第04讲 静电的防止与利用（分层练习）-【上好课】高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第04讲 静电的防止与利用 1．关于静电平衡，下列说法正确的是（　　） A．导体内部的电场强度处处为0 B．导体内的自由电子在发生定向移动 C．导体的外表面没有电荷 D．越尖锐的位置，电荷的密度越小 2．静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 C．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 3．物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法正确的是（　　） A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在极柱B上 B．图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理 C．图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是为了增加线束的导电性 D．图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 4．2023年8月15号，一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如图所示。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是（　　） A．躲进汽车里 B．往沙漠高处跑 C．用水将头发淋湿 D．蹲下并用手触摸地面 5．如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（　　）　　 A．验电器的箔片张开 B．金属球带电荷足够多时验电器的箔片才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．金属网罩不带电 7．如图所示，人站在圆形金属笼内，与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时，导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花，但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中，此时笼内、外电场线分布可能正确的是（　　） A．B．C． D． 8．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从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（   ） A．球壳内电场强度为零 B．B不带电 C．B的内表面带负电 D．金属壳B外的C点电场强度不为零 9．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，下列说法不正确的是（　　） A．A、B两点电场强度相等，且都不为零 B．枕形导体内的自由电子不再发生定向移动 C．正电荷在A点产生的电场强度大于B点 D．当开关S闭合后，A、B两点的电场强度为零 10．如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中不正确的是（　　） A．金属球内部电场强度处处为零 B．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 C．电荷Q在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 D．感应电荷在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 11．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。若锯条接电源负极，金属片接正极，下列说法正确的是（   ） A．起电机摇动时，塑料瓶内锯条附近电场强度最大 B．起电机摇动时，烟尘带负电 C．消失的烟尘最终运动到了锯条上 D．消失的烟尘是从瓶口和瓶底跑掉的 12．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的屏蔽服，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．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C．电工穿上屏蔽服后，体内电场强度为零 D．电工穿上屏蔽服后，体内电场强度不为零，但很弱 13．国家电网总公司为超高压输电线路的工作人员配备了内置高韧性金属网的特高压静电防护服。如图，把防护服的脚部接地，O点为工作人员体内的一点，现有一个带正电的小球A（看成点电荷），电荷量为Q，到O点的距离为r，P点为AO连线上的一点，静电力常量为k，已知无穷远处和接地电势为0，下列说法正确的是（　　） A．感应电荷在处产生的电场强度大小等于，方向向左 B．防护服内金属网靠近小球的一侧外表面带负电 C．点的电势为负 D．带电小球在点产生的电场强度为零 14．如图所示，导体球A与导体球壳B同心，原来都不带电，也不接地，设M、N两点的场强大小为EM和EN，下列说法中正确的是（     ） A．若使A带电，则EM≠0，EN=0 B．若使B带电，则EM=0，EN≠0 C．若使A球带电，B球接地，则EM=0，EN=0 D．若使A球带电，B球接地，则EM≠0，EN=0 15．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．A、B两点电场强度相等，且都不为零 B．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小 C．当开关闭合时，电子从导体沿导线向地面移动 D．当开关闭合时，电子从大地沿导线向导体移动 16．如图所示，在真空中某竖直平面内固定一足够大的接地金属板MN，在MN右侧与其相距2d处的P点放置一电荷量为Q的正点电荷，如果从P点作MN的垂线，则O为垂足，A为O、P连线的中点，B为OP延长线上的一点，PB＝d。静电力常量为k，关于各点的电场强度，下列说法正确的是（　　） A．