第四讲电势差和电场强度静电感应现象.docx
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第四讲电势差和电场强度静电感应现象
电势差和电场强度的关系、静电感应现象
1.如图所示是法拉第圆筒实验装置的示意图,验电器A原来不带电,验电器B原来带有电荷;
金属小球E直接固定于绝缘手柄上;金属小球f用一较长的导体棒相连后固定于绝缘手柄上.
则下列操作中,能使验电器A带电的是
A.使E与B的圆筒外壁接触后再与A的圆筒内壁接触
B.使E与B的圆筒内壁接触后再与A的圆筒外壁接触
C.使f与B的圆筒外壁接触后再与A的圆筒内壁接触
D.使f与B的圆筒内壁接触后再与A的圆筒外壁接触
2.如图所示,有一金属箔验电器,起初金属箔闭合,当带正电的棒靠近验电器上部的金属板时,
金属箔张开.在这个状态下,用手指接触验电器的金属板,金
属箔闭合,问当手指从金属板上离开,然后使棒也远离验电
器,金属箔的状态如何变化?
从图3-1的①~④四个选项中
选取一个正确的答案
A.图①B.图②C.图③D.图④
3.金属球壳原来带有电荷,而验电器原来不带电,如图所示,现将金属球壳内表面与验电
器的金属小球相连,验电器的金属箔
A.不会张开B.一定会张开
C.先张开后闭合D.可能会张开
4.在一个导体球壳内放一个电量为+Q的点电荷,用Ep表示球壳外任一点的场强,则
A.当+Q在球壳中央时,Ep=0
B.不论+Q在球壳内何处,Ep一定为零
C.只有当+Q在球心且球壳接地时,Ep=0
D.只要球壳接地,不论+Q在球壳内何处,Ep一定为零
5.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,电荷只分布在导体外表面
C.导体内部没有电荷的运动
D.以上说法均不对
6.如图所示,金属壳放在光滑的绝缘水平垫上,能起到屏蔽外电场或内电场作用的是
7.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.导体腔内任意点的场强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
8.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,达到静电平衡后,则
A.B的空腔内电场强度为零B.B不带电
C.B的外表面带正电D.B的内表面带负电
9.如图所示,将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上,金属
球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离也为r。
由于静电感应在金属球上产生感应电荷。
设静电力常量为k。
则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况,以下说法中正确的是
A.电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的
B.感应电荷在金属球球心处激发的电场场强2
2rQk
E=',方向向右C.感应电荷全部分布在金属球的表面上
D.金属球右侧表面的电势高于左侧表面
10.如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线,A、B为电场线上
的两点,当电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中,动能增加,则可以判断
A.场强大小EA>EB
B.电势ϕA>ϕB
C.电场线方向由B指向A
D.若Q为负电荷,则Q在B点右侧
11.如图,直线上有o、a、b、c四点,ab间的距离与bc间的距离相等。
在o点处有固定点电荷。
已知b点电势高于c点电势。
若一带负电荷的粒子仅在电场力的作用下先从c点运动到b点,再从b点运动到a点,则
A.两过程中电场力做的功相等
B.前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功
C.前一过程中,粒子电势能不断减小
D.后一过程中,粒子动能不断减小
12.如图所示,在沿x轴正向的匀强电场E中,有一动点A以O为圆心,r为半径做逆时针转动,当OA与x轴正向成θ角时,O、A两点间的电势差为
A.UOA=E·rB.UOA=E·rsinθ
