一、靜電平衡
1.靜電平衡:導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài).
2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0.
3.導(dǎo)體上電荷的分布:
(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面.
(2)在導(dǎo)體外表面,越尖銳的位置,電荷的密度(單位面積的電荷量)越大,凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷.
二、尖端放電
1.空氣的電離:導(dǎo)體尖端電荷密度很大,附近的電場(chǎng)很強(qiáng),強(qiáng)電場(chǎng)作用下的帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng),并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象.
2.尖端放電:與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子,由于被吸引,而與尖端上電荷中和,相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象.
尖端放電的應(yīng)用與防止:
(1)應(yīng)用:避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施.
(2)防止:高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑會(huì)減少電能的損失.
三、靜電屏蔽
靜電平衡時(shí),空腔導(dǎo)體內(nèi)表面沒(méi)有電荷,導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.外電場(chǎng)對(duì)殼(網(wǎng))內(nèi)的儀器不會(huì)產(chǎn)生影響的作用叫作靜電屏蔽.
靜電屏蔽的應(yīng)用:電學(xué)儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線與大地相連.
四、靜電吸附
1.靜電吸附:在電場(chǎng)中,帶電粒子在靜電力作用下,向著電極運(yùn)動(dòng),最后被吸附在電極上的現(xiàn)象.
2.靜電除塵:當(dāng)空氣中的塵埃帶電時(shí),在靜電力作用下,塵埃到達(dá)電極而被收集起來(lái)的過(guò)程.
3.靜電噴漆:接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電,在靜電力作用下,向作為正極的工件運(yùn)動(dòng),并沉積在工件表面.
4.靜電復(fù)印:復(fù)印機(jī)應(yīng)用了靜電吸附的原理,復(fù)印機(jī)的有機(jī)光導(dǎo)體鼓表面涂覆有機(jī)光導(dǎo)體(OPC),無(wú)光照時(shí),OPC是絕緣體,受光照時(shí)變成導(dǎo)體.
技巧點(diǎn)撥
一、靜電平衡
1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零的本質(zhì)是外電場(chǎng)E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E′的合場(chǎng)強(qiáng)為0,即E0=-E′.
2.孤立的帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為0的本質(zhì)是分布在導(dǎo)體外表面的電荷在導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)為0.
3.靜電平衡時(shí),導(dǎo)體上的電荷分布規(guī)律:
(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面,內(nèi)部沒(méi)有凈電荷.
(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端,電性相反,電荷量相等,近異遠(yuǎn)同,如圖甲所示.
(3)凈電荷在導(dǎo)體外表面的分布不均勻,一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集,如圖乙所示.
甲 乙
二、尖端放電 靜電屏蔽
1.靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)
靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零,好像是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面,即所謂的屏蔽作用,其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存,矢量和為零.
2.靜電屏蔽的兩種情況
例題精練
1.(2021?浙江模擬)如圖所示是用一種新穎的“靜電“絕緣纖維布制成的預(yù)防新型冠狀病毒肺炎口罩。熔噴布經(jīng)駐極工藝,表面帶有電荷,它能阻隔幾微米的病毒,這種靜電的阻隔作用屬于( )
A.靜電感應(yīng)B.摩擦起電C.靜電吸附D.電磁感應(yīng)
【分析】由題意明確熔噴布為絕緣體,再結(jié)合常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象即可明確其基本原理。
【解答】解:由題意可知,熔噴布表面帶有電荷,所以當(dāng)幾微米的病毒靠近時(shí),由于靜電感應(yīng)而帶電,從而被熔噴布吸附,則可知,其原理為靜電吸附,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)靜電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),要知道電磁感應(yīng)與導(dǎo)體有關(guān),而熔噴布為絕緣體,所以肯定與電磁感應(yīng)無(wú)關(guān)。
2.(2021?諸暨市模擬)如圖所示,用毛皮摩擦過(guò)的塑料棒靠近水流時(shí)水流會(huì)發(fā)生彎曲。這里使水流發(fā)生彎曲的主要因素是( )
A.重力B.核力C.靜電力D.萬(wàn)有引力
【分析】知道用毛皮摩擦過(guò)的塑料棒帶負(fù)電,同時(shí)會(huì)根據(jù)靜電現(xiàn)象解釋水流發(fā)生彎曲的原因。
【解答】解:用毛皮摩擦過(guò)的塑料棒帶負(fù)電,把自來(lái)水調(diào)成一股細(xì)流,將與毛皮摩擦過(guò)的塑料棒接近此細(xì)流時(shí),由于靜電感應(yīng),水流靠近塑料棒的一側(cè)會(huì)帶上正電荷,根據(jù)同種電荷相排斥,異種電荷相吸引可知,水流會(huì)發(fā)生彎曲,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】記住正電荷和負(fù)電荷的規(guī)定.掌握電荷間的作用.排斥的物體帶有同種電荷,吸引的可能帶有異種電荷,可能帶電體吸引不帶電體.
隨堂練習(xí)
1.(2021?龍巖模擬)如圖所示,電工穿上用銅絲編織的防護(hù)服進(jìn)行高壓帶電作業(yè)時(shí),防護(hù)服能保護(hù)電工的安全,其原因是( )
A.防護(hù)服用銅絲編織不易拉破,對(duì)人體起到保護(hù)作用
B.編織防護(hù)服的銅絲電阻小,對(duì)人體起到保護(hù)作用
C.電工被防護(hù)服所包裹,人體電勢(shì)為零,對(duì)人體起到保護(hù)作用
D.電工被防護(hù)服所包裹,人體場(chǎng)強(qiáng)為零,對(duì)人體起到保護(hù)作用
【分析】處在高壓電場(chǎng)中的人體,會(huì)有危險(xiǎn)電流流過(guò),危及人身安全,因而所有進(jìn)入高電場(chǎng)的工作人員,都應(yīng)穿全套屏蔽服。 帶電作業(yè)屏蔽服又叫等電位均壓服,是采用均勻的導(dǎo)體材料和纖維材料制成的服裝。其作用是在穿用后,使處于高壓電場(chǎng)中的人體外表面各部位形成一個(gè)等電位屏蔽面,從而防護(hù)人體免受高壓電場(chǎng)及電磁波的危害。 成套的屏蔽服裝應(yīng)包括上衣、褲子、帽子、襪子、手套、鞋及其相應(yīng)的連接線和連接頭。
【解答】解:屏蔽服作用是在穿用后,使處于高壓電場(chǎng)中的人體外表面各部位形成一個(gè)等電位屏蔽面,從而防護(hù)人體免受高壓電場(chǎng)及電磁波的危害。等電位說(shuō)明電勢(shì)相等而不是等于0,電場(chǎng)強(qiáng)度為0.所以D正確,ABC錯(cuò)誤。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了屏蔽服的作用,要求同學(xué)們能用物理知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象,難度不大,屬于基礎(chǔ)題。
2.(2021春?如皋市期中)如圖所示,在帶電體C的右側(cè)有兩個(gè)相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B,均放在絕緣支座上,A、B處于靜電平衡狀態(tài),則( )
A.A的左端感應(yīng)出正電荷
B.A上的感應(yīng)電荷是創(chuàng)生出來(lái)的
C.A、B內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0
D.若先將A、B分開(kāi),再移走C,A、B均不帶電
【分析】導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,根據(jù)同種電荷相互排斥判斷;在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí),電荷才不會(huì)移動(dòng).
【解答】解:A、枕形導(dǎo)體在正點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引可知,A的左端感應(yīng)出負(fù)電荷,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)同種電荷相互排斥可知,A的左端感應(yīng)出負(fù)電荷是由于B右端的電子受到正電荷的吸引力向左運(yùn)動(dòng)造成的,不是憑空產(chǎn)生的,故B錯(cuò)誤;
C、枕形導(dǎo)體在正點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,靜電平衡時(shí)內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,故C正確;
D、若先把導(dǎo)體A和B分開(kāi),導(dǎo)體A和B由于感應(yīng)起電帶上異種電荷,再移走C,此時(shí)A仍然帶負(fù)電,B帶正電,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵要理解掌握:處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,理解場(chǎng)強(qiáng)處處為零的原因.知道凈電荷全部分布在導(dǎo)體表面.且整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體。
3.(2021春?沭陽(yáng)縣期中)在一次科學(xué)晚會(huì)上,一位老師表演了一個(gè)“魔術(shù)”:如圖所示,一個(gè)沒(méi)有底的空塑料瓶中固定著一根鋼鋸條和一塊易拉罐(金屬)片,把它們分別跟靜電起電機(jī)的兩極相連。在塑料瓶里放一盤(pán)點(diǎn)燃的蚊香,很快就看見(jiàn)整個(gè)透明塑料瓶里煙霧繚繞。當(dāng)把起電機(jī)一搖,頓時(shí)塑料瓶清澈透明,停止搖動(dòng),又是煙霧繚繞。起電機(jī)搖動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.鋸條附近電場(chǎng)強(qiáng)度大
B.金屬片附近電場(chǎng)強(qiáng)度大
C.鋸條和金屬片之間為勻強(qiáng)電場(chǎng)
D.鋸條和金屬片之間電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零
【分析】當(dāng)靜電除塵裝置接通靜電高壓時(shí),存在強(qiáng)電場(chǎng),它使空氣電離而產(chǎn)生陰離子和陽(yáng)離子,負(fù)離子在電場(chǎng)力的作用下,向正極移動(dòng)時(shí),碰到煙塵微粒使它帶負(fù)電,帶電塵粒在電場(chǎng)力的作用下,向正極移動(dòng),煙塵最終被吸附到金屬片上,這樣消除了煙塵中的塵粒,由此進(jìn)行分析。
【解答】解:AB、瓶?jī)?nèi)俯視圖如圖
尖端物體附近的電場(chǎng)線密集,所以在鋸條附近的電場(chǎng)強(qiáng)度大于金屬片附近的電場(chǎng),故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、且根據(jù)俯視圖可以看出料瓶?jī)?nèi)存在的是輻條形的電場(chǎng),不是勻強(qiáng)電場(chǎng),當(dāng)靜電除塵裝置接通靜電高壓時(shí),鋸條和金屬片之間存在強(qiáng)電場(chǎng),它使空氣電離而產(chǎn)生陰離子和陽(yáng)離子,負(fù)離子在電場(chǎng)力的作用下,向正極移動(dòng)時(shí),碰到煙塵微粒使它帶負(fù)電,帶電煙塵在電場(chǎng)力的作用下,向正極移動(dòng),煙塵最終被吸附到金屬片上,這樣消除了煙塵中的塵粒。故CD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題涉及靜電除塵的原理,關(guān)鍵是電子容易被吸附到煙塵顆粒上,故煙塵顆粒會(huì)吸附到帶正電的金屬片上;知道電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。
綜合練習(xí)
一.選擇題(共30小題)
1.(2021?河西區(qū)三模)法拉第籠是一個(gè)由金屬制成的球形狀籠子,與大地連通。當(dāng)高壓電源通過(guò)限流電阻將10萬(wàn)伏直流高壓輸送給放電桿,放電桿尖端靠近籠體時(shí),出現(xiàn)放電火花。如圖所示,體驗(yàn)者進(jìn)入籠體后關(guān)閉籠門(mén),操作員接通電源,用放電桿進(jìn)行放電演示。則當(dāng)放電桿尖端靠近籠體穩(wěn)定且尚未放電時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.法拉第籠上的感應(yīng)電荷均勻分布在籠體外表面上
B.法拉第籠內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零
C.法拉第籠上的感應(yīng)電荷在籠內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
D.同一帶電粒子在法拉第籠外的電勢(shì)能大于在法拉第籠內(nèi)部的電勢(shì)能