O点场强大小为 B．A点场强大小为 C．B点场强大小为 D．A、B两点场强大小相等，方向相反 17．如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则（    ） A．球壳内壁带负电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移出正电荷，壳外壁带正电 18．如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内一点，B为金属板左侧外表面上一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是（　　） A．感应电荷在A点的场强沿E1的反方向 B．感应电荷在A点的场强沿水平向右方向 C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向 D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向 19．如图所示，导体球与导体球壳同心，原来都不带电，也不接地，设、两点的场强大小为和，下列说法中正确的是（    ） A．若使带电，则， B．若使带电，则， C．若使、两球分别带上等量异种电荷，则， D．若使球带电，球接地，则， 20．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内表面，则B的箔片会带电 B．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，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 21．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 22．以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大。 （1）试判断所接高压电源的极性； （2）试定性说明静电除尘器的工作原理； （3）设金属管A的内径r＝3 m，长为L＝50 m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4 kg/（s·m2），求其工作一天能回收煤粉多少吨？（最后结果取三位有效数字） 23．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C。 （1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？ （2）如果用丝线在桶内悬挂一带电量q＝－2×10－6 C的小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？ （3）若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？ （4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则桶内、外表面电荷量又为多少？ 24．如图所示，真空中有相距为的A、B两点放置着等量同种正点电荷，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点恰好落在中垂线上，且，已知静电力常量，当棒达到静电平衡后，求： （1）两点电荷间的库仑力大小 （2）A、B两点电荷在棒内P点产生的场强的大小 25．如图所示，在枕形金属导体外的M、N两点分别放置一个电荷量为＋Q的点电荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一水平线上，且MA = AN = r。求枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第04讲 静电的防止与利用 1．关于静电平衡，下列说法正确的是（　　） A．导体内部的电场强度处处为0 B．导体内的自由电子在发生定向移动 C．导体的外表面没有电荷 D．越尖锐的位置，电荷的密度越小 【答案】A 【详解】A．处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，故A正确； B．由于导体内部场强为零，则导体内没有定向移动的自由电子，故B错误； C．导体的外表面有电荷分布，故C错误； D．越尖锐的位置，电荷的密度越大，故D错误。 故选A。 2．静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 C．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 【答案】C 【详解】A．静电除尘的原理是因为带电物体能够吸引轻小物体，A错误； B．避雷针的原理是利用了尖端放电，尖端的电荷分布密集，B错误； C．静电喷涂是因为吸引力而导致油漆均匀的喷涂在工件表面，C正确； D．摩擦起电是因为电荷发生了转移，而非凭空产生，D错误。 故选C。 3．物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法正确的是（　　） A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在极柱B上 B．图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理 C．图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是为了增加线束的导电性 D．图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它得到正电荷 【答案】B 【详解】A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在两个带正电的极板A上，故A错误； B．图乙中，建筑物顶端的避雷针利用了尖端放电原理，故B正确； C．图丙中，采用金属编织网包裹着导体线芯是屏蔽线外的电磁信号干扰，故C错误； D．图丁中，毛皮与橡胶棒摩擦起电时，毛皮带正电是因为在摩擦过程中它失去了带负电的电子，故D错误。 故选B。 4．2023年8月15号，一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如图所示。