内容正文:
9.1 静电现象 电荷((题型突破)
题型01 电荷间相互作用
题型02 判断物体是否带电及电性
题型03 电荷守恒定律
题型04 起电的三种方式
▌题型01 电荷间的相互作用
1.“静电章鱼”是一种基于静电原理的科学实验现象。用毛巾分别摩擦塑料丝和塑料棒,使两者都带上电荷,然后将塑料丝向上抛起,把塑料棒置于塑料丝下方,能够观察到塑料丝宛如“章鱼”在空中漂浮。下列说法正确的是( )
A.塑料棒与塑料丝带有异种电荷
B.毛巾与塑料丝摩擦后带有异种电荷
C.毛巾与塑料丝摩擦过程中创造了电荷
D.塑料丝会张开是因为受到塑料棒对它的吸引力
2.如图所示,绝缘细线上端固定,下端挂一金属小球a,在a旁用绝缘支柱固定另一金属球b,开始时a、b均不带电。现使a、b均带正电荷,下列说法正确的是( )
A.b立即把a排斥开
B.a、b之间不发生相互作用
C.b先吸引a,吸住后不放开a
D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
3.下列对电现象及规律的认识中正确的是( )
A.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥 B.自然界中只存在正、负两种电荷
C.感应起电说明了电荷可以创生 D.带电物体一定具有多余的电子
4.小华把一段扁平、干燥的塑料绳一端扎紧,把另一端撕开成许多轻质细丝,用干燥的手向下捋几下,发现细丝张开了,如图所示。细丝之所以张开是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
5.如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素的实验。O是一个带正电的物体。把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中、、等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小;再使小球处于某一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,调整铁架台,使小球回到原来位置,比较小球所受的静电力的大小(小球的库仑力可视为在水平方向)。
(1)图中实验采用的方法是______;(填正确选项前的字母)
A.理想实验法 B.等效替代法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是______;
A.电荷间的距离 B.丝线偏离竖直方向的角度
C.带正电物体的电荷量 D.小球的电荷量
(3)若球质量为m,在位置的偏离竖直方向的夹角为,则带电体受的库仑力大小为______。
▌题型02 判断物体是否带电及电性
6.如图所示,一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A,如图所示,下列说法正确的是( )
A.导体A下面的金属箔张开,导体B下面的金属箔仍闭合
B.导体A的部分正电荷转移到导体B上,导体A带负电
C.导体A、B带不等量异种电荷
D.将导体A、B分开后,再移走C,则A带负电
7.用与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近由细线悬吊着的轻质小球时,产生了互相吸引的现象,则说明( )
A.小球原本带正电 B.小球原本带负电
C.玻璃棒带正电 D.异种电荷相互吸引
8.小球a用绝缘细线悬挂起来,当小球b靠近a时,由于电荷的相互作用,使悬挂小球a的细线与竖直方向成一夹角,如图所示,则( )
A.a、b两球一定带异种电荷
B.a、b两球一定带同种电荷
C.a、b两球可能只有一球带电
D.a球对b球作用力一定大于b球对a球作用力
9.如图,B球受到A球的静电力作用,使与其相连的绝缘细线偏离竖直方向,此时( )
A.A球带电,B球不带电 B.B球带电,A球不带电
C.A、B两球带异种电荷 D.A、B两球带同种电荷
10.如图所示,两条绝缘细线一端系在同一点,另一端分别系带电小球,两小球静止时处于同一水平面。则两个小球带_____(选填“同”或“异”)种电荷,小球间相互作用的库仑力大小_____(选填“相等”或“不相等”)。
▌题型03 电荷守恒定律
11.带有异种电荷的两个金属小球,其所带电荷量分别为0.2C和-0.4C,接触后不分开,两个金属小球所带电荷量的总量为( )
A.-0.2C B.0.2C C.0.6C D.-0.1C
12.西晋的《博物志杂说上》记载:“今人梳头著髻时,有随梳解结有光者,亦有咤声。”这是关于摩擦起电的记载。关于摩擦起电,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电,使质子从梳子转移到头发上
B.梳子和头发摩擦后,带等量异种电荷
C.摩擦能产生电子和质子
D.摩擦起电表明,电荷的总量并不守恒
13.电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。两个相同的带正电金属小球A、B,A的电荷量为,B的电荷量为。现使第三个相同的不带电小球C,多次与A、B接触后移至远处,最终小球C所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
14.与丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,其原因是( )
A.玻璃棒上创造了正电荷 B.丝绸上创造了负电荷
C.丝绸上的正电荷转移到了玻璃棒上 D.玻璃棒上的电子转移到了丝绸上
15.电荷守恒定律元电荷
(1)在摩擦起电过程中,一个物体带上了正电,另一个物体带上了负电,该过程是否创造了电荷?一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的总量会增多或减少吗?
