2020新教材高中物理第九章静电场及其应用4静电的防止与利用练习含解析新人教版必修第三册.doc

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静电的防止与利用
一　静电平衡的特点和应用
、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化时,感应电荷的分布会迅速变化,很快达到新的平衡。
,感应电荷产生的电场与外电场在导体内部的合场强为时,外表面的感应电荷因接地将传给地球,外部电场消失,起到屏蔽内电场的作用
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程
结
论
导体内空腔不受外界电荷影响
接地导体空腔外部不受内部电荷影响
本
质
静电感应与静电平衡
【思考·讨论】
某同学在学****了电学知识后对电工穿的高压作业服进行了研究,发现高压作业服是用铜丝编织的,你能告诉他其中的原理吗? (物理观念)
提示:电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零,对人体起保护作用。
【典例示范】
如图所示,把原来不带电的金属壳B的外表面接地,将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内,但不与B发生接触,达到静电平衡状态后,则
(　　)




【解析】选D。因为金属壳的外表面接地,所以外表面无感应电荷,只有内表面有感应电荷分布,且由于A带正电,则B的内表面带负电,D正确,B、C错误;B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场,由电场叠加可知,电场线的方向由A指向B,所以空腔内电场强度不为零,故A错误。
【易错提醒】
静电屏蔽问题的三点注意
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(1)空腔可以屏蔽外界电场,接地的空腔可以屏蔽内部的电场作用,其本质都是因为激发电场与感应电场叠加的结果,分析中应特别注意分清是哪一部分电场作用,还是合电场作用的结果。
(2)对静电感应,要掌握导体内部的自由电荷是如何移动的,是如何建立起附加电场的,何处会出现感应电荷。
(3)对静电平衡,要理解导体达到静电平衡时所具有的特点。
【素养训练】
“焦点访谈”节目曾报道,重庆市开县某小学的四十多名学生遭受雷击,造成重大伤亡事故。这一事件告诉我们,防雷十分重要。在野外遇到电闪雷鸣时,应当 (　　)




【解析】选B。野外遇到电闪雷鸣时,由于有很高的电压,容易使空气电离从而导电。所以越高越容易导电,则不能躲在大树下,也不能撑着钢柄雨伞或站在避雷针旁边。故选B。
,距球心O为l处(很远)有另一点电荷q,则Q对q的作用力大小为 (　　)
　　　　　　　　(l-R)2　　　　
【解析】选B。点电荷放在球心处,对球壳外部产生的电场强度等于点电荷产生的电场,即内部对外部有影响;根据库仑定律可得F=kQql2,故B正确、A、C、D错误。
【补偿训练】
1.(多选)一个不带电的空心金属球,在它的球内放一个正电荷如图所示,其电场分布正确的是 (　　)
【解析】选C、D。空心金属球内放一正电荷,由于静电感应使金属球外表面带正电,球壳上达到静电平衡,内部场强为零,当金属球外表面接地时,对内电场具有屏蔽作用,故选项C、D正确。
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2.(多选)如图所示,P是一个带电体,N是一个不带电的金属空腔,在下列情况中,放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的是 (　　)
【解析】选A、D。小纸屑是绝缘体,当处于电场中时,虽不会像导体一样出现电荷的定向移动,但内部的极性分子也会在电场力的作用下转动,使异种电荷一端更靠近施感电荷,因而也会受到施感电荷的吸引力。A中由于静电屏蔽,P的电场影响不到导体N的内部,即N内部无电场,所以S不会被吸引,A正确;B中N没有接地,P的电场会影响到N外部,即S处有电场,S会被吸引;C中P和S都处于导体N的外部,S处有电场,会被吸引;D中N被接地,内部电场不影响导体外部,即S处无电场,不会被吸引,D正确。
【拓展例题】考查内容:静电平衡的综合应用
【典例】(多选)如图所示,水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带电的小球(可视为质点且不影响Q的电场),从左端以初速度v0滑上金属板,沿光滑的上表面向右运动到右端,在该运动过程中 (　　)

,后做加速运动


【解析】选A、C、D。水平放置的金属板处于点电荷Q的电场中而达到静电平衡状态,是一个等势体,其表面处电场线处处与表面垂直,故带电小球(表面绝缘,电量不变)在金属板表面运动时,电场