【分析】如果將導(dǎo)體放在電場(chǎng)強(qiáng)度為E外的外電場(chǎng)中,導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場(chǎng)力的作用下,會(huì)逆電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)。這樣,導(dǎo)體的負(fù)電荷分布在一邊,正電荷分布在另一邊,這就是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。由于導(dǎo)體內(nèi)電荷的重新分布,這些電荷在與外電場(chǎng)相反的方向形成另一電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E內(nèi)。根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理,導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于E外和E內(nèi)的疊加,等大反向的電場(chǎng)疊加而互相抵消,使得導(dǎo)體內(nèi)部總電場(chǎng)強(qiáng)度為零。當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部總電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí),導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再移動(dòng)。物理學(xué)中將導(dǎo)體中沒(méi)有電荷移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零。由此可推知,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。如果這個(gè)導(dǎo)體是中空的,當(dāng)它達(dá)到靜電平衡時(shí),內(nèi)部也將沒(méi)有電場(chǎng)。這樣,導(dǎo)體的外殼就會(huì)對(duì)它的內(nèi)部起到“保護(hù)”作用,使它的內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響,這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。
【解答】解:A、感應(yīng)電荷在籠體外的分布是不均勻的,靠近放電桿與遠(yuǎn)離放電桿處的電荷多,中間位置處的電荷少,故A錯(cuò)誤;
B、達(dá)到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,所以法拉第籠內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零,故B正確;
C、達(dá)到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,即感應(yīng)電荷的附加電場(chǎng)與引起電磁感應(yīng)的電荷的電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為0,所以感應(yīng)電荷在籠內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度不能為零。故C錯(cuò)誤;
D、不知道帶電粒子的電性,所以不能判斷同一個(gè)帶電粒子在法拉第籠外的電勢(shì)能與在法拉第籠內(nèi)部的電勢(shì)能的大小關(guān)系,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】靜電屏蔽:為了避免外界電場(chǎng)對(duì)儀器設(shè)備的影響,或者為了避免電器設(shè)備的電場(chǎng)對(duì)外界的影響,用一個(gè)空腔導(dǎo)體把外電場(chǎng)遮住,使其內(nèi)部不受影響,也不使電器設(shè)備對(duì)外界產(chǎn)生影響,這就叫做靜電屏蔽??涨粚?dǎo)體不接地的屏蔽為外屏蔽,空腔導(dǎo)體接地的屏蔽為內(nèi)屏蔽。在靜電平衡狀態(tài)下,不論是空心導(dǎo)體還是實(shí)心導(dǎo)體;不論導(dǎo)體本身帶電多少,或者導(dǎo)體是否處于外電場(chǎng)中,必定為等勢(shì)體,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,這是靜電屏蔽的理論基礎(chǔ)。
2.(2021?常州一模)疫情期間,我國(guó)人民通過(guò)戴口罩來(lái)阻斷疫情傳播,體現(xiàn)了“人人為我、我為人人”的優(yōu)良傳統(tǒng)和守望相助的家國(guó)情懷??谡种虚g層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布,它能阻隔幾微米的病毒,這種靜電的阻隔作用屬于( )
A.尖端放電B.靜電屏蔽
C.靜電感應(yīng)和靜電吸附D.靜電感應(yīng)和靜電屏蔽
【分析】由題意明確熔噴布為絕緣體,再結(jié)合常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象即可明確其基本原理。
【解答】解:由題意可知,熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細(xì)纖維布,所以當(dāng)幾微米的病毒靠近時(shí),由于靜電感應(yīng)而帶電,從而被熔噴布吸附,則可知,其原理為靜電感應(yīng)和靜電吸附,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查對(duì)靜電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),要知道尖端放電和靜電屏蔽均與導(dǎo)體有關(guān),而熔噴布為絕緣體,所以肯定與尖端放電和靜電屏蔽無(wú)關(guān)。
3.(2020秋?陽(yáng)泉期末)在一些較高的建筑物上安裝避雷針,有關(guān)建筑物能夠避免被雷擊的原因是( )
A.避雷針與建筑物構(gòu)成一個(gè)很大的電容器可以存儲(chǔ)大量電荷
B.避雷針尖端產(chǎn)生的感應(yīng)電荷向云層放電,中和了云層中的電荷
C.云層與避雷針發(fā)生摩擦,避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
【分析】雷電是云層與大地之間或云層之間的放電現(xiàn)象,在高大的建筑物上安裝避雷針,可使云層所帶電荷通過(guò)避雷針進(jìn)入大地,從而保護(hù)建筑物不受雷擊.
【解答】解:當(dāng)帶電云層靠近建筑物時(shí),避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會(huì)通過(guò)針尖放電,逐漸中和云中的電荷,使建筑物免遭雷擊。其原理為尖端放電,故B正確,ACD錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了避雷針的原理是避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會(huì)通過(guò)針尖放電,逐漸中和云中的電荷,從而保護(hù)建筑物不受雷擊,難度不大,屬于基礎(chǔ)題.
4.(2020秋?香洲區(qū)校級(jí)月考)下列哪項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用原理與靜電現(xiàn)象無(wú)關(guān)( )
A.復(fù)印機(jī)
B.油罐車尾的鐵鏈
C.避雷針
D.手機(jī)無(wú)線充電
【分析】復(fù)印件、油罐車尾的鐵鏈、避雷針的原理都與靜電現(xiàn)象有關(guān),手機(jī)無(wú)線充電利用的是電磁感應(yīng)原理。
【解答】解:A、復(fù)印機(jī)是在光導(dǎo)體沒(méi)有受光照的狀態(tài)下進(jìn)行充電,使其表面帶上電荷,使原稿圖象成像在光導(dǎo)體上,光導(dǎo)體表面的電荷通過(guò)基體的接地消失,從而形成了靜電潛像,通過(guò)靜電原理,將光導(dǎo)體表面的墨粉圖象轉(zhuǎn)印到復(fù)印紙表面,故A正確;
B、油罐利用車尾的鐵鏈導(dǎo)走車內(nèi)的靜電,故B正確;
C、當(dāng)云層上電荷較多時(shí),避雷針與云層之間的空氣就很容易被擊穿,成為導(dǎo)體,這樣帶電云層與避雷針形成通路,而避雷針又是接地的,避雷針就可以把云層上的電荷導(dǎo)入大地,使其不對(duì)高層建筑構(gòu)成危險(xiǎn),保證了它的安全,故C正確;
D、選手機(jī)無(wú)線充電,是利用電磁感應(yīng)原理,與靜電現(xiàn)象無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。
本題選擇與靜電現(xiàn)象無(wú)關(guān)的,
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題以現(xiàn)代科技的應(yīng)用為情景載體,考查了靜電現(xiàn)象在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,要求學(xué)生能夠熟練應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題,提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。
5.(2020秋?臨沂期末)銅質(zhì)小球內(nèi)部挖去一部分,形成中空球殼,在球殼內(nèi)P點(diǎn)固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q。M為球殼內(nèi)一點(diǎn)、N為球殼外一點(diǎn),位置如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.銅球外表面帶正電
B.銅球內(nèi)表面不帶電
C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小
D.試探電荷+q在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的小
【分析】此時(shí)球殼處于靜電平衡狀態(tài)為等勢(shì)體,由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式分析場(chǎng)強(qiáng)的大小,由感應(yīng)起電分析出電荷的電性。
【解答】解:AB、由感應(yīng)起電可知,近處產(chǎn)生異種電荷,遠(yuǎn)處產(chǎn)生同種電荷,故內(nèi)表面為正電荷,外表面帶負(fù)電荷,故AB錯(cuò)誤;
C、M點(diǎn)距離點(diǎn)電荷近,N點(diǎn)距離點(diǎn)電荷遠(yuǎn),由點(diǎn)電荷形成的場(chǎng)強(qiáng)公式可得:,故M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),故C錯(cuò)誤;
D、由于球殼處于靜電平衡狀態(tài),故球殼內(nèi)外表面電勢(shì)相等,由于P點(diǎn)為負(fù)電荷,故N點(diǎn)電勢(shì)大于球殼電勢(shì),M點(diǎn)電勢(shì)小于球殼電勢(shì),故N點(diǎn)電勢(shì)大于M點(diǎn)電勢(shì),故由電勢(shì)能公式可得:Ep=qφ,故試探電荷+q在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在N點(diǎn)的小,故D錯(cuò)誤;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了靜電平衡和點(diǎn)電荷形成的場(chǎng)強(qiáng)問(wèn)題,解題關(guān)鍵在于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體為等勢(shì)體,點(diǎn)電荷形成場(chǎng)強(qiáng)由場(chǎng)強(qiáng)公式可得,距離點(diǎn)電荷越近,場(chǎng)強(qiáng)越大。
6.(2020秋?通州區(qū)期末)如圖所示,將不帶電的枕形導(dǎo)體AB,放在一個(gè)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,點(diǎn)電荷的電荷量為?Q,與導(dǎo)體AB的中心O的距離為R。由于靜電感應(yīng),在導(dǎo)體AB的兩端感應(yīng)出異種電荷。當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)體A端帶正電
B.導(dǎo)體AB帶上正電
C.導(dǎo)體A端的電勢(shì)低于B端的電勢(shì)
D.導(dǎo)體AB的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為k,方向向左
【分析】當(dāng)放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí),導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,各點(diǎn)的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與外界電場(chǎng)是等大反向的關(guān)系。
【解答】解:AB、由于同號(hào)電荷相互排斥,異號(hào)電荷相互吸引,當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),導(dǎo)體B端帶正電,整體不帶電,故AB錯(cuò)誤;
C、當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體是等勢(shì)體,故導(dǎo)體A端電勢(shì)等于B端電勢(shì),故C錯(cuò)誤;
D、導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,則導(dǎo)體中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,故感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷﹣Q在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,大小為,方向向左,故D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體,達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢(shì)體,導(dǎo)體上的電勢(shì)處處相等,這是解決本題的關(guān)鍵的地方,對(duì)于靜電平衡的特點(diǎn)一定要熟悉。
7.(2020秋?順義區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,將不帶電的絕緣枕形導(dǎo)體P放在正電荷Q的電場(chǎng)中,導(dǎo)體P的a、b兩端分別帶上了感應(yīng)負(fù)電荷與等量的感應(yīng)正電荷,另外導(dǎo)體內(nèi)部還有兩點(diǎn)c、d,則以下說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)體上a、b兩端的電勢(shì)高低關(guān)系是φa>φb
B.導(dǎo)體上a、b兩端的電勢(shì)高低關(guān)系是φa<φb
C.導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ec>Ed=0
D.感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ec>Ed≠0
【分析】物體帶電有接觸起電,有感應(yīng)帶電,有摩擦起電.對(duì)于感應(yīng)帶電,是利用同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原理.且?guī)щ婓w是等勢(shì)體.