(2)一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这个现象是否违背了电荷守恒定律?
(3)结合以上探究内容,请阐述电荷守恒定律的两种表述。
(4)某同学通过查阅资料发现带电体的电荷量分别为、、,……通过这些数据你能发现什么规律?
▌题型04 起电的三种方式
16.(多选)关于下列四个现象,说法正确的有( )
A.甲图中,该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B.乙图中,超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服
C.丙图中,干燥的冬天,人触摸金属被电的原因是手和金属间产生了电荷
D.丁图中,打火机的点火装置是利用尖端放电的原理
17.如图所示,小丽每天有梳头的习惯,某天早上梳头后发现头发带上了正电荷,下列说法正确的是( )
A.头发在摩擦的过程产生了的电荷
B.摩擦的过程中有109个电子从梳子转移到头发上
C.头发在摩擦过程中失去109个电子
D.梳子在摩擦后一定带电荷量为的正电荷
18.如图,与头发摩擦过的塑料小勺能吸起盘子里的碎纸屑,过一会儿,碎纸屑又会被弹开。下列有关说法正确的是( )
A.塑料小勺与头发摩擦时创造了电荷
B.摩擦的方法使塑料小勺分子发生转移而带电
C.碎纸屑被吸到塑料小勺上,说明分子间有引力
D.碎纸屑被弹开,是因为同种电荷相互排斥
19.某同学采用如图装置做静电感应的实验,在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置,原先、都不带电,先让开关、均断开,现在将一个带正电小球放置在左侧,则下列说法正确的是( )
A.若开关、均断开,导体左端带正电,导体右端带负电
B.若开关、均闭合,则导体和导体均不带电
C.若只闭合开关,接着将、分开,再移走带电小球,则导体不带电,导体带负电
D.若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将、分开,则导体不带电
20.如图,将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳B内(与内壁不接触),现在该区域加一场强为,方向水平向右的匀强电场,达到静电平衡时,下列判断正确的是( )
A.B的右端带负电,A向右偏
B.B的左端带负电,A向左偏
C.B的右端带正电,A不偏左也不偏右
D.B的右端带负电,A不偏左也不偏右
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9.1 静电现象 电荷((题型突破)
题型01 电荷间相互作用
题型02 判断物体是否带电及电性
题型03 电荷守恒定律
题型04 起电的三种方式
▌题型01 电荷间的相互作用
1.“静电章鱼”是一种基于静电原理的科学实验现象。用毛巾分别摩擦塑料丝和塑料棒,使两者都带上电荷,然后将塑料丝向上抛起,把塑料棒置于塑料丝下方,能够观察到塑料丝宛如“章鱼”在空中漂浮。下列说法正确的是( )
A.塑料棒与塑料丝带有异种电荷
B.毛巾与塑料丝摩擦后带有异种电荷
C.毛巾与塑料丝摩擦过程中创造了电荷
D.塑料丝会张开是因为受到塑料棒对它的吸引力
【答案】B
【详解】A.塑料丝与塑料棒分别与同一毛巾摩擦后带上同种电荷,相互排斥,并非异种电荷,故A错误;
B.毛巾与塑料丝摩擦,二者带上等量异种电荷,故B正确;
C.摩擦起电是电荷的转移,并非创造电荷,故C错误;
D.塑料丝张开是因为同种电荷相互排斥,而非受到塑料棒的吸引力,故D错误。
故选B。
2.如图所示,绝缘细线上端固定,下端挂一金属小球a,在a旁用绝缘支柱固定另一金属球b,开始时a、b均不带电。现使a、b均带正电荷,下列说法正确的是( )
A.b立即把a排斥开
B.a、b之间不发生相互作用
C.b先吸引a,吸住后不放开a
D.b先吸引a,接触后又把a排斥开
【答案】A
【详解】现使a、b均带正电荷,根据同种电荷相互排斥,b立即把a排斥开。
故选A。
3.下列对电现象及规律的认识中正确的是( )
A.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥 B.自然界中只存在正、负两种电荷
C.感应起电说明了电荷可以创生 D.带电物体一定具有多余的电子
【答案】B