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是（　　） A．躲进汽车里 B．往沙漠高处跑 C．用水将头发淋湿 D．蹲下并用手触摸地面 【答案】A 【详解】雷雨将至，几名游客头发直立如同刺猬一般，说明空气中有很多带电的自由电荷，现在最有效的有效合理的一种避险方式是能找个静电屏蔽的地方，躲进汽车里，因为汽车的金属制造，汽车里面能起到静电屏蔽。 故选A。 5．如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图所示 由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处电场强度为零，则 故选B。 6．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（　　）　　 A．验电器的箔片张开 B．金属球带电荷足够多时验电器的箔片才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．金属网罩不带电 【答案】C 【详解】AB．用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故AB错误； C．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零，故C正确； D．由于静电感应，金属网罩外表面靠近带正电金属球的一端带负电，金属网罩外表面远离带正电金属球的一端带正电，故D错误。 故选C。 7．如图所示，人站在圆形金属笼内，与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时，导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花，但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中，此时笼内、外电场线分布可能正确的是（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】根据静电屏蔽的特点可知，金属笼内电场强度为零，金属笼左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感应出正电荷，金属笼为等势体，电场线与金属笼表面垂直。 故选C。 8．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从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（   ） A．球壳内电场强度为零 B．B不带电 C．B的内表面带负电 D．金属壳B外的C点电场强度不为零 【答案】C 【详解】ABC．由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零；金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电；故AB 错误，C正确； D．达到静电平衡后，由于金属球壳B起到静电屏蔽作用，使得金属壳B外的场强为零，即金属壳B外C点电场强度为零，故D错误。 故选C。 9．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，下列说法不正确的是（　　） A．A、B两点电场强度相等，且都不为零 B．枕形导体内的自由电子不再发生定向移动 C．正电荷在A点产生的电场强度大于B点 D．当开关S闭合后，A、B两点的电场强度为零 【答案】A 【详解】AB．导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部电场强度处处为零，导体内的自由电子不再发生定向移动，故A错误，B正确； C．A点离正电荷较近，故正电荷在A点产生的电场强度较大，故C正确； D．当开关S闭合后，电子从大地沿导线向导体移动，导体内部电场强度处处为零，D正确。 本题选不正确的，故选A。 10．如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中不正确的是（　　） A．金属球内部电场强度处处为零 B．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 C．电荷Q在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 D．感应电荷在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 【答案】C 【详解】AB．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，电荷不再移动，处于静电平衡状态，故AB正确； C．由公式电荷Q在金属球球心处激发的电场强度为方向向左，故C错误； D．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，即为，方向向右，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 11．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。若锯条接电源负极，金属片接正极，下列说法正确的是（   ） A．起电机摇动时，塑料瓶内锯条附近电场强度最大 B．起电机摇动时，烟尘带负电 C．消失的烟尘最终运动到了锯条上 D．消失的烟尘是从瓶口和瓶底跑掉的 【答案】AB 【详解】A．由尖端附近的电场线比较密集可知，在锯条附近的电场强度最大，故A正确； BCD．负离子在电场力作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，因此带负电烟尘，在电场力作用下，向金属片运动，最终被吸附到金属片上，故B正确，CD错误。 故选AB。 12．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的屏蔽服，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．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C．电工穿上屏蔽服后，体内电场强度为零 D．