处有电场 S 会被吸引 C 中 P 和 S 都处于导体 N 的外部 S 处有电场 会被吸引 D 中 N 被接地 内部电场不影响导体外部 即 S 处无电场 不会被吸引 D 正确 答案 AD 7 如图 5 所示 一个带正电的粒子先后分别沿 1 2 3 4 条不同路径到达同一带负电的 导体上 导体与地绝缘 电场力对该带电粒子做功分别为 W1 W2 W3和 W4 则它们间 的关系正确的是 D A W1 W2 W3 W4 B W1 W2 W3 W4 C W1 W2 W3 W4 D W1 W2 W3 W4 8 如图所示 金属圆筒左侧接在电源的正极上 电源的负极接在金属板B上 B板接地 AB 间为匀强电场 一带 负电粒子 重力不计 以某一速度自圆筒 O 点经小孔A运动到 B 板上 则这一过程中带电粒子的电势能 E 随位置 x 变化的图像为 A A 图AB 图BC 图CD 图D 9 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细杆 MN 如图 9 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 Ea Eb Ec 三者相比 C A Ea最大 B Eb最大 C Ec最大 D Ea Eb Ec 10 如图 10 中 实心金属球 A 半径为 R 带电量为 Q 点电荷 B 带电量为 q B 与 A 球间的距离为 r 当 B 不存在而只有 A 存在且达到静电平衡状态时 电荷 Q 在球 心 O 处的电场强度等于 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 处产生的场强的大小等于 答案 0 0 k 2 r q 11 如图所示 有一定厚度的金属球壳 A 在其球心 O 处放有一个带有电量为 q 的点电 荷 P 为球外的一点 它到球心 O 的距离为 L 球壳的半径为 R 求 P 点的场强 解析 电荷 q 放在球心 由于静电感应 球壳 A 出现了感应电荷 外表面和内表面分别带上等量的正 负电荷 而且分布均匀 如图所示 P 点的场强应是电荷 q 和感应出的正负电荷产生的场强的矢量和 由于感应电荷的正 负电量相同 分布又均匀 离 P 点的距离有远有近 在 P 点产生的场强叠加的结果 为零 这样 只剩下 q 在 P 点产生的场强 则 方向沿 O P 连线向 2 L q kEP 外 答 方向沿 O P 连线向外 见图 2 L q kEP OA B 图 9 图 10 12 在真空中有两个点电荷 A 和 B 电荷量分别为 Q 和 2Q 相距为 2l 如果在两个点电荷连线的中点 O 有一 个半径为 r r l 的空心金属球 且球心位于 O 点 如图所示 则球壳上的 感应电荷在 O 处的场强的大小为多少 方向如何 解析 根据电场的叠加和静电平衡 球心 O 处的合场强为 0 即感应电荷的 电场强度与 A B 两电荷在 O 处所产生的合场强等大 反向 即 E感 EA EB A B 在 O 处产生的场强方向向左 所以 E感向右 答案 向右 kQ l2 k2Q l2 3kQ l2 3kQ l2 13 个匀强电场的电场线分布如图甲所示 把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所示 在电场 中有 A B C D 四个点 下面说法正确的是 B A A B B B C C EA EB D EB EC 14 如右图所示 带电量为 q 的点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距 2d 点电荷到 带电薄板的垂线通过板的几何中心 若图中 a 点处的电场强度为零 根据对称性 带电 薄板在图中 b 点处产生的电场强度的大小和方向分别为 A A 2 d kq 水平向右B 2 d kq 水平向左 C 22 9d kq d kq 水平向左 D 2 9d kq 水平向右 15 如图所示 AB是一个接地的很大的薄金属板 其右侧P点有一带电量为Q的正点电荷 N为金属板外表面上的一点 P到金属板的垂直距离为d M为点P