【解答】解:AB、當(dāng)正電荷Q處在金屬導(dǎo)體P附近時(shí),正電荷周圍存在電場(chǎng),從而使得金屬中的自由電子在電場(chǎng)力作用下向a端發(fā)生移動(dòng),導(dǎo)致b端的正電荷多余,a端的負(fù)電荷多余,最終導(dǎo)體P的b端帶正電,a端帶負(fù)電。整個(gè)導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),是一個(gè)等勢(shì)體,因此兩點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系φa=φb,故AB錯(cuò)誤;
C、當(dāng)金屬導(dǎo)體b端帶正電,a端帶負(fù)電時(shí),導(dǎo)體中有自b向a的電場(chǎng)。由于正確電荷Q也產(chǎn)生電場(chǎng)。故只有當(dāng)復(fù)合電場(chǎng)為0時(shí),自由電子才停止運(yùn)動(dòng),因此c、d兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系是Ec=Ed=0,故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的公式,結(jié)合合電場(chǎng)為0,可知:感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小關(guān)系Ec>Ed≠0.故D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】感應(yīng)帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移;當(dāng)金屬導(dǎo)體處于電場(chǎng)時(shí)出現(xiàn)靜電平衡現(xiàn)象.整個(gè)導(dǎo)體為一等勢(shì)體.
8.(2020秋?海東市期末)如圖所示,鋁球A、銅制導(dǎo)體B和C固定在絕緣支架上,B、C左右緊靠,A球帶負(fù)電,B、C整體不帶電。下列說(shuō)法正確的是( )
A.若先移走A,后將B與C分開(kāi),則B帶負(fù)電,C帶正電
B.若先移走A,后將B與C分開(kāi),則B帶正電,C帶負(fù)電
C.若先將B與C分開(kāi),后移走A,則B帶負(fù)電,C帶正電
D.若先將B與C分開(kāi),后移走A,則B帶正電,C帶負(fù)電
【分析】帶電小球A靠近金屬導(dǎo)體B時(shí),由于靜電感應(yīng),會(huì)使金屬導(dǎo)體B帶電,根據(jù)靜電感應(yīng)的現(xiàn)象來(lái)分析即可。
【解答】解:AB、A靠近BC時(shí),由于靜電感應(yīng),B側(cè)帶正電,C側(cè)帶負(fù)電;若將導(dǎo)體A移走后,B、C間的電荷會(huì)由于相互吸引而中和,所以B、C均不再帶電,故AB錯(cuò)誤;
CD、先將B與C分開(kāi)時(shí),由于靜電感應(yīng),B帶正電,C帶負(fù)電;移走A后,電量不變,所以仍然是B帶正電,C帶負(fù)電,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是靜電感應(yīng)現(xiàn)象,要明確靜電感應(yīng)的原因就是電荷之間的基本性質(zhì),即同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
9.(2020秋?郴州期末)關(guān)于靜電的防止和應(yīng)用,下述的事例屬于靜電的防止的是( )
A.燃煤時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煤灰,污染大氣。在煙囪底部安裝靜電除塵器就可以把煤灰除掉
B.當(dāng)油漆從噴槍中噴出時(shí),噴嘴使油漆微粒帶正電,它們相互排斥,擴(kuò)散開(kāi)來(lái)形成一大團(tuán)漆云,被吸附在帶負(fù)電的物體表面。這種靜電噴漆的方法省漆而均勻
C.復(fù)印機(jī)是利用靜電的吸附作用工作的
D.飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成,是為了在著陸時(shí)使機(jī)身積累的電荷流入大地
【分析】由靜電的利用和防止進(jìn)行分析。
【解答】解:A、靜電除塵器是利用靜電進(jìn)行除塵,不是防止靜電的產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;
B、靜電噴涂是利用靜電使涂料顆粒附著在工件表面的一種方法,故B錯(cuò)誤;
C、靜電復(fù)印是利用光敏半導(dǎo)體的光導(dǎo)特性和靜電作用復(fù)制成品的方法,故C錯(cuò)誤;
D、飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成,是為了在著陸時(shí)使機(jī)身積累的電荷流入大地,防止靜電產(chǎn)生火花導(dǎo)致起火,故D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了靜電的防止和利用,解題關(guān)鍵在于區(qū)分二者的不同。
10.(2020秋?朝陽(yáng)區(qū)期末)靜電除塵原理是設(shè)法使空氣中的塵埃帶電,在靜電力作用下,塵埃到達(dá)電極而被收集起來(lái)。如圖所示,靜電除塵器由板狀收集器A和線狀電離器B組成,A、B間接有高壓電源,它們之間形成很強(qiáng)的電場(chǎng),能使空氣中的氣體分子電離,進(jìn)而使通過(guò)除塵器的塵埃帶電,最后被吸附到正極A上。下列選項(xiàng)正確的是( )
A.收集器A吸附大量塵埃的原因是塵埃帶上了正電
B.收集器A吸附大量塵埃的原因是塵埃帶上了負(fù)電
C.收集器A和電離器B之間形成的是勻強(qiáng)電場(chǎng)
D.靜電除塵過(guò)程是機(jī)械能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程
【分析】電極A、B間接高電壓后,電子被粉塵吸附,粉塵帶負(fù)電,被正極A吸引,從而達(dá)到除塵的目的;由電場(chǎng)線分布可知為非勻強(qiáng)電場(chǎng);靜電除塵過(guò)程是電勢(shì)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過(guò)程。
【解答】解:AB、電極A、B間接高電壓后,之間產(chǎn)生了很強(qiáng)的電場(chǎng),氣體分子被電離成為電子和正離子,電子被粉塵吸附,故粉塵帶負(fù)電,被正極A吸引,故A錯(cuò)誤,B正確;
C、越靠近線狀電離器B,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,所以收集器A和電離器B之間形成的不是勻強(qiáng)電場(chǎng),故C錯(cuò)誤;
D、帶負(fù)電的粉塵在電場(chǎng)力的作用下加速,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,機(jī)械能增加,所以應(yīng)該是靜電除塵過(guò)程是電勢(shì)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過(guò)程,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題涉及靜電除塵的原理,關(guān)鍵是要明確電場(chǎng)的分布情況,知道電子容易被吸附到灰塵上,故灰塵會(huì)吸附帶帶正電的A極上,根據(jù)功能關(guān)系分析能量的轉(zhuǎn)化。
11.(2020秋?貴陽(yáng)期末)下列現(xiàn)象中不屬于靜電現(xiàn)象的是( )
A.梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子能吸起輕紙屑
B.帶電小球移至不帶電金屬球附近,兩者相互吸引
C.冬季家里環(huán)境干燥,手碰到金屬門(mén)把手時(shí)有被電擊的感覺(jué)
D.放在通電直導(dǎo)線附近的小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
【分析】摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,并沒(méi)有創(chuàng)造電荷.感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分.分析各現(xiàn)象的形成原因,然后判斷各現(xiàn)象的成因是否與靜電現(xiàn)象有關(guān),然后答題.
【解答】解:A、梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子吸起紙屑是由于摩擦起電,與靜電現(xiàn)象有關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、帶電小球移至不帶電金屬球附近,兩者相互吸引,是由于發(fā)生感應(yīng)起電,與靜電現(xiàn)象有關(guān),故B錯(cuò)誤;
C、手碰到金屬把手時(shí)有被電擊的感覺(jué),是由于人體因摩擦帶電,與靜電現(xiàn)象有關(guān),故C錯(cuò)誤;
D、當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí),磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),是由于電流產(chǎn)生磁場(chǎng)引起的,與靜電現(xiàn)象無(wú)關(guān),故D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)都電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移,只是感應(yīng)起電是電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分.摩擦起電是電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體.
12.(2020秋?長(zhǎng)沙期末)如圖所示,一個(gè)原來(lái)不帶電的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,空心金屬球的球心為O,a、b兩點(diǎn)為空心金屬球內(nèi)部的兩點(diǎn),a、b、O與點(diǎn)電荷Q位于一條直線上。下列說(shuō)法正確的是( )
A.O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,a、b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零
B.a(chǎn)、b、O三點(diǎn)的電勢(shì)相等
C.空心金屬球上的感應(yīng)電荷在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相反
D.空心金屬球上的感應(yīng)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)比在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大
【分析】金屬球在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體.在金屬球內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),正好與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,只有疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí),電荷才不會(huì)移動(dòng).根據(jù)靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)分析.
【解答】解:A、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,故A錯(cuò)誤;
B、靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,故B正確;
CD、金屬球處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為0,感應(yīng)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反,故空心金屬球上的感應(yīng)電荷在a、b兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向相同,根據(jù)E=,得空心金屬球上的感應(yīng)電荷在a點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)比在b點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)小,故CD錯(cuò)誤;
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題時(shí)要掌握處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,要分清場(chǎng)強(qiáng)是指合場(chǎng)強(qiáng)還是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng).