电工穿上屏蔽服后，体内电场强度不为零，但很弱 【答案】BC 【详解】AB．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽，故A错误，B正确； CD．电工穿上屏蔽服靠近高压线时，屏蔽服外的高压电场对屏蔽服内部不产生影响，屏蔽服内部电场强度仍保持为0，所以电工穿上屏蔽服后体内的电场强度为0，故C正确，D错误。故选BC。 13．国家电网总公司为超高压输电线路的工作人员配备了内置高韧性金属网的特高压静电防护服。如图，把防护服的脚部接地，O点为工作人员体内的一点，现有一个带正电的小球A（看成点电荷），电荷量为Q，到O点的距离为r，P点为AO连线上的一点，静电力常量为k，已知无穷远处和接地电势为0，下列说法正确的是（　　） A．感应电荷在处产生的电场强度大小等于，方向向左 B．防护服内金属网靠近小球的一侧外表面带负电 C．点的电势为负 D．带电小球在点产生的电场强度为零 【答案】AB 【详解】A D．带电小球和防护服上感应电荷在防护服内产生的合场强为零，小球在点产生的电场强度与感应电荷在该处产生的电场强度大小相等方向相反，感应电荷在点产生的场强大小为，方向向左，故A正确，D错误； B．防护服接地，由静电感应原理可以知道，防护服内金属网靠近小球的一侧外表面带负电，故B正确； C．从小球到防护服，电场线方向向右，防护服接地，电势为零，沿电场线方向电势逐渐降低，处的电势大于零，故C错误。故选AB。 14．如图所示，导体球A与导体球壳B同心，原来都不带电，也不接地，设M、N两点的场强大小为EM和EN，下列说法中正确的是（     ） A．若使A带电，则EM≠0，EN=0 B．若使B带电，则EM=0，EN≠0 C．若使A球带电，B球接地，则EM=0，EN=0 D．若使A球带电，B球接地，则EM≠0，EN=0 【答案】BD 【详解】A．如果A带电，则会感应B内部带异种电荷，外部电性与A相同，那么 EM≠0，EN≠0 故A错误； B．如果B带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面E内=0，因此 EM=0，而EN≠0 故B正确； CD．如使A球带电，B球接地，是接地屏蔽，外部无电场，内部有电场，即 EM≠0，EN=0 故C错误，D正确。 故选BD。 15．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．A、B两点电场强度相等，且都不为零 B．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小 C．当开关闭合时，电子从导体沿导线向地面移动 D．当开关闭合时，电子从大地沿导线向导体移动 【答案】BD 【详解】A．导体处于静电平衡状态，导体是一个等势体，导体内部场强处处为零，A、B两点电场强度都为零，故A错误； B．在导体内部，感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的场强等值反向，正电荷A在点产生的场强较大，故 B正确； C．当电键闭合时，导体右侧的电场线指向无穷远处，即导体的电势大于零，电子从低电势运动到高电势，电子从大地沿导线向导体移动，C错误； D．当开关闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，D正确。 故选BD。 16．如图所示，在真空中某竖直平面内固定一足够大的接地金属板MN，在MN右侧与其相距2d处的P点放置一电荷量为Q的正点电荷，如果从P点作MN的垂线，则O为垂足，A为O、P连线的中点，B为OP延长线上的一点，PB＝d。静电力常量为k，关于各点的电场强度，下列说法正确的是（　　） A．O点场强大小为 B．A点场强大小为 C．B点场强大小为 D．A、B两点场强大小相等，方向相反 【答案】AC 【详解】A．系统达到静电平衡后，因为金属板接地，电势为零，所以电场线分布如图所示 所以金属板右侧的电场的电场线分布与等量异种点电荷连线的中垂线右侧的电场线分布相同，所以O点场强大小为 A正确； B．A点场强大小为 B错误； C．B点场强大小为 C正确； D．由上述分析可知AB点的场强大小不相等，方向相同，D错误。 故选AC。 17．如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则（    ） A．球壳内壁带负电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移出正电荷，壳外壁带正电 【答案】AC 【详解】ABC．由静电屏蔽知识可得，未接地前电场线分布特点如图，球壳内壁带负电，球壳外壁带正电。 球壳是个等势体，无论是内壳还是外壳接地，都是大地上的电子受电场力作用逆着电场线与外壳正电中和，使外壳不带电，球壳内壁仍带负电，故AC正确，B错误； D．若将接地线去掉再移出正电荷，则负电荷都分布在外表面，壳外壁带负电，故D错误。 故选AC。 18．如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内一点，B为金属板左侧外表面上一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是（　　） A．感应电荷在A点的场强沿E1的反方向 B．感应电荷在A点的场强沿水平向右方向 C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向 D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向 【答案】AC 【详解】AB.金属内部场强为0，点电荷在A点场强方向为E1，感应电荷的场强和E1二者叠加后才能为0，故感应电荷在A点的场强沿E1的反方向；故A正确，B错误. CD.B点十分靠近金属板，可认为是在金属板上，那么B点合场强方向应垂直金属板向外，而源电荷引起的分场强指向负电荷，合场强分解，一个方向指向负电荷，一个方向则可能为题目所给的E3方向，故C项正确，D项错误. 19．如图所示，导体球与导体球壳同心，原来都不带电，也不接地，设、两点的场强大小为和，下列说法中正确的是（    ） A．若使带电，则， B．若使带电，则， C．若使、两球分别带上等量异种电荷，则， D．若使球带电，球接地，则， 【答案】BC 【详解】A：如果A带电，会感应B使B内部带电与A相异、外部带电与A相同，那么、．