2020屆高考物理第一輪復習 知識點 靜電平衡中感應電場場強

2020屆高考物理第一輪復習知識點一　靜電平衡中感應電場場強 (時間：60分鐘) 知識點一　靜電平衡中感應電場場強 圖1－7－12 1．一金屬球，原來不帶電．現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN，如圖1－7－12所示．金屬球上感應電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點的場強大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比 (　　)． A．Ea最大 B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec 解析　處于靜電平衡的導體內(nèi)部場強處處為零，故a、b、c三點的場強都為零．靜電平衡的導體內(nèi)部場強為零是感應電荷產(chǎn)生的電場與外電場疊加的結果，所以感應電荷在球內(nèi)某點產(chǎn)生的電場的場強與MN在這一點形成的電場的場強等大反向，比較a、b、c三點感應電場的場強，實質上是比較帶電體MN在這三點的場強，由于c點離MN最近，故MN在c點的場強最大，感應電荷在c點的場強也最大，故C選項正確． 答案　C 2. 圖1－7－13 如圖1－7－13所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導體，空腔里面無電荷．在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是 (　　)． A．導體空腔內(nèi)任意點的場強 B．導體空腔內(nèi)任意點的電勢 C．導體外表面的電荷量 D．導體空腔內(nèi)表面的電荷量 解析　靜電平衡狀態(tài)下的導體內(nèi)部場強處處為零，且內(nèi)表面不帶電，故選項A、D正確．由于導體接地，故整個導體的電勢為零，選項B正確．導體外表面受帶電體Q的影響，所帶電荷量不為零，故選項C不正確． 答案　ABD 知識點二　靜電平衡中電場線及電荷分布 3．在點電荷－Q的電場中，一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)，若圓平面與點電荷在同一平面內(nèi)，則盤上感應電荷在盤中A點所激發(fā)的附加場強E′的方向在下圖中正確的是(　　)． 解析　感應電荷在盤中A點激發(fā)的附加場強E′應與－Q在A點產(chǎn)生的場強等大反向，故A正確． 答案　A 圖1－7－14 4．如圖1－7－14所示為一空腔球形導體(不帶電)，現(xiàn)將一個帶正電荷的小金屬球A放入空腔中，當靜電平衡時，圖中a、b、c三點的場強E和電勢φ的關系是 (　　)． A．Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φc B．Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φc C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb＝φc D．Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc 解析　空腔球形導體在正電荷A的電場中感應的結果如右圖所示，從電場線的疏密可確定a點場強大于c點場強，而b點場強為零，故Ea＞Ec＞Eb，而沿著電場線電勢降低，故φa＞φb＞φc，D選項正確． 答案　D 知識點三　靜電的防止與應用 5．下列措施中，屬于防止靜電危害的是 (　　)． A．油罐車后有一條拖在地上的鐵鏈條 B．小汽車上有一根露在車面上的小天線 C．在印染廠中保持適當?shù)臐穸? D．在地毯上夾雜0.05～0.07 mm的不銹鋼絲導電纖維 解析　B選項屬于防止靜電屏蔽． 答案　ACD 6．某農(nóng)村小塑料加工廠的高頻熱合機(焊縫用)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號頻率接近，由于該村尚未通有線電視信號，空中的信號常常受到干擾，在電視熒屏上出現(xiàn)網(wǎng)狀條紋，影響正常收看．為了使電視機不受干擾，可采取的辦法是 (　　)． A．將電視機用一金屬籠子罩起來 B．將電視機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠接地 C．將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來 D．將高頻熱合機用一金屬籠子罩起來，并將金屬籠接地 解析　為了使電視機能接收電磁波信號，但又不接收高頻熱合機產(chǎn)生的電磁波，應將高頻熱合機產(chǎn)生的電磁波信號屏蔽，而接地金屬籠子具有屏蔽內(nèi)電場的作用，故選項D正確． 答案　D 7．(2020·臺州高二檢測)下列與靜電屏蔽無關的是 (　　)． A．避雷針的頂端做的很尖細 B．用幾萬伏的高壓電電擊關在金屬籠里的鳥，而鳥安然無恙 C．超高壓帶電作業(yè)的工作人員穿戴的工作服用包含金屬絲的織物制成 D．電視閉路線芯外常包有一層金屬網(wǎng) 解析　避雷針是應用尖端放電的原理，其余三項均是利用了金屬對內(nèi)部的靜電屏蔽作用． 答案　A 8．如圖所示，P是一個帶電體，N是一個不帶電的金屬空腔，在下列情況中，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引的是(　　)． 解析　小紙屑是絕緣體，當處于電場中時，雖不會像導體一樣出現(xiàn)電荷的定向移動，但內(nèi)部的極性分子也會在電場力的作用下轉動，使異種電荷一端更靠近施感電荷，因而也會受到施感電荷的吸引力．A中由于靜電屏蔽，P的電場影響不到導體N的內(nèi)部，即N內(nèi)部無電場，所以S不會被吸引，A正確．B中N沒有接地，P的電場會影響到N外部，即S處有電場，S會被吸引．C中P和S都處于導體N的外部，S處有電場，會被吸引．D中N被接地，內(nèi)部電場不影響導體外部，即S處無電場，不會被吸引，D正確． 答案　AD 圖1－7－15 9．在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，相距為2l，如果在兩個點電荷連線的中點O有一個半徑為r(r?l)的空心金屬球，且 球心位于O點，如圖1－7－15所示，則球殼上的感應電荷在O處的場強的大小為多少？方向如何？ 解析　根據(jù)電場的疊加和靜電平衡，球心O處的合場強為0，即感應電荷的電場強度與A、B兩電荷在O處所產(chǎn)生的合場強等大、反向，即E感＝EA＋EB＝＋＝，A、B在O處產(chǎn)生的場強方向向左，所以E感向右． 答案　　向右 10．我國電業(yè)工人創(chuàng)造了具有世界先進水平的超高壓帶電作業(yè)法．利用“絕緣梯”使人體對輸電線間的電勢差逐漸變小，直到使人體的電勢與輸電線電勢相等． (1)人與輸電線電勢相等時，為什么沒有危險？ (2)超高壓輸電線周圍存在強電場，人靠近輸電線時，人體會有什么現(xiàn)象發(fā)生？ (3)工人帶電作業(yè)時穿著由金屬絲和棉紗制成的均壓服，有什么作用？ 解析　(1)人與輸電線電勢相等時，即任意兩點間的電勢差為零，電荷不會發(fā)生定向移動，不會產(chǎn)生電流，因此無危險． (2)人體靠近超高壓輸電線周圍的強電場時，由于靜電感應，人體中電荷重新分布，形成瞬間電流．此時人是非常危險的． (3)人體穿上帶金屬網(wǎng)的均壓服時，均壓服形成一個靜電屏蔽，均壓服內(nèi)電場處處為零，起到了保護人體的作用． 答案　見解析