13.(2020秋?石景山區(qū)期末)如圖所示,將帶正電荷Q的導(dǎo)體球C靠近不帶電的導(dǎo)體。若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量分別為QA、QB;若沿虛線2將導(dǎo)體分成兩部分,這兩部分所帶電荷量分別為QA′和QB′。對(duì)于上述實(shí)驗(yàn),下列判斷正確的是( )
A.QA<QB,QA為正電荷B.QA=QB,QA為負(fù)電荷
C.QA′<QB′,QA′為負(fù)電荷D.QA′=QB′,QA′為正電荷
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,在正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)作用下,導(dǎo)體AB自由電荷重新分布,不論沿著哪條虛線切開(kāi),都有A帶正電,B帶負(fù)電,且電量總是相等。
【解答】解:根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象可知,導(dǎo)體近端感應(yīng)負(fù)電荷,遠(yuǎn)端感應(yīng)正電荷,即QA和QA′帶正電,QB和QB′帶負(fù)電;導(dǎo)體原來(lái)不帶電,只是在C的電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng),使B部分多帶了電子而帶負(fù)電;A部分少了電子而帶正電。根據(jù)電荷守恒可知,A部分轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的,因此無(wú)論從哪一條虛線切開(kāi),兩部分的電荷量總是相等的,即QA=QB QA′=QB′,故ABC錯(cuò)誤,D正確;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】掌握電荷守恒定律的應(yīng)用,注意兩部分的電量總是相等是解題的突破口。
14.(2020秋?公主嶺市期末)下列說(shuō)法正確的是( )
A.電工穿金屬衣比穿絕緣衣安全
B.制作汽油桶的材料用塑料比用金屬好
C.印刷車間中要保持干燥
D.打雷時(shí),待在木屋里比待在汽車?yán)镆踩?br>【分析】穿金屬的衣服和呆在汽車?yán)飼r(shí),可以對(duì)里面的人體起到靜電屏蔽作用,從而可以保護(hù)人的安全,由于塑料和油摩擦容易起電,用塑料的話,產(chǎn)生的靜電荷不易泄漏,反而會(huì)早造成危險(xiǎn)。
【解答】解:A、電力工人高壓帶電作業(yè),全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋,可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用,使人安全作業(yè),故A正確;
B、因?yàn)樗芰虾陀湍Σ寥菀灼痣?,產(chǎn)生的靜電荷不易泄漏,形成靜電積累,造成爆炸和火災(zāi)事故,故B錯(cuò)誤;
C、印染車間中要盡量避免產(chǎn)生靜電荷,所以盡可能保持印染廠空氣濕潤(rùn),故C錯(cuò)誤;
D、一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”,一旦汽車被雷擊中,它的金屬構(gòu)架會(huì)起到靜電屏蔽的作用,所以打雷時(shí),呆在汽車?yán)锔踩?,故D錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生的記憶和理解能力,要求掌握住基本的知識(shí),對(duì)于生活中的一些現(xiàn)象要能夠用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解釋。
15.(2021春?寶山區(qū)期末)屬于靜電利用現(xiàn)象的是( )
A.油罐車上連接地線B.復(fù)印機(jī)復(fù)印文件資料
C.屋頂安裝避雷針D.印染廠車間保持濕度
【分析】了解靜電現(xiàn)象,理解其應(yīng)用與防止,會(huì)分析其原理,知道哪些現(xiàn)象為靜電的應(yīng)用,哪些現(xiàn)象為靜電的防止。
【解答】解:A、油罐車上連接地線,可以把運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)由于摩擦產(chǎn)生靜電荷導(dǎo)走,是為了防止靜電產(chǎn)生火災(zāi)。故A錯(cuò)誤。
B、復(fù)印機(jī)復(fù)印文件資料屬于靜電的應(yīng)用,故B正確;
C、屋頂安裝避雷針是將空中靜電中和,以避免產(chǎn)生雷擊,屬于靜電的防止,故C錯(cuò)誤
D、保持印染廠車間里的空氣濕度使將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地,屬于靜電的防止,故D錯(cuò)誤。
本題考查屬于靜電應(yīng)用的,
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電現(xiàn)象,關(guān)鍵理解其工作原理,會(huì)分析實(shí)際問(wèn)題。明確靜電現(xiàn)象的應(yīng)用和防止,并會(huì)解釋相關(guān)現(xiàn)象。
16.(2020秋?秦安縣校級(jí)期末)如圖所示,取一對(duì)用絕緣柱支撐的導(dǎo)體A 和B,使它們彼此接觸,起初它們不帶電,分別貼在導(dǎo)體A、B 下部的金屬箔都是閉合的.現(xiàn)將帶正電的物體C 移近A,下列描述正確的是( )
A.穩(wěn)定后只有A 下部的金屬箔張開(kāi)
B.穩(wěn)定后只有B 下部的金屬箔張開(kāi)
C.C移近A后,再把B與A分開(kāi),穩(wěn)定后A、B下部的金屬箔都張開(kāi)
D.C移近A后,再把B與A分開(kāi),穩(wěn)定后A、B下部的金屬箔都閉合
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)規(guī)律可明確AB兩端所帶電性,再根據(jù)電荷間的相互作用分析移走C后AB所帶電量.
【解答】解:AB、帶正電的物體C靠近A附近時(shí),由于靜電感應(yīng),A端帶上負(fù)電,B端帶上正電;所以金屬箔都張開(kāi)。故AB錯(cuò)誤;
CD、C移近A后,先把AB分開(kāi),則A仍然帶負(fù)電,B仍然帶正電,所以金屬箔都張開(kāi);故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查靜電現(xiàn)象,要注意理解感應(yīng)起電的性質(zhì),并明確正負(fù)電荷之間的相互作用所帶來(lái)的現(xiàn)象,能通過(guò)所學(xué)物理規(guī)律進(jìn)行分析解答.
17.(2020秋?朝陽(yáng)區(qū)期末)如圖所示,取一對(duì)用絕緣柱支持的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸.起初它們不帶電.把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,再把A和B分開(kāi),然后移去C.則( )
A.A帶正電,B帶負(fù)電B.A帶負(fù)電,B帶正電
C.A、B帶同種電荷D.A、B都不帶電
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)規(guī)律可明確AB兩端所帶電性,再根據(jù)電荷間的相互作用分析移走C后AB所帶電性.
【解答】解:帶正電的物體C靠近A附近時(shí),由于靜電感應(yīng),A端帶上負(fù)電,B端帶上正電;
先把AB分開(kāi),則A帶負(fù)電,B帶正電,移去C后,電荷不能再進(jìn)行中和,所以A端帶負(fù)電,B端帶正電;故B正確,ACD錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查靜電現(xiàn)象,要注意理解感應(yīng)起電的性質(zhì),并明確正負(fù)電荷之間的相互作用所帶來(lái)的現(xiàn)象,能通過(guò)所學(xué)物理規(guī)律進(jìn)行分析解答.
18.(2018秋?安順期末)如圖所示,把一個(gè)不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電的小球,由于靜電感應(yīng),在a、b端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷,則以下說(shuō)法正確的是( )
A.閉合開(kāi)關(guān)S1,有電子從枕形導(dǎo)體流向地
B.閉合開(kāi)關(guān)S2,有電子從枕形導(dǎo)體流向地
C.閉合開(kāi)關(guān)S1,有電子從地流向枕形導(dǎo)體
D.閉合開(kāi)關(guān)S2,沒(méi)有電子通過(guò)S2
【分析】(1)感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在帶電體上電荷的作用下,導(dǎo)體上的正負(fù)電荷發(fā)生了分離,使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分,既然是轉(zhuǎn)移,那么電荷必然守恒。
(2)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
【解答】解:枕型導(dǎo)體在帶正電的金屬棒附近時(shí),枕型導(dǎo)體上的自由電子會(huì)向金屬棒的右邊運(yùn)動(dòng),金屬棒的右端因有了多余的電子而帶負(fù)電,左端因缺少電子而帶正電;而當(dāng)閉合任何開(kāi)關(guān)時(shí),導(dǎo)體就會(huì)與大地連接,會(huì)使大地的電子流入枕形導(dǎo)體,當(dāng)處于靜電平衡時(shí),枕形導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體;故C正確,ABD錯(cuò)誤;
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電荷的轉(zhuǎn)移,有一定的難度,關(guān)鍵知道由于異種電荷相互吸引,大地的負(fù)電荷(自由電子)會(huì)轉(zhuǎn)移到導(dǎo)體上。
19.(2020秋?張掖期末)如圖所示,原來(lái)不帶電的金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔,若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端,看到的現(xiàn)象是( )
A.只有M端驗(yàn)電箔張開(kāi),且M端帶正電
B.只有N端驗(yàn)電箔張開(kāi),且N端帶正電
C.兩端的驗(yàn)電箔都張開(kāi),且N端帶負(fù)電,M端帶正電
D.兩端的驗(yàn)電箔都不張開(kāi),且N端帶正電,M端帶負(fù)電
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)的電荷的情況,從而可以判斷導(dǎo)體帶電的情況.
【解答】解:金屬導(dǎo)體處在負(fù)電荷的電場(chǎng)中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,金屬導(dǎo)體的右端要感應(yīng)出正電荷,在導(dǎo)體的左端會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗(yàn)電箔都張開(kāi),且N端帶負(fù)電,M端帶正電,所以C正確。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查感應(yīng)帶電現(xiàn)象,這是使物體帶電的一種方法,根據(jù)異種電荷互相吸引的原理可知,靠近的一端會(huì)帶異種電荷.
20.(2020秋?布爾津縣期末)中央電視臺(tái)有這樣一個(gè)節(jié)目:讓父母手拉手站在絕緣臺(tái)上,父親手扶一裝置來(lái)回答問(wèn)題,當(dāng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)回答不完所給的問(wèn)題,工作人員經(jīng)過(guò)操作使回答問(wèn)題的父母“怒發(fā)沖冠”(頭發(fā)直立而散開(kāi)),從物理學(xué)原理分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是( )
A.空氣對(duì)頭發(fā)的作用結(jié)果
B.一種魔術(shù)現(xiàn)象
C.同種電荷相互排斥原理,使帶同種電荷的頭發(fā)相斥而散開(kāi)
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
【分析】導(dǎo)體善于導(dǎo)電,絕緣體不善于導(dǎo)電.塑料、絕緣柄屬于絕緣體;人體屬于導(dǎo)體.
同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引.
【解答】解:電荷通過(guò)人體傳向頭發(fā),使頭發(fā)帶同種電荷,根據(jù)同種電荷相互排斥,出現(xiàn)“怒發(fā)沖冠”現(xiàn)象。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】掌握摩擦起電的原因.分別導(dǎo)體和絕緣體.掌握電荷間的作用.
21.(2021春?荔灣區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,當(dāng)將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí),枕形金屬導(dǎo)體上電荷的移動(dòng)情況是( )
A.枕形金屬導(dǎo)體中的正電荷向B端移動(dòng),負(fù)電荷不移動(dòng)
B.枕形金屬導(dǎo)體中的負(fù)電荷向A端移動(dòng),正電荷不移動(dòng)
C.枕形金屬導(dǎo)體中負(fù)電荷同時(shí)分別向B端和A端移動(dòng)
D.枕形金屬導(dǎo)體中的正、負(fù)電荷同時(shí)分別向A端和B端移動(dòng)
【分析】帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí),發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是自由電子的移動(dòng),正電荷不移動(dòng);電荷間的相互作用,同號(hào)電荷相互排斥,異種電荷相互吸引.
【解答】解:A、當(dāng)將帶正電荷的球C移近不帶電的枕形金屬導(dǎo)體時(shí),發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,在外電場(chǎng)的作用下枕形金屬導(dǎo)體自由電子向A移動(dòng),故A錯(cuò)誤。
B、金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是自由電子的移動(dòng),即負(fù)電荷在外電場(chǎng)的作用下枕形金屬導(dǎo)體自由電子向A移動(dòng),正電荷不移動(dòng),故B正確
C、同上可知,C錯(cuò)誤
D、同理可知,D錯(cuò)誤
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】考查了靜電感應(yīng)時(shí),電荷的移動(dòng);金屬導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是自由電子的移動(dòng),正電荷不移動(dòng).