故A项错误． B：如果B带电，由于同种电荷相斥，B所带的电荷只会分布在B的外表面，那么、．故B项正确． C：如果A、B带上等量异种电荷，A与B的静电感应使B的外表面恰无电荷，则、．故C项正确． D：如果A带电、B球接地，是接地屏蔽，B的内表面会感应出与A等量的异种电荷，B的外表面无电荷，则、．故D项错误． 20．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内表面，则B的箔片会带电 B．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，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 【答案】AD 【详解】A．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故A正确； B．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故B错误； C．C带电，但电荷分布在外表面，若使D接触C的内表面，D不带电；然后接触A，A不能带电；可知操作若干次，观察到A的箔片张角不变，故C错误； D．C带电，但电荷分布在外表面，若使D接触C的外表面，D带电；然后接触A，则A带电，可知操作若干次，观察到A的箔片张角变大，故D正确。 故选AD。 21．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 【答案】（1）0；（2），沿AB连线向右 【详解】（1）空心金属球处于静电平衡状态，所以其球心O点的场强为0； （2）两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为 方向向左，根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为 方向向右。 22．以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大。 （1）试判断所接高压电源的极性； （2）试定性说明静电除尘器的工作原理； （3）设金属管A的内径r＝3 m，长为L＝50 m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4 kg/（s·m2），求其工作一天能回收煤粉多少吨？（最后结果取三位有效数字） 【答案】（1）a为正极，b为负极；（2）带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上；（3）28.5 t 【详解】（1）因为煤粉吸附电子，所以带负电，为了将煤粉吸附在金属管上，因此与金属管相连的a为正极，与金属丝相连的b为负极。 （2）由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上。 （3）设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积 S＝2πrL 则 23．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C。 （1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？ （2）如果用丝线在桶内悬挂一带电量q＝－2×10－6 C的小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？ （3）若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？ （4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则桶内、外表面电荷量又为多少？ 【答案】（1）内表面为0，外表面为4×10－6 C；（2）内表面为2×10－6 C，外表面为2×10－6 C；（3）内表面为0，外表面为2×10－6 C，（4）内表面为0，外表面为2×10－6 C 【详解】（1）由静电平衡条件，静电荷分布在导体的外表面，可得金属桶内表面电荷量为零，外表面电荷量为＋4×10－6C； （2）负电荷移入桶内后，由于静电感应，内壁感应出2×10－6 C的正电荷，相当于负电荷将等量的正电荷吸引到内壁。由电荷守恒定律可知，外表面有2×10－6 C的正电荷； （3）当金属球与桶内壁接触，球所带负电荷迅速与内壁正电荷中和，从而内壁不带电，外壁带2×10－6 C的正电荷； （4）若小球悬挂时，用手接触桶外表面，外表面的正电荷被中和，内壁正电荷受金属球负电荷束缚，保持不动。若再将小球从桶中取出，则由于导体在静电平衡时，净电荷只能分布在外表面，内壁2×10－6 C的正电荷将在电场力作用下移到外表面，即内表面带电荷为零。 24．如图所示，真空中有相距为的A、B两点放置着等量同种正点电荷，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点恰好落在中垂线上，且，已知静电力常量，当棒达到静电平衡后，求： （1）两点电荷间的库仑力大小 （2）A、B两点电荷在棒内P点产生的场强的大小 【答案】（1） （2） 【详解】(1)根据库仑定律，A、B两点间的库仑力大小为： 代入数据得： (2)由知，A、B处电荷在P点产生场强，大小都是： ， 方向背离A或B，故P处外场强为：；方向过P背离O，由，得负号表示方向由P指向O； 25．如图所示，在枕形金属导体外的M、N两点分别放置一个电荷量为＋Q的点电荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一水平线上，且MA = AN = r。求枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。 【答案】电场强度大小为，场强方向沿二者的角分线斜向右上方 【详解】由点电荷的电场强度公式，得，＋Q和＋Q的两个点电荷在A点产生的电场强度都为。当枕形金属导体处于静电平衡状态时，内部电场强度处处为零，枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E大小等于＋Q和＋Q的两个点电荷在A点产生的合场强，方向相反，则由矢量合成得 ，场强方向沿二者的角分线斜向右上方。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$