【详解】A.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故A错误;
B.自然界中只存在正、负两种电荷,故B正确;
C.感应起电的实质是电子从物体的一部分转移到另一部分,即说明了电荷可以从物体的一部分转移到另一部分,但并没有创造电荷,故C错误;
D.物体带电有可能是物体具有多余的电子,此时物体带负电,也有可能是物体失去电子,此时物体带正电,故D错误。
故选B。
4.小华把一段扁平、干燥的塑料绳一端扎紧,把另一端撕开成许多轻质细丝,用干燥的手向下捋几下,发现细丝张开了,如图所示。细丝之所以张开是由于( )
A.同种电荷相互排斥 B.异种电荷相互吸引
C.同种电荷相互吸引 D.异种电荷相互排斥
【答案】A
【详解】通过摩擦后,塑料绳带上了同种电荷,因同种电荷相互排斥,所以细丝张开,故选A。
5.如图所示为探究影响电荷间相互作用力的因素的实验。O是一个带正电的物体。把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中、、等位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小;再使小球处于某一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,调整铁架台,使小球回到原来位置,比较小球所受的静电力的大小(小球的库仑力可视为在水平方向)。
(1)图中实验采用的方法是______;(填正确选项前的字母)
A.理想实验法 B.等效替代法 C.微小量放大法 D.控制变量法
(2)图中实验可依据下列选项中反映小球受带电体的作用力大小的是______;
A.电荷间的距离 B.丝线偏离竖直方向的角度
C.带正电物体的电荷量 D.小球的电荷量
(3)若球质量为m,在位置的偏离竖直方向的夹角为,则带电体受的库仑力大小为______。
【答案】(1)D
(2)B
(3)
【详解】(1)该实验在探究时,先保持电荷量不变,改变电荷间的距离;再保持电荷间距离不变,改变小球的带电量,这种研究方法是控制变量法。
故选D。
(2)小球受力平衡时,电荷间的水平作用力越大,丝线偏离竖直方向的角度越大,实验中通过偏角的大小反映作用力的大小。
故选B。
(3)对小球受力分析,库仑力沿水平方向,小球平衡时,由平衡条件,可得
由牛顿第三定律可知,带电体受到的库仑力大小为。
▌题型02 判断物体是否带电及电性
6.如图所示,一对用绝缘柱支撑的金属导体A和B彼此接触。起初它们不带电,贴在下部的两金属箔是闭合的。现将一个带正电的导体球C靠近导体A,如图所示,下列说法正确的是( )
A.导体A下面的金属箔张开,导体B下面的金属箔仍闭合
B.导体A的部分正电荷转移到导体B上,导体A带负电
C.导体A、B带不等量异种电荷
D.将导体A、B分开后,再移走C,则A带负电
【答案】D
【详解】A.A、B两端都感应出电荷,两金属箔均张开,故A错误;
B.感应起电是电子从B端转移到A端,使得A端带负电,B端带正电,不是正电荷转移,故B错误;
C.A、B整体原来不带电,感应起电后A、B两端带等量异种电荷,故C错误;
D.先将A、B分开,再移走C,则A端带负电保留,故D正确。
故选D。
7.用与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近由细线悬吊着的轻质小球时,产生了互相吸引的现象,则说明( )
A.小球原本带正电 B.小球原本带负电
C.玻璃棒带正电 D.异种电荷相互吸引
【答案】C
【详解】A.与丝绸摩擦的玻璃棒束缚电子能力弱,玻璃棒将失去电子而带正电,若小球原本带正电,根据同种电荷相互排斥,玻璃棒与小球应出现排斥现象,故A错误;
B.带电体既可吸引异种电荷的物体,也可吸引不带电的轻小物体。玻璃棒带正电,吸引轻质小球存在两种可能:一是小球带负电(异种电荷相互吸引),二是小球不带电(带电体可吸引轻小物体),无法确定小球一定带负电,故B错误;
C.根据摩擦起电可知,与丝绸摩擦过的玻璃棒必然失去电子带正电,故C正确;
D.若小球不带电,该吸引现象是带电体吸引轻小物体导致,不属于异种电荷相互作用,因此无法通过该现象说明异种电荷相互吸引,故D错误。
故选C。
8.小球a用绝缘细线悬挂起来,当小球b靠近a时,由于电荷的相互作用,使悬挂小球a的细线与竖直方向成一夹角,如图所示,则( )
A.a、b两球一定带异种电荷