22.(2021?思明區(qū)校級(jí)模擬)超高壓帶電作業(yè)的電工穿戴的工作服是用包含銅絲的織物制成的,下列說(shuō)法正確的是( )
A.銅絲電阻小,能對(duì)人體起到保護(hù)作用
B.電工被銅絲紡織的衣服所包裹,使體內(nèi)電勢(shì)保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用
C.電工被銅絲紡織的衣服所包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為零,對(duì)人體起保護(hù)作用
D.銅絲必須達(dá)到一定的厚度,才能對(duì)人體起到保護(hù)作用
【分析】處在高壓電場(chǎng)中的人體,會(huì)有危險(xiǎn)電流流過(guò),危及人身安全,因而所有進(jìn)入高電場(chǎng)的工作人員,都應(yīng)穿全套屏蔽服. 帶電作業(yè)屏蔽服又叫等電位均壓服,是采用均勻的導(dǎo)體材料和纖維材料制成的服裝.其作用是在穿用后,使處于高壓電場(chǎng)中的人體外表面各部位形成一個(gè)等電位屏蔽面,從而防護(hù)人體免受高壓電場(chǎng)及電磁波的危害. 成套的屏蔽服裝應(yīng)包括上衣、褲子、帽子、襪子、手套、鞋及其相應(yīng)的連接線和連接頭.
【解答】解:屏蔽服作用是在穿用后,使處于高壓電場(chǎng)中的人體外表面各部位形成一個(gè)等電位屏蔽面,從而防護(hù)人體免受高壓電場(chǎng)及電磁波的危害。等電位說(shuō)明電勢(shì)相等而不是等于0,等電勢(shì)時(shí)電勢(shì)差為0,電場(chǎng)強(qiáng)度為0。
所以C正確,ABD錯(cuò)誤
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了屏蔽服的作用,要求同學(xué)們能用物理知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象,難度不大,屬于基礎(chǔ)題.
23.(2021?儀隴縣模擬)如圖所示,左邊是一個(gè)原先不帶電的導(dǎo)體,右邊C是后來(lái)靠近導(dǎo)體的帶正電金屬球,若用絕緣工具沿圖示某條虛線將導(dǎo)體切開(kāi),分導(dǎo)體為A、B兩部分,這兩部分所帶電荷量的數(shù)值分別為QA、QB,則下列結(jié)論正確的是( )
A.沿虛線d切開(kāi),A帶負(fù)電,B帶正電,且QB>QA
B.只有沿虛線b切開(kāi),才有A帶正電,B帶負(fù)電,并QB=QA
C.沿虛線a切開(kāi),A帶正電,B帶負(fù)電,且QB>QA
D.沿任意一條虛線切開(kāi),都有A帶正電,B帶負(fù)電,而QA、QB的值與所切的位置有關(guān)
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,在正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)作用下,導(dǎo)體AB自由電荷重新分布,不論沿著哪條虛線切開(kāi),都有A帶正電,B帶負(fù)電,且電量總是相等。
【解答】解:由題意可知,靜電感應(yīng)現(xiàn)象使得A帶正電,B帶負(fù)電。導(dǎo)體原來(lái)不帶電,只是在C的電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向B部分移動(dòng),使B部分多帶了電子而帶負(fù)電;A部分少了電子而帶正電。根據(jù)電荷守恒可知,A部分轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目和B部分多余的電子數(shù)目是相同的,但由于電荷之間的作用力與距離有關(guān),距離越小,作用力越大,因此更多的電子容易轉(zhuǎn)移到最接近C的位置,導(dǎo)致電子在導(dǎo)體上分布不均勻,從B端到A端,電子分布越來(lái)越稀疏,所以從不同位置切開(kāi)時(shí),QA、QB的值不同。故只有D正確,ABC錯(cuò)誤;
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】考查靜電感應(yīng)的原理,理解帶電本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,掌握電荷守恒定律的應(yīng)用,注意兩部分的電量總是相等是解題的突破口。
24.(2021?安徽模擬)如圖所示,A是帶正電的小球,B是不帶電的絕緣導(dǎo)體,設(shè)此時(shí)B的電勢(shì)為φ1;用手摸絕緣導(dǎo)體的左端,B的電勢(shì)變?yōu)棣?;放開(kāi)手后,再將A移走,B的電勢(shì)又變?yōu)棣?;則( )
A.φ1=φ2=φ3B.φ1>φ2=φ3C.φ1>φ2>φ3D.φ1<φ2<φ3
【分析】導(dǎo)體在電場(chǎng)中處于靜電平衡后,整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體.正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是發(fā)散的電場(chǎng),沿著電場(chǎng)線電勢(shì)要降低.
【解答】解:把一個(gè)在絕緣支架上不帶電的絕緣導(dǎo)體放在帶正電的導(dǎo)體A附近,達(dá)到靜電平衡后,絕緣導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體。
帶正電的導(dǎo)體產(chǎn)生的是發(fā)散的電場(chǎng),產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如右圖所示,由于沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低,以無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,那么電場(chǎng)中的所有電勢(shì)都是正值,即φ1>0;
用手摸絕緣導(dǎo)體的左端,手與大地相連,則B的電勢(shì)為零,即φ2=0,
當(dāng)放開(kāi)手后,再將A移走,B帶負(fù)電,則B的電勢(shì)小于零,即φ3<0;所以φ1>φ2>φ3,故ABD均錯(cuò)誤,C正確。
故選:C。
【點(diǎn)評(píng)】此題考查靜電平衡中的導(dǎo)體,電場(chǎng)中的處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體上電勢(shì)處處相同.同時(shí)要知道負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn),以及電勢(shì)分布的特點(diǎn).此題屬于中檔題.
25.(2020秋?隆德縣期末)如圖所示,用起電機(jī)使金屬球A帶上正電,靠近驗(yàn)電器B,則( )
A.驗(yàn)電器金箔不張開(kāi),因?yàn)榍駻沒(méi)有和B接觸
B.驗(yàn)電器金箔張開(kāi),因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了正電
C.驗(yàn)電器金箔張開(kāi),因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了負(fù)電
D.驗(yàn)電器金箔張開(kāi),因?yàn)轵?yàn)電器下部箔片都帶上了正電
【分析】(1)驗(yàn)電器是利用同種電荷相互排斥的原理制成的,金屬箔片張開(kāi),說(shuō)明驗(yàn)電器上帶了電荷;
(2)物體帶正電,靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí),金屬小球由于感應(yīng)會(huì)帶上負(fù)電荷和金屬箔由于感應(yīng)會(huì)帶上正電荷;
【解答】解:把一個(gè)帶正電的物體A,靠近一個(gè)原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器的金屬小球,驗(yàn)電器的金屬小球由于感應(yīng)會(huì)帶上負(fù)電荷和金屬箔由于感應(yīng)會(huì)帶上正電荷,而整個(gè)驗(yàn)電器不帶電。所以驗(yàn)電器金箔張開(kāi),因?yàn)轵?yàn)電器下部箔片都帶上了正電。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了感應(yīng)起電的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),要知道驗(yàn)電器是利用同種電荷相互排斥的原理制成的。
26.(2020秋?平頂山月考)如圖所示,將一個(gè)帶正電的小球用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上,將一個(gè)原來(lái)不帶電的枕形金屬殼靠近帶電小球。當(dāng)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時(shí),下列分析正確的是( )
A.M端帶正電
B.M端的電勢(shì)比N端的電勢(shì)低
C.帶電小球在N端產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為0
D.細(xì)線向左偏轉(zhuǎn)
【分析】由靜電感應(yīng)分析出M端所帶電性,再由靜電平衡狀態(tài)分析出場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的大小。
【解答】解:AD、枕形導(dǎo)體M端感應(yīng)出正電,N端感應(yīng)出負(fù)電,故小球帶正電,受到吸引力向右偏轉(zhuǎn),故A正確,D錯(cuò)誤;
B、靜電平衡時(shí),枕形導(dǎo)體為一個(gè)等勢(shì)體,故M端的電勢(shì)等于N端的電勢(shì),故B錯(cuò)誤;
C、平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,則帶點(diǎn)小球在N端產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與感應(yīng)電荷在N端產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向,故帶電小球在N端產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度不為0,故C錯(cuò)誤;
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了感應(yīng)起電和靜電平衡,解題關(guān)鍵在于感應(yīng)起電時(shí),導(dǎo)體遠(yuǎn)端帶同種電荷,近端帶異種電荷,靜電平衡時(shí),導(dǎo)體為等勢(shì)體。
27.(2020秋?墊江縣校級(jí)月考)如圖所示,在原來(lái)不帶電的金屬細(xì)桿ab附近P處放置一個(gè)正點(diǎn)電荷,d為bP連線上的一點(diǎn),達(dá)到靜電平衡后,下列說(shuō)法正確的是( )
A.b端感應(yīng)正電荷
B.b端的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)低
C.a(chǎn)端的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)高
D.桿內(nèi)c處場(chǎng)強(qiáng)的方向由a指向b
【分析】沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,而處于電場(chǎng)中的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),根據(jù)靜電平衡可知,同一個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體,導(dǎo)體上的電勢(shì)處處相等,再由固定電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)可以確定電勢(shì)的高低; 再根據(jù)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,利用疊加原理即可明確感應(yīng)電荷形成的場(chǎng)強(qiáng)方向.
【解答】解:A、金屬桿的b端距正電荷P較近,根據(jù)同性電荷相互排斥,異性電荷相互吸引可知,b端帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;
BC、達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢(shì)體,導(dǎo)體上的電勢(shì)處處相等,所以可以得到φa=φb=φc,由于正電荷在右邊,所以越往右電場(chǎng)的電勢(shì)越高,則有:φd>φb=φc=φa,故B正確,C錯(cuò)誤;
D、由于桿處于靜電平衡狀態(tài),所以內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零,正電荷和感應(yīng)電荷在內(nèi)部產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零;即c處合場(chǎng)強(qiáng)為零,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
【點(diǎn)評(píng)】導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢(shì)體,導(dǎo)體上的電勢(shì)處處相等,這是解決本題的關(guān)鍵的地方,對(duì)于靜電場(chǎng)的特點(diǎn)一定要熟悉,同時(shí)明確沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低.
