7静电现象的应用
课时过关·能力提升
基础巩固
1(多选)导体处于静电平衡时,下列说法正确的是()
A.导体内部没有电场
B.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的外表面
C.导体内部电场强度为零
D.导体表面上的电场强度不一定处处为零
,导体内部有电场,分别是场源电荷产生的电场和感应电荷产生的电场,但两个电场强度的矢量和为零,A错,C对;导体处于静电平衡时,导体内部有自由电荷,但没有净电荷,B 错;导体处于静电平衡时,导体表面电场强度可以不为零,D对。

2右图中接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为Q,到球心的距离为r。

该点电荷的电场在球心的电场强度等于()
A.k Q
r2−k Q
R2
B.k Q
2
+k
Q
2
C.0
D.k Q
Q在球心处的电场强度,不是电场强度的矢量和。

3一金属球,原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上A、B、C三点的电场强度大小分别为E A、E B、E C,三者相比()
A.E A最大
B.E B最大
C.E C最大
D.E A=E B=E C
场源电荷越近的点电场强度越大,所以感应电荷在该点的电场强度也越大,选项C正确。

4(多选) 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.导体腔内任意点的电场强度
B.导体腔内任意点的电势
C.导体外表面的电荷量
D.导体空腔内表面的电荷量
,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。

5一不带电的空腔球形导体如图所示,现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中,当静电平衡时,图中a、b、c三点的电场强度E和电势φ的关系是()
A.E a>E b>E c,φa>φb>φc
B.E a=E b>E c,φa=φb>φc
C.E a=E b=E c,φa=φb>φc
D.E a>E c>E b,φa>φb>φc
解析:空腔导体内、外的电场线分布如图所示,可以看出E b=0,但φb>0,由内向外电势依次降
低,φa>φb>φc;由电场线疏密可看出E a>E c>E b。

处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,导体是一个等势体,但其电势并不一定为零,故选D。

6(多选)右图为静电除尘器除尘机理的示意图。

尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。

下列表述正确的是()
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D.同一位置所带电荷越多的尘埃受静电力越大
,集尘极连电源正极,电势高,所以电场方向由集尘极指向放电极,选项B正确。

带电尘埃向集尘极迁移,带电尘埃所受静电力方向与电场方向相反,带负电,选项A、C错误。

由F=qE知,同一位置所带电荷越多的尘埃受静电力越大,选项D正确。

7有一绝缘空心金属球A,带有4×10-6 C 的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B,带有2×10-6 C的负电荷。

若把B球跟A球的内壁相接触,如图所示,则B球上电荷量为C,A球上电荷量为
C,电荷分布在。

接触A时,A与B相当于一个导体,首先电荷要中和一部分,剩下的电荷会由于静电平衡全部分布到导体外表面。

2×10-6A的外表面
能力提升
1一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是下图中的()
,球壳由于静电感应带电,内表面带负电,外表面带正电,因为电场线从正电荷出发,到无穷远或负电荷终止,球壳金属内部电场强度的矢量和处处为零,所以B正确。

2某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究,发现高压作业服是用棉线与铜丝编织的,下列几位同学的理解正确的是()
A.甲认为铜丝编织的衣服不易被拉破,所以用铜丝编织
B.乙认为铜丝编织的衣服只有达到密不透风的情况才能对人体起保护作用
C.丙认为电工被铜丝编织的衣服包裹,使内部的电场强度为零,对人体起保护作用
D.丁认为铜丝编织的高压作业服必须达到一定的厚度,才能对人体起到保护作用
,起到保护电工人身安全的作用。

3如图所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体。

当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做()
A.向上偏转的类平抛运动
B.向下偏转的类平抛运动
C.匀速直线运动
D.变速直线运动
,内部电场强度为零,故正电荷将做匀速直线运动,C正确。

4在绝缘板上放有一个不带电的金属箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B,下列实验方法中不能使验电器箔片张开的是()
A.用取电棒(带绝缘柄的导体)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B.用取电棒先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触
C.用导线把验电器与取电棒的导体部分相连,再将取电棒与B 的内壁接触
D.使验电器A 靠近B
,导体上的电荷都分布在外表面上,所以用取电棒接触B 的外壁可以使A 带电,但接触内壁不能使A 带电,所以A 错,B 对;用绝缘导线把验电器与取电棒的导体部分相连,再把取电棒与B 的内壁接触,验电器、取电棒和导体就相当于一个导体,这时验电器在外部,所以会带电,C 对;验电器靠近B ,由于静电感应,验电器也会带电,所以D 对。

5★如图所示,把一个不带电的枕形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,以下说法正确的是( )
A.闭合开关S 1,有电子从枕形导体流向大地
B.闭合开关S 2,有电子从枕形导体流向大地
C.闭合开关S 1,有电子从大地流向枕形导体
D.闭合开关S 2,没有电子通过开关S 2
S 1、S 2都闭合前,对于枕形导体,它的电荷是守恒的,a 、b 两端出现等量负、正电荷。

当闭合开关S 1、S 2中的任何一个以后,便把枕形导体与大地连通,使大地也参与了电荷转移。

因此,枕形导体本身的电荷不再守恒,而是枕形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,因此无论闭合开关S 1还是开关S 2,都会有电子从大地流向枕形导体,故选项C 正确。

6如图所示,在真空中有两个点电荷A 和B ,电荷量分别为 -Q 和+2Q ,它们相距l 。

如果在两点电荷连线的中点O 有一个半径为r (2r<l )的空心金属球,且球心位于O 点,则球壳上的感应电荷在O 点处的电场强度大小为 ,方向 。

,故O 点电场强度为零,所以E 感-E=0。

球壳上的感应电荷在O 点处的电场强度大小等于A 、B 在O 点产生的电场强度的矢量和E 感=E A +E B =k
Q
(l 2
)2+k
2Q
(l 2
)2=
12kQ l 2
方向沿AB 指向B 。

沿AB 指向B。