N连线的中点 下列说 法正确的是 AC A 将一带电的绝缘小球沿金属板从A移动到N 小球电势能不变 B M点的电势大于零 场强大小为 2 4KQ d C N点的电势为零 场强不为零 D N点的电势和场强都为零 16 某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示 图中虚线表示电场线 实线表示等势 面 A B C 为电场中的三个点 下列说法错误的是 C A A 点的电场强度小于 B 点的电场强度 B A 点的电势高于 B 点的电势 C 将负电荷从 A 点移到 B 点 电场力做正功 D 将正电荷从 A 点移到 C 点 电场力做功为零 17 如图 17 所示 当带正电的绝缘空腔导体 A 的内部通过导线与验电器的小球 B 连接时 问验电器是否带电 错解错解 因为静电平衡时 净电荷只分布在空腔导体的外表面 内部无静电荷 所以 导体 A 内部通过导线与验电 器小球连接时 验电器不带电 错解原因错解原因 关键是对 导体的外表面 含义不清 结构变化将要引起 外表面 的变化 这一点要分析清楚 错 解没有分析出空腔导体 A 的内部通过导线与验电器的小球 B 连接后 验电器的金箔成了导体的外表面的一部分 改 变了原来导体结构 A 和 B 形成一个整体 净电荷要重新分布 ba q ddd A C B 甲 基 乙 基 A B C D A B 图 17 解答解答 当导体 A 的内部通过导线与验电器的小球 B 连接时 导体 A 和验电器已合为一个整体 整个导体为等势体 同性电荷相斥 电荷重新分布 必有净电荷从 A 移向 B 所以验电器带正电 18 如图所示为一空腔导体周围的电场线分布 电场方向如图箭头所示 M N P Q 是以 O 为圆心的 一个圈周上的四点 其中 M N 在一条直线电场线上 P Q 在一条曲 线电场线上 下列说法正确的有 B A M 点的电场强度比 N 点的电场强度大 B P 点的电势比 Q 点的电势高 C M 0 间的电势差大于 O N 间的电势差 D 一负电荷在 P 点的电势能大于在 Q 点的电势能 19 一半径为 r 的带正电实心金属导体球 如果以无穷远点为电势的零点 如图 7 1 中 哪个表示导体球的电场场 强随距离的变化 哪个表示导体球的电场电势随距离的变化 图中横坐标 d 表示某点到球心的距离 纵坐标表示 场强或电势的大小 A 图 1 表示场强大小随距离变化的关糸 图 2 表示电势大小随距离变化的关糸 B 图 2 表示场强大小随距离变化的关系 图 3 表示电势大小随距离变化关系 C 图 3 表示场强大小随距离变化的关系 图 4 表示电势大小随距离变化关系 D 图 4 表示场强大小随距离变化的关系 图 1 表示电势大小随距离变化关系 解答 四个图像的区别在于 0 r 这一段 带电金属内部电场强度为零 所以图 2 表示场强大小随距离变化的 关系 导体球是个等势体 其内部和表面电势相同 所以图 3 表示电势大小随距离变化关系 B 项正确 答案 B 解读 本题以静电屏蔽为背景 涉及到电场强度 电势 等势面等知识点 考查理解能力和应用数学处理物理问 题的能力 体现了 考试大纲 中对 理解物理概念 物理规律的确切含义 理解物理规律的适用条件 理解相关 知识的区别和联系 和 必要时能运用几何图形 函数图像进行表达 分析 的能力要求 处于静电平衡的导体 其内部电场强度处处为零 导体本身是个等势体 导体表面是等势面 记住这些特点 本题不难选择 20 如图 13 6 中是一块宽大的接地金属板的截面 在板的右侧面附近的 P 点有一带 q 的固定的 点电荷 当金属板处于静电平衡状态时 ACD A 板的右侧面上分布有负的感应电荷 而左侧面上没有感应电荷 B 感应电荷在板上任何一点的电场强度方向都指向 P 点 C 感应电荷在板上离 P 点最近的一点有最大场强 D 接地线断开后 板上各点电势仍等于地电势 21 ab 是长为 L 的均匀带电细杆 P1和 P2是位于 ab 所在直线上两点 位置如图 8 所示 ab 上电荷产生的静电场 在 P1处的场强大小为 E1 在 P2处产生的场强大小为 E2 则以下说法正