28.(2020秋?瑤海區(qū)校級(jí)月考)圖中甲圖和乙圖分別為研究靜電平衡內(nèi)外部導(dǎo)體的電荷分布情況的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( )
A.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部導(dǎo)體部分沒(méi)有任何電荷,原子里面電荷帶電量都為零
B.處于靜電平衡的導(dǎo)體,凈電荷一定分布在其外表面,且外表面一定帶同種電荷
C.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)一定為零
D.處于靜電平衡的導(dǎo)體,其導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)一定為零
【分析】導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,因此在導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),該電場(chǎng)與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí),電荷才不會(huì)再移動(dòng),此時(shí)導(dǎo)體的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài),處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體。
【解答】解:A、處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部導(dǎo)體部分的凈電荷一定為零,原子里面正負(fù)電荷帶電量相等,總電量為零,故A錯(cuò)誤;
B、處于靜電平衡的導(dǎo)體,凈電荷一定分布在其外表面,外表面可能帶同種電荷也可能帶異種電荷,故B錯(cuò)誤;
CD、處于靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與原電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)一定為零,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是靜電平衡問(wèn)題,要明確處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,電荷全部分布在表面,且導(dǎo)體是等勢(shì)體,注意內(nèi)部的合電場(chǎng)強(qiáng)度是零。
29.(2020秋?蓬江區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,用起電機(jī)使金屬球A帶負(fù)電,靠近驗(yàn)電器B的金屬球,則( )
A.驗(yàn)電器的金屬箔片不張開(kāi),因?yàn)榍駻沒(méi)有和B接觸
B.驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi),因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了正電
C.驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi),因?yàn)檎麄€(gè)驗(yàn)電器都帶上了負(fù)電
D.驗(yàn)電器金屬箔片張開(kāi),因?yàn)轵?yàn)電器下部的兩金屬箔片都帶上了負(fù)電
【分析】驗(yàn)電器是利用同種電荷相互排斥的原理制成的,金屬箔片張開(kāi),說(shuō)明驗(yàn)電器上帶了電荷;A帶負(fù)電,靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí),由于靜電感應(yīng),金屬小球會(huì)帶上正電荷,金屬箔會(huì)帶上負(fù)電荷。由此分析。
【解答】解:把一個(gè)帶負(fù)電的物體A,靠近一個(gè)原來(lái)不帶電的驗(yàn)電器的金屬小球,驗(yàn)電器的金屬小球由于靜電感應(yīng),會(huì)帶上正電荷,金屬箔會(huì)帶上等量負(fù)電荷,所以驗(yàn)電器的金箔張開(kāi),而整個(gè)驗(yàn)電器不帶電,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了感應(yīng)起電的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),要知道驗(yàn)電器是利用同種電荷相互排斥的原理制成的。要理解靜電感應(yīng)的原理。
30.(2020?浦口區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)在地毯的編織線中加入少量的導(dǎo)電金屬絲,其主要目的是( )
A.減輕靜電影響B(tài).增強(qiáng)美觀效果
C.增加地毯彈性D.增加抗磨損能力
【分析】金屬絲是導(dǎo)體,可將人與地毯摩擦?xí)r產(chǎn)生的靜電及時(shí)導(dǎo)走,避免靜電放電引起火災(zāi).
【解答】解:人在地毯上走動(dòng)會(huì)產(chǎn)生靜電是不可避免的,加入少量金屬絲的目的是將人走動(dòng)產(chǎn)生的靜電及時(shí)導(dǎo)走,避免形成電荷的積累,故A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選:A。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查了靜電應(yīng)用與防止,對(duì)于這一類的題目,要求能靈活運(yùn)用知識(shí)解釋生活問(wèn)題.基礎(chǔ)題目.
二.多選題(共10小題)
31.(2020秋?文峰區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B.下列實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器金屬箔片張開(kāi)的是( )
A.用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸
B.用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸
C.用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連,再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸
D.使驗(yàn)電器A靠近B
【分析】在靜電平衡狀態(tài)下,不論是空心導(dǎo)體還是實(shí)心導(dǎo)體;不論導(dǎo)體本身帶電多少,或者導(dǎo)體是否處于外電場(chǎng)中,必定為等勢(shì)體,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,凈電荷只分布在外表面上,這是靜電屏蔽的理論基礎(chǔ).
【解答】解:A、手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球C,把C接觸B的內(nèi)壁,由于凈電荷只分布在外表面上,所以不能使小球C帶上電荷,所以,再移出C與A的金屬小球接觸,無(wú)論操作多少次,都不能使A帶電。故A錯(cuò)誤;
B、用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸,由于凈電荷只分布在外表面上,所以能使小球C帶上電荷,C與A接觸時(shí)A能帶電,使金屬箔張開(kāi)。故B正確;
C、用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連,再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸后三者組成新的等勢(shì)體,電荷將傳遞到A,使金屬箔張開(kāi)。故C正確;
D、使驗(yàn)電器A靠近B,A將由于靜電感應(yīng),金屬球處帶上負(fù)電荷,而金屬箔處帶上正電荷,使金屬箔張開(kāi),故D正確。
故選:BCD。
【點(diǎn)評(píng)】弄清靜電屏蔽的實(shí)質(zhì),并能正確理解和應(yīng)用,尤其注意靜電平衡狀態(tài)特點(diǎn),注意所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的靈活應(yīng)用.
32.(2020春?寶雞期末)如圖所示,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬箔片,C是帶正電的小球,下列說(shuō)法正確的是( )
A.把C移近導(dǎo)體A,A、B上的金屬箔片都張開(kāi)
B.把C移近導(dǎo)體A后,先把C移走,再把A、B分開(kāi),A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)
C.把C移近導(dǎo)體A后,先把A、B分開(kāi),再移走C,A、B上的金屬箔片仍張開(kāi)
D.把C移近導(dǎo)體A,A接地,A上的金屬箔片閉合,B上的金屬箔片張開(kāi)
【分析】當(dāng)導(dǎo)體A、B放在帶正電的附近時(shí),出現(xiàn)感應(yīng)起電現(xiàn)象.電荷周圍有電場(chǎng)存在,從而導(dǎo)體A、B處于電場(chǎng)中,在電場(chǎng)力的作用下,使導(dǎo)體中的自由電子重新分布.而處于靜電平衡的導(dǎo)體,電荷只分布在外表面,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零,且是等勢(shì)體.
【解答】解:A、感應(yīng)帶電,這是使物體帶電的一種方法,根據(jù)異種電荷互相吸引的原理可知,靠近的一端會(huì)帶異種電荷;把C移近導(dǎo)體A,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出正電荷,在導(dǎo)體A的左端會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗(yàn)電箔都張開(kāi),且左端帶負(fù)電,右端帶正電,故A正確;
B、先把C移走,A、B電荷恢復(fù)原狀,A、B兩端都不帶電,若再把A、B分開(kāi),A、B上的金屬箔片不會(huì)張開(kāi),故B錯(cuò)誤;
C、把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后,導(dǎo)體A的左端會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷,導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出正電荷,把A和B分開(kāi),A帶負(fù)電,B帶正電,金屬箔還是張開(kāi),故C正確;
D、把C移近導(dǎo)體A,A接地時(shí),A、B以及大地組成新的導(dǎo)體,新導(dǎo)體相對(duì)于C近端是A,遠(yuǎn)端為大地,所以A端帶負(fù)電,B端不帶電,則A上的金屬箔片張開(kāi),B上的金屬箔片閉合,故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查物體靜電感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì),及靜電平衡狀態(tài)時(shí),要注意A接地時(shí),A、B以及大地組成新的導(dǎo)體,新導(dǎo)體的A端帶負(fù)電,B端不帶電。
33.(2020秋?泰寧縣校級(jí)月考)如圖所示,小球A帶正電,若導(dǎo)體右端接地,下列說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)體左端帶負(fù)電荷,右端無(wú)凈電荷
B.導(dǎo)體左端帶負(fù)電荷,右端帶正電荷
C.導(dǎo)體內(nèi)部B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于C處場(chǎng)強(qiáng)
D.導(dǎo)體內(nèi)部B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于C處場(chǎng)強(qiáng)
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)的電荷的情況,從而可以判斷導(dǎo)體帶電的情況;處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,導(dǎo)體是等勢(shì)體。
【解答】解:AB、帶正電的小球A靠近導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體的右端接地,相對(duì)于導(dǎo)體與大地組成一個(gè)大的導(dǎo)體,所以該導(dǎo)體的左端感應(yīng)出負(fù)電荷,大地為新導(dǎo)體的無(wú)窮遠(yuǎn)端,帶正電,而該導(dǎo)體的右端無(wú)凈電荷,故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,所以導(dǎo)體內(nèi)部B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于C處場(chǎng)強(qiáng),故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:AD。
【點(diǎn)評(píng)】該題考查靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn),要記住處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,電荷全部分布在表面.且導(dǎo)體是等勢(shì)體.
34.(2020秋?福建期中)下列有關(guān)靜電現(xiàn)象的說(shuō)法,正確的是( )
A.摩擦起電創(chuàng)造了電荷
B.小汽車上有一根露在外面的小天線是用來(lái)避免雷擊的
C.避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施
D.超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服是用包含金屬絲的織物制成的
【分析】自然界的電荷是守恒的;
小汽車上有一根露在外面的小天線是無(wú)線廣播的接收天線;
雷電是云層與大地之間或云層之間的放電現(xiàn)象,在高大的建筑物上安裝避雷針,可使云層所帶電荷通過(guò)避雷針進(jìn)入大地,從而保護(hù)建筑物不受雷擊;
帶電作業(yè)屏蔽服又叫等電位均壓服,是采用均勻的導(dǎo)體材料和纖維材料制成的服裝.其作用是在穿用后,使處于高壓電場(chǎng)中的人體外表面各部位形成一個(gè)等電位屏蔽面,從而防護(hù)人體免受高壓電場(chǎng)及電磁波的危害.
【解答】解:A、摩擦起電的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,電荷的多少?zèng)]有變化,所以摩擦起電并沒(méi)有創(chuàng)造電荷,故A錯(cuò)誤;
B、小汽車上有一根露在外面的小天線是無(wú)線廣播的接收天線,故B錯(cuò)誤;
C、避雷針,又名防雷針,是用來(lái)保護(hù)建筑物物等避免雷擊的裝置。在高大建筑物頂端安裝一根金屬棒,用金屬線與埋在地下的一塊金屬板連接起來(lái),利用金屬棒的尖端放電,使云層所帶的電和地上的電中和,從而不會(huì)引發(fā)事故,故C正確;
D、超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服是用包含金屬絲的織物制成的,這種工作服叫屏蔽服,其作用是在穿用后,使處于高壓電場(chǎng)中的人體外表面各部位形成一個(gè)等電位屏蔽面,從而防護(hù)人體免受高壓電場(chǎng)及電磁波的危害,故D正確。
故選:CD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查有關(guān)靜電應(yīng)用和防止,要求同學(xué)們能用物理知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象,難度不大,屬于基礎(chǔ)題.