B.a、b两球一定带同种电荷
C.a、b两球可能只有一球带电
D.a球对b球作用力一定大于b球对a球作用力
【答案】C
【详解】ABC.根据平衡条件可知a、b两球相互吸引,可能是两球带异种电荷,也可能是其中之一球带有电荷,另一个球不带电,不可能两球带同种电荷。故AB错误,C正确;
D.a球对b球的作用力与b球对a球的作用力是一对作用力与反作用力,所以大小一定相等,故D错误。
故选C。
9.如图,B球受到A球的静电力作用,使与其相连的绝缘细线偏离竖直方向,此时( )
A.A球带电,B球不带电 B.B球带电,A球不带电
C.A、B两球带异种电荷 D.A、B两球带同种电荷
【答案】D
【详解】根据题图可知,A、B两个小球相互排斥,所以两个小球带同种电荷。
故选D。
10.如图所示,两条绝缘细线一端系在同一点,另一端分别系带电小球,两小球静止时处于同一水平面。则两个小球带_____(选填“同”或“异”)种电荷,小球间相互作用的库仑力大小_____(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】 同 相等
【详解】[1]根据题图可知两个小球相互排斥,则两个小球带同种电荷;
[3]两个小球间的库仑力为一对相互作用力,大小相等,方向相反。
▌题型03 电荷守恒定律
11.带有异种电荷的两个金属小球,其所带电荷量分别为0.2C和-0.4C,接触后不分开,两个金属小球所带电荷量的总量为( )
A.-0.2C B.0.2C C.0.6C D.-0.1C
【答案】A
【详解】根据电荷守恒定律,两个小球组成的系统在接触前后,总电荷量保持不变,接触前的总电荷量为: ,因此接触后总电荷量仍为-0.2C。
故选A。
12.西晋的《博物志杂说上》记载:“今人梳头著髻时,有随梳解结有光者,亦有咤声。”这是关于摩擦起电的记载。关于摩擦起电,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电,使质子从梳子转移到头发上
B.梳子和头发摩擦后,带等量异种电荷
C.摩擦能产生电子和质子
D.摩擦起电表明,电荷的总量并不守恒
【答案】B
【详解】A.摩擦起电的本质是电子的转移,而非质子(质子位于原子核内,通常无法自由移动),故A错误;
B.梳子和头发摩擦时,电子从一个物体转移到另一个物体,两者分别带上等量异种电荷,故B正确;
C.摩擦不会产生新的电子或质子,只是导致电子转移,故C错误;
D.电荷总量在摩擦前后始终守恒,故D错误。
故选B。
13.电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。两个相同的带正电金属小球A、B,A的电荷量为,B的电荷量为。现使第三个相同的不带电小球C,多次与A、B接触后移至远处,最终小球C所带的电荷量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】最终小球C所带的电荷量,故选B。
14.与丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,其原因是( )
A.玻璃棒上创造了正电荷 B.丝绸上创造了负电荷
C.丝绸上的正电荷转移到了玻璃棒上 D.玻璃棒上的电子转移到了丝绸上
【答案】D
【详解】A.摩擦起电过程中电荷守恒,玻璃棒带正电不是凭空创造了正电荷,故A错误;
B.摩擦起电过程中电荷守恒,丝绸带负电不是凭空创造了负电荷,故B错误;
C.固体中原子核不能自由移动,摩擦起电时发生转移的是核外电子,不是正电荷,故C错误;
D.玻璃棒束缚电子的能力弱于丝绸,摩擦时玻璃棒上的部分电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,故D正确。
故选D。
15.电荷守恒定律元电荷
(1)在摩擦起电过程中,一个物体带上了正电,另一个物体带上了负电,该过程是否创造了电荷?一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的总量会增多或减少吗?
(2)一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的电荷几乎不存在了,这个现象是否违背了电荷守恒定律?
(3)结合以上探究内容,请阐述电荷守恒定律的两种表述。
(4)某同学通过查阅资料发现带电体的电荷量分别为、、,……通过这些数据你能发现什么规律?
