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生的電場在球內直徑上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．靜電平衡的導體內部場強為零是感應電荷產生的電場與外電場疊加的結果，所以感應電荷在球內某點產生的電場的場強與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．導體空腔內任意點的場強 B．導體空腔內任意點的電勢 C．導體外表面的電荷量 D．導體空腔內表面的電荷量 解析　靜電平衡狀態(tài)下的導體內部場強處處為零，且內表面不帶電，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，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．某農村小塑料加工廠的高頻熱合機(焊縫用)產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生的電磁波，應將高頻熱合機產生的電磁波信號屏蔽，而接地金屬籠子具有屏蔽內電場的作用，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的內部，即N內部無電場，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處所產生的合場強等大、反向，即E感＝EA＋EB＝＋＝，A、B在O處產生的場強方向向左，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，均壓服內電場處處為零，起到了保護人體的作用． 答案　見解析