35.(2020秋?岷縣校級(jí)期中)如圖所示,一個(gè)枕形導(dǎo)體AB原來(lái)不帶電,將它放在一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中,點(diǎn)電荷的電荷量為Q,與AB中心O點(diǎn)的距離為R。由于靜電感應(yīng),在導(dǎo)體A、B兩端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷。當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),說(shuō)法正確的是( )
A.導(dǎo)體AB是一個(gè)等勢(shì)體
B.導(dǎo)體A端電勢(shì)低于B端電勢(shì)
C.導(dǎo)體中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0
D.枕形導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度E=,方向水平向左
【分析】當(dāng)放在電場(chǎng)中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí),導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,即各點(diǎn)的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與外界電場(chǎng)都是等大反向的關(guān)系。
【解答】解:AB、當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),導(dǎo)體是等勢(shì)體,故導(dǎo)體A端電勢(shì)等于B端電勢(shì),故A正確,B錯(cuò)誤;
C、當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)處處為零,故導(dǎo)體中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為0,故C正確;
D、導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,則導(dǎo)體中心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,故感應(yīng)電荷在O點(diǎn)的產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷﹣Q在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等大反向,大小為,方向向左,故D正確。
故選:ACD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體。達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢(shì)體,導(dǎo)體上的電勢(shì)處處相等,這是解決本題的關(guān)鍵的地方,對(duì)于靜電平衡的特點(diǎn)一定要熟悉。
36.(2020秋?浙江期中)下列關(guān)于生活中靜電現(xiàn)象的應(yīng)用說(shuō)法正確的是( )
A.超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服,要用包含金屬絲的織物制成,利用了靜電屏蔽的原理
B.靜電復(fù)印是利用了靜電吸引的原理
C.運(yùn)輸汽油的油罐車拖著一條鐵鏈,利用了尖端放電的原理
D.避雷針是利用了靜電平衡的原理
【分析】本題考查的是關(guān)于靜電的防止與應(yīng)用,從各種實(shí)例的原理出發(fā)就可以判斷出答案。
【解答】解:A、超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服是用包含金屬絲的織物制成的,利用的是靜電屏蔽的原理,故A正確。
B、靜電復(fù)印是利用了靜電吸引的原理,從而將字跡印到紙上,故B正確;
C、油罐車拖著一個(gè)鐵鏈網(wǎng),目的是將汽車與空氣摩擦產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地,不是尖端放電原理,故C錯(cuò)誤;
D、避雷針利用了尖端放電的原理,故D錯(cuò)誤。
故選:AB。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是關(guān)于靜電的防止與應(yīng)用,要求同學(xué)們理解并掌握靜電的防止與應(yīng)用中具體實(shí)例的原理。
37.(2020秋?贛州期中)如圖所示,A、B為兩個(gè)帶等量異種電荷的金屬球,將兩根不帶電的金屬棒C、D放在兩球之間,達(dá)到靜電平衡后,下列敘述正確的是( )
A.C棒左端電勢(shì)大于C棒右端電勢(shì)
B.C棒左端電勢(shì)等于C棒右端電勢(shì)
C.若用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接起來(lái)的瞬間,將有從y流向x的電流
D.若用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接起來(lái)的瞬間,將有從x流向y的電流
【分析】處于靜電平衡下的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,所以對(duì)C來(lái)說(shuō),各點(diǎn)的電勢(shì)都相等;金屬棒C的電勢(shì)高于金屬棒D的電勢(shì),在電場(chǎng)力作用下,正電荷從高電勢(shì)向低電勢(shì)移動(dòng)。
【解答】解:AB、金屬棒C、D處在靜電平衡狀態(tài),處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,所以C棒的左端和右端電勢(shì)相等,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD、C、D兩個(gè)金屬棒都是等勢(shì)體,但是因?yàn)镃金屬棒距離正電荷A較近,所以金屬棒C的電勢(shì)高于金屬棒D的電勢(shì),若用導(dǎo)線將C端的x端與D棒的y端連接起來(lái)的瞬間,有自由電子從電勢(shì)低的D棒上流到電勢(shì)較高的C棒,所以將有從x流向y的電流,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,表面是個(gè)等勢(shì)面,其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。
38.(2020秋?湖里區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,在真空中把絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球緩慢地靠近(不相碰),則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大
B.B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多
C.感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)小于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)
D.M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)大小φM、φN的關(guān)系φM=φN
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)的電荷的情況,從而可以判斷導(dǎo)體帶電的情況;
導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)和帶電小球的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向、共線。
【解答】解:A、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,故A錯(cuò)誤;
B、離的越近,導(dǎo)體上的電子與負(fù)電荷排斥力越大,越會(huì)向左排斥,故N端帶負(fù)電荷越多,M端帶的正電荷也越多,故B正確;
C、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,即感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)和帶電小球的場(chǎng)強(qiáng)等大、反向、共線,由于帶電小球在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大,故感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)也大,故C錯(cuò)誤;
D、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部各點(diǎn)的電勢(shì)是相等的,可知φM=φN,故D正確。
故選:BD。
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是:(1)明確靜電感應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)質(zhì);(2)明確處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零;(3)明確電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理。
39.(2020秋?秦州區(qū)校級(jí)月考)把帶電體上產(chǎn)生的靜電荷移走可以防止靜電荷積累而造成危害。下列措施中,采取上述方法的是( )
A.飛機(jī)上安裝接地電纜
B.電工鉗柄上套有絕緣膠套
C.印染車間里保持適當(dāng)?shù)臐穸?br>D.油灌車后面裝有一條拖地鐵鏈
【分析】飛機(jī)上安裝接地電纜、印染車間里保持適當(dāng)?shù)臐穸?、油灌車后面裝有一條拖地鐵鏈都是為了防止靜電荷積累而造成危害;電工鉗柄上套有絕緣膠套,是為了防止觸電。
【解答】解:A、飛機(jī)上安裝接地電纜,是為了防止靜電荷積累而造成危害,故A正確;
B、電工鉗柄上套有絕緣膠套,是為了防止觸電,而不是為了防止靜電,故B錯(cuò)誤;
C、印染車間里保持適當(dāng)?shù)臐穸?,是為了防止靜電荷積累而造成危害,故C正確;
D、油灌車后面裝有一條拖地鐵鏈,是為了防止靜電荷積累而造成危害,故D正確。
故選:ACD。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了靜電的利用和防止,要注意防止靜電和防止觸電的區(qū)別,防止靜電是要把帶電體上產(chǎn)生的靜電荷移走,而防止觸電是把電手用絕緣膠套隔開(kāi)。
40.(2020秋?寧縣校級(jí)期中)如圖所示,一個(gè)不帶電的導(dǎo)體P正在向帶正電的小球Q緩慢靠近,但不接觸,也沒(méi)有發(fā)生放電現(xiàn)象,C、B是導(dǎo)體P左、右兩端內(nèi)的點(diǎn),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.右端的感應(yīng)電荷為正電荷
B.導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大
C.感應(yīng)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)始終大于在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)
D.用手摸一下導(dǎo)體P的左端可使導(dǎo)體P帶正電
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)的電荷的情況,從而可以判斷導(dǎo)體帶電的情況;明確用手摸導(dǎo)體時(shí)相當(dāng)于將導(dǎo)體接入大地,根據(jù)電子的轉(zhuǎn)移明確導(dǎo)體最終的帶電性。
【解答】解:A、導(dǎo)體P處在正電荷的電場(chǎng)中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體的右端B要感應(yīng)出正電荷,在導(dǎo)體的左端C會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷,故A正確;
B、處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為0,故B錯(cuò)誤;
C、在C點(diǎn)和B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷和正電的小球Q共同疊加產(chǎn)生,并且為0,正電的小球Q在C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),所以導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)始終大于在B點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng),故C正確;
D、用手摸導(dǎo)體P的左端時(shí),相當(dāng)于用導(dǎo)線將導(dǎo)體P與大地相連,因靜電感應(yīng),電子流向?qū)wP,最終導(dǎo)體P帶負(fù)電,故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
【點(diǎn)評(píng)】感應(yīng)帶電,這是使物體帶電的一種方法,根據(jù)異種電荷互相吸引的原理可知,靠近的一端會(huì)帶異種電荷。
三.填空題(共10小題)
41.(2020秋?金臺(tái)區(qū)期中)電荷在導(dǎo)體表面的分布一般是 不均勻 (選填“均勻”或“不均勻”),越是尖凸的部分,電荷密度 越大 (選填“越大”、“越小”或“均勻”),也容易放電,這稱為尖端放電。
【分析】根據(jù)靜電平衡的導(dǎo)體特征及電荷之間的相互作用規(guī)律判斷即可。
【解答】解:
導(dǎo)體表面的電荷由于相互排除,一般分布是不均勻的,根據(jù)電荷間的相互作用規(guī)律可知,尖端部分排斥較弱,因此電荷密度越大。
故答案為:不均勻,越大
【點(diǎn)評(píng)】考察靜電平衡中的導(dǎo)體電荷分布規(guī)律,只需牢記靜電平衡導(dǎo)體基本結(jié)論,據(jù)此判斷即可。
42.(2020春?巴楚縣校級(jí)期末)靜電現(xiàn)象中,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)處處為零。 √ (判斷對(duì)錯(cuò))
【分析】金屬導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),正好與靜電場(chǎng)疊加,只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí),電荷才不會(huì)移動(dòng)。
【解答】解:金屬導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布;因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),正好與靜電場(chǎng)疊加,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,金屬導(dǎo)體上電荷分布在外表面上。
故答案為:√。
【點(diǎn)評(píng)】處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,電荷全部分布在表面,且導(dǎo)體是等勢(shì)體。
43.(2020秋?金臺(tái)區(qū)期中)如圖所示,兩個(gè)互相接觸的導(dǎo)體A和B不帶電,現(xiàn)將帶正電的導(dǎo)體C靠近A端放置,三者均有絕緣支架.若先將A、B分開(kāi)再移走C,則A帶 負(fù) 電,B帶 正 電.
【分析】將帶正電的導(dǎo)體球C靠近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體AB,靠感應(yīng)起電使物體帶電,帶電的實(shí)質(zhì)是電荷的移動(dòng),總電荷量保持不變.
【解答】解:將帶正電的導(dǎo)體球C靠近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體AB,靠感應(yīng)起電使物體帶電,先把導(dǎo)體A和B分開(kāi),再移走C,導(dǎo)體A和B由于感應(yīng)起電帶上異種電荷,所以此時(shí)離C比較近的A帶負(fù)電,B帶正電.
故答案為:負(fù);正;
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電的實(shí)質(zhì)都是電荷的移動(dòng),電荷的總量保持不變.