【答案】(1)没有创造电荷,电荷的总量保持不变
(2)没有违背电荷守恒定律
(3)表述一:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变
(4)电荷量都是的整数倍
【详解】(1)摩擦起电的过程中只是电荷的分布发生了变化,并没有创造电荷。一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的总量保持不变。
(2)金属小球上的电荷量减少是由于电子通过空气转移到外界,但这些电子并没有消失,就小球和整个外界组成的系统而言,其电荷总量保持不变,这个现象并不违背电荷守恒定律。
(3)表述一:电荷既不会创生,也不会消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量保持不变。
表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
(4)这些电荷量的数据都是的整数倍,即物体所带的电荷量不是任意的,只能是的整数倍。
▌题型04 起电的三种方式
16.(多选)关于下列四个现象,说法正确的有( )
A.甲图中,该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B.乙图中,超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服
C.丙图中,干燥的冬天,人触摸金属被电的原因是手和金属间产生了电荷
D.丁图中,打火机的点火装置是利用尖端放电的原理
【答案】AD
【详解】A.女生接触带电金属球后,电荷在金属球和人体之间发生转移,女生与金属球带同种电荷;女生的头发也带同种电荷,因相互排斥而散开,故A正确;
B.超高压带电作业人员应穿由金属导线编织成的屏蔽服,使人体处于等电位状态,而不是穿绝缘材料制成的工作服,故B错误;
C.干燥的冬天人体容易积累静电,手接触金属时电荷迅速转移而发生放电,并非手和金属之间产生了电荷,故C错误;
D.打火机的点火装置利用高电压使尖端附近空气电离并放电,产生电火花点燃可燃气体,故D正确。
故选AD。
17.如图所示,小丽每天有梳头的习惯,某天早上梳头后发现头发带上了正电荷,下列说法正确的是( )
A.头发在摩擦的过程产生了的电荷
B.摩擦的过程中有109个电子从梳子转移到头发上
C.头发在摩擦过程中失去109个电子
D.梳子在摩擦后一定带电荷量为的正电荷
【答案】C
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,电荷不能创造和产生,A错误;
C.摩擦后头发带正电荷,可知摩擦的过程中电子从头发转移到梳子上,头发在摩擦过程中失去的电子数为,C正确;
B.由上述分析可知,摩擦的过程中有109个电子从头发转移到梳子上,B错误;
D.摩擦后头发带正电荷且所带电荷量为,则梳子一定带负电荷且所带电荷量为,D错误。
故选C。
18.如图,与头发摩擦过的塑料小勺能吸起盘子里的碎纸屑,过一会儿,碎纸屑又会被弹开。下列有关说法正确的是( )
A.塑料小勺与头发摩擦时创造了电荷
B.摩擦的方法使塑料小勺分子发生转移而带电
C.碎纸屑被吸到塑料小勺上,说明分子间有引力
D.碎纸屑被弹开,是因为同种电荷相互排斥
【答案】D
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,电荷不能被创造,故A错误;
B.摩擦起电过程中发生转移的是带负电的核外电子,并非分子,故B错误;
C.带电的塑料小勺能吸引轻小碎纸屑,是静电的吸引力作用,和分子间引力无关,故C错误;
D.碎纸屑接触带电小勺后,会带上和小勺同种的电荷,由于同种电荷相互排斥,因此碎纸屑后续会被弹开,故D正确
故选 D。
19.某同学采用如图装置做静电感应的实验,在绝缘支架上的金属导体和金属导体按图中方向接触放置,原先、都不带电,先让开关、均断开,现在将一个带正电小球放置在左侧,则下列说法正确的是( )
A.若开关、均断开,导体左端带正电,导体右端带负电
B.若开关、均闭合,则导体和导体均不带电
C.若只闭合开关,接着将、分开,再移走带电小球,则导体不带电,导体带负电
D.若只闭合开关,接着移走带电小球,最后将、分开,则导体不带电
【答案】D
【详解】A.若开关、均断开,由于静电感应,导体M左端(近端)带负电,导体N右端(远端)带正电,故A错误;
B.若开关、均闭合,导体M左端感应出负电荷,而导体N通过接地线使其右端感应出来的正电荷被从大地上来的负电荷中和,所以导体M左端带负电,导体N不再带电,故B错误;
C.若只闭合开关,由于静电感应,导体M左端带负电,导体N右端不带电。接着将M、N分开,再移走带电小球,导体M带的负电荷通过开关会流向大地,这种情况下导体M、N均不再带电,故C错误;
D.若只闭合开关,一旦移走带电小球时,导体M左端感应出来的负电荷通过开关回到大地,静电感应现象消失,金属导体整体不带电。最后将M、N分开,则M和N均不带电,故D正确。
故选D。
20.如图,将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳B内(与内壁不接触),现在该区域加一场强为,方向水平向右的匀强电场,达到静电平衡时,下列判断正确的是( )
A.B的右端带负电,A向右偏
B.B的左端带负电,A向左偏
C.B的右端带正电,A不偏左也不偏右
D.B的右端带负电,A不偏左也不偏右
【答案】C
【详解】导体空腔处于外电场中时,由于静电感应的作用,导体球壳的左端将感应出负电荷,右端将感应出正电荷,而导体空腔内部完全不受外加电场的影响,故A不会偏转。
故选C。
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