44.(2019秋?會(huì)寧縣校級(jí)期中)如圖所示為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電),現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小金屬球A放入腔中,當(dāng)靜電平衡時(shí),圖中a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)φ的大小關(guān)系分別是: Ea>Ec>Eb。 、 φa>φb>φc
【分析】將帶正電的小金屬球A放入空腔球形導(dǎo)體中,當(dāng)靜電平衡時(shí),空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷,外表面感應(yīng)出正電荷。整個(gè)空腔球形導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面。畫(huà)出電場(chǎng)線的分布,根據(jù)電場(chǎng)線越密,場(chǎng)強(qiáng)越大,順著電場(chǎng)線,電勢(shì)降低,判斷場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的大小。
【解答】解:當(dāng)靜電平衡時(shí),空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷,外表面感應(yīng)出正電荷,畫(huà)出電場(chǎng)線的分布如圖。
由于a處電場(chǎng)線較密,c處電場(chǎng)線較疏,b處場(chǎng)強(qiáng)為零,則Ea>Ec>Eb。
根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,整個(gè)空腔球形導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,表面是一個(gè)等勢(shì)面,分析可知電勢(shì)關(guān)系是φa>φb>φc。
故答案為:Ea>Ec>Eb;φa>φb>φc
【點(diǎn)評(píng)】本題抓住處于靜電平衡導(dǎo)體的特點(diǎn)是關(guān)鍵。比較場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)高低的方法常常是畫(huà)電場(chǎng)線,形象直觀地判斷。
45.(2019秋?萬(wàn)載縣校級(jí)月考)如圖所示,一個(gè)原來(lái)不帶電的半徑為r 的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放置一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離為2r,則:金屬球在靜電平衡后左側(cè)帶電性質(zhì)為 正 電.金屬球上的感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是 ,方向 沿兩球心連線向右 .
【分析】金屬球在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體.在金屬球內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),正好與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí),電荷才不會(huì)移動(dòng).當(dāng)點(diǎn)電荷移走后,電荷恢復(fù)原狀.
【解答】解:金屬球在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,金屬球上的電子受到吸引,所以金屬球在靜電平衡后左側(cè)帶電性質(zhì)為正電荷,右側(cè)為負(fù)電荷;
金屬球內(nèi)部合電場(chǎng)為零,電荷+Q與感應(yīng)電荷在金屬球內(nèi)任意位置激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)都是等大且反向,所以金屬球上感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為0.
感應(yīng)電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷在球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小,方向相反,即為=,方向兩球心連線向右.
故答案為:正; ;沿兩球心連線向右
【點(diǎn)評(píng)】處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,電荷全部分布在表面.且導(dǎo)體是等勢(shì)體.
46.(2018秋?宿州期末)下列有關(guān)生活中的靜電,哪些是利用靜電技術(shù)的 ①③⑤ ,哪些是為防止靜電危害而采取措施 ②④ .
①靜電除塵 ②飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成 ③靜電復(fù)印 ④雷雨天不能在高大樹(shù)木下避雨 ⑤靜電噴涂.
【分析】靜電對(duì)人類有利的方面要加以利用,對(duì)人類有危害的方面要避免和防止.油罐車拖一條鐵鏈、飛機(jī)機(jī)輪用導(dǎo)電橡膠制成、織地毯時(shí)夾一些不銹鋼絲都是為了防止靜電的危害.而靜電復(fù)印是利用靜電為人類服務(wù).
【解答】解:①利用靜電的性質(zhì),帶電的物體能吸附輕小物體的性質(zhì),除去煙氣中的粉塵,屬于靜電的應(yīng)用;
②飛機(jī)上的著地輪裝有搭地線或用導(dǎo)電橡膠做輪胎,是為了及時(shí)地把飛機(jī)在飛行過(guò)程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過(guò)導(dǎo)體而轉(zhuǎn)移給大地,保證飛機(jī)和乘客的安全.也是為了靜電的防止;
③復(fù)印機(jī)復(fù)印文件資料,就是利用靜電把墨粉成在鼓上.
④下雨天,云層帶有靜電,不能在高大樹(shù)木下避雨防止觸電是靜電的防止;
⑤利用靜電吸附,將涂料微粒均勻地噴涂在接地金屬物體上,屬于靜電的應(yīng)用;
利用靜電技術(shù)的為①③⑤;為防止靜電危害而采取措施的為:②④
故答案為:①③⑤,②④.
【點(diǎn)評(píng)】本題是常識(shí)性問(wèn)題,考查對(duì)靜電現(xiàn)象的了解程度,小高考的能力要求,比較簡(jiǎn)單.
47.(2018秋?長(zhǎng)沙縣校級(jí)月考)靜電平衡的特點(diǎn)是導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為 零 ;凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,分布情況與導(dǎo)體表面的曲率無(wú)關(guān);導(dǎo)體是 等勢(shì) 體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,在導(dǎo)體表面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功;
【分析】枕形導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布。因此在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng),該電場(chǎng)與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加,只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí),電荷才不會(huì)再移動(dòng)。此時(shí)導(dǎo)體的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0,這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體整個(gè)的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體。
【解答】解:靜電平衡的特點(diǎn)是導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零;凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,分布情況與導(dǎo)體表面的曲率無(wú)關(guān);導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面,在導(dǎo)體表面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功。
故答案為:零;等勢(shì)。
【點(diǎn)評(píng)】處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零,電荷全部分布在表面。且導(dǎo)體是等勢(shì)體。
48.(2018秋?霍邱縣校級(jí)期中)如圖所示,一個(gè)枕形導(dǎo)體位于帶正電小球的附近,A、B為導(dǎo)體的左、右端點(diǎn),C為導(dǎo)體內(nèi)的一點(diǎn)。則達(dá)到靜電平衡后,C點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為 0 ,A端電勢(shì) 等于 (填“高于”、“低于”或“等于”)B端電勢(shì)。若用手接觸一下枕形導(dǎo)體的中部再離開(kāi),導(dǎo)體將 帶負(fù)電 (填“不帶電”、“帶正電”或“帶負(fù)電”)。
【分析】感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在帶電體上電荷的作用下,導(dǎo)體上的正負(fù)電荷發(fā)生了分離,使電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分,既然是轉(zhuǎn)移,那么電荷必然守恒。
正電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)是發(fā)散的電場(chǎng),沿著電場(chǎng)線電勢(shì)要降低。
【解答】解:把一個(gè)在絕緣支架上不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶正電的導(dǎo)體A附近,達(dá)到靜電平衡后,枕形導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,各點(diǎn)的電勢(shì)相等。由于靜電感應(yīng),A端帶負(fù)電,B端帶正電。
帶正電的導(dǎo)體產(chǎn)生的是發(fā)散的電場(chǎng),產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線由A到B,而感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)與正電荷電場(chǎng)疊加,導(dǎo)致合電場(chǎng)強(qiáng)度為零,即C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零。
若用手接觸一下枕形導(dǎo)體的中部,大地中電子跑到導(dǎo)體上,將正電荷中和,所以導(dǎo)體將負(fù)電。
故答案為:0、等于、帶負(fù)電
【點(diǎn)評(píng)】此題考查靜電平衡中的導(dǎo)體,電場(chǎng)中的處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢(shì)體,導(dǎo)體上電勢(shì)處處相同。同時(shí)要知道負(fù)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)特點(diǎn),以及電勢(shì)分布的特點(diǎn)。此題屬于中檔題。
49.(2018秋?三元區(qū)校級(jí)月考)當(dāng)把用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒去靠近驗(yàn)電器的金屬球后,金屬箔片張開(kāi),說(shuō)明驗(yàn)電器帶電,這種起電方式稱為 感應(yīng)起電 ;此時(shí),B球所帶的電荷是 負(fù)電荷 。(正電荷r負(fù)電荷)
【分析】帶電體靠近不帶電的導(dǎo)體會(huì)發(fā)生靜電感應(yīng),當(dāng)接觸不帶電的導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移。
一個(gè)帶電的物體與不帶電的導(dǎo)體相互靠近時(shí),由于電荷間的相互作用,會(huì)使導(dǎo)體內(nèi)部的電荷重新分布,異種電荷被吸引到帶電體附近,而同種電荷被排斥到遠(yuǎn)離帶電體的導(dǎo)體另一端。這種現(xiàn)象叫靜電感應(yīng)。
一個(gè)帶電的物體與不帶電的導(dǎo)體相互接觸時(shí),帶電體上的電荷會(huì)傳到不帶電的導(dǎo)體上,會(huì)使不帶電的導(dǎo)體帶上相同的電荷。
【解答】解:絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電,靠近不帶電的驗(yàn)電器金屬球時(shí),發(fā)生靜電感應(yīng),金屬箔片會(huì)張開(kāi),負(fù)電荷會(huì)被吸引到帶電體附近的金屬球上,正電荷會(huì)被排斥到遠(yuǎn)端的金屬箔上,此時(shí)金屬球上帶的是負(fù)電,金屬箔片上帶的是正電。即金屬箔片所帶的電荷的帶電性質(zhì)是正電荷,起電方式感應(yīng)起電。
故答案為:感應(yīng)起電; 負(fù)電荷
【點(diǎn)評(píng)】帶電體靠近導(dǎo)體和接觸導(dǎo)體,是不同的兩個(gè)意義,靠近屬于靜電感應(yīng),接觸屬于電荷轉(zhuǎn)移。容易混淆,注意區(qū)分。
50.(2018秋?三元區(qū)校級(jí)月考)長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為q的點(diǎn)電荷放在棒的左端,距棒為R,如圖所示。當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后,棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng) 方向 水平向左 。
【分析】當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后,棒內(nèi)各點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,即感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與+q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反,根據(jù)靜電平衡的特點(diǎn)和點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式E=k結(jié)合求解。
【解答】解:水平導(dǎo)體棒當(dāng)達(dá)到靜電平衡后,棒上感應(yīng)電荷中點(diǎn)P處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小與點(diǎn)電荷+q在該處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,方向相反。
則棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為:E=,
由于P處的合場(chǎng)強(qiáng)為零,所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向與點(diǎn)電荷+q在該處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反,即沿pq連線且指向+q。
故答案為:; 水平向左
【點(diǎn)評(píng)】感應(yīng)帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移,當(dāng)金屬導(dǎo)體處于電場(chǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜電平衡現(xiàn)象,關(guān)鍵要理解并掌握靜電平衡的特點(diǎn)。
導(dǎo)體外部電場(chǎng)不影響導(dǎo)體內(nèi)部
接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)不影響導(dǎo)體外部
圖示
實(shí)現(xiàn)過(guò)程
因場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)為零,達(dá)到靜電平衡狀態(tài),起到屏蔽外電場(chǎng)的作用
當(dāng)空腔外部接地時(shí),外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球,外部電場(chǎng)消失,起到屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用
最終結(jié)論
導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電荷影響
接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響
本質(zhì)
靜電感應(yīng)與靜電平衡,所以做靜電屏蔽的材料只能是導(dǎo)體,不能是絕緣體

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高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)電子課本

4 靜電的防止與利用

版本: 人教版 (2019)

年級(jí): 必修 第三冊(cè)

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