C.UOA=E·rcosθD.UOA=-Er·cosθ
13.下列说法哪些是正确的
A.电势处处相等且不为零的空间中各点场强必为零
B.电势降落速度最大的方向必为场强方向
C.电场中电势高的点场强较大
D.电场中场强相等的两点间电势差一定为零
14.如下图所示,匀强电场场强E=100V/m,A、B两点相距10cm,A、B连线与电
场线夹角为60°,则UBA之值为
A.-10VB.10VC.-5VD.-3V
15.三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于
小球的直径。
球1的带电量为q,球2的带电量为nq,球3不带电且离球1和
球2很远,此时球1、2之间作用力的大小为F。
现使球3先与球2接触,再与
球1接触,然后将球3移至远处,此时1、2之间作用力的大小仍为F,方向不变。
由此可知
A.n=3B.n=4C.n=5
D.n=6
16.M、N是一条电场线上的两点。
在M点由静止释放一个α粒子,粒子仅在电场力的作用,沿着电场线从M点运动到N点,粒子的速度随时间变化的规律如图所示。
以下判断正确的是A.该电场可能是匀强电场
B.M点的电势高于N点的电势
C.M点到N点,α粒子的电势能逐渐增大
D.α粒子在M点所受电场力大于在N点所受电场力17.如图所示,在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷+Q,在x轴上C点有点电荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判断正确的是A.O点电场强度为零B.O点电场强度为零
C.若将点电荷+q从O移向C,电势能增大D.若将点电荷-q从O移向C,电势能增大
18.如图3所示,平行直线AA/、BB/、CC/、DD/、EE/分别表示电势为
、4V的等势线,若AB=BC=CD=DE=2cm,且与直线MN成30º角,则A.该电场是匀强电场,场强方向垂直于AA/,且左斜下B.该电场是匀强电场,场强大小E=2V/m
C.该电场是匀强电场,距C点距离为2cm
的所有点中,
最高电势为4V
最低电势为-4V
D.该电场可能不是匀强电场,E=U/d不适用
19.如图所示,P、Q是两个电荷量相等的正、负点电荷,它们连线的中
点是O,A、B是中垂线上的两点,用EA、EB、ϕA、ϕB分别表示A、B两点的场强大小和电势,则A.EA一定大于EB,øA一定等于øB
B.EA不一定大于EB,øA一定高于øB
C.EA一定大于EB,øA一定低于øB
D.EA不一定大于EB,øA一定等于øB
20.某静电场沿x方向的电势分布如图所示,则
①在0—x1之间不存在沿x方向的电场。
②在0—x1之间存在着沿x方向的匀强电场。
③在x1—x2之间存在着沿x方向的匀强电场。
④在x1—x2之间存在着沿x方向的非匀强电场。
A.①②B.③④C.①③D.②④
21.如图所示,一导体AB放在一负电荷的电场中,导体AB与大地是绝缘的,当导体处于静电平衡时,
(1比较A端和B端电势的高低.
(2比较A点和B点场强大小.
(3比较A、B端外表面场强大小.
(4若A端接地,AB导体带什么电?
(5若把A端和B端用导线连接,A、B端电荷中和吗?
-4V–2V02V4VA
M/////图3
22.如图所示,在空气中放置两块金属板,板间距离d为5.0mm,电源电压U为150V,当S断开,金属板不带电时,极板中的油滴匀速下落,速度为v0;然后闭合S,则油滴匀速上升,其速度大小
也是v0,已测得油滴直径为1.10×10-6m,密度ρ为1.05×103kg/m3.已知空气阻力F阻和速度v0
成正比,即F阻=kv0,空气浮力不计..基元电荷e为1.6×10-19C,g取10m/s2,试求:
(1油滴所带的电荷量q是多少?
(2此油滴缺少或多余多少个电子?
1
234567891011121314151617181920
2012年高考模拟题参考答案(仅供参考
123456789101112131415ACDBBDDABDABD
DACCCCABCD
1617181920
BBDCAC
6.解析:
A图中,由于金属壳发生静电感应,内部场强为零,金属壳起到屏蔽外电场的作用,A对;B图中金属壳同大地连为一体,同A一样,外壳起到屏蔽外电场的作用;C中电荷会引起金属壳内外表面带电,外表面电荷会在壳外空间中产生电场,即金属壳不起屏蔽作用,C错;将金属壳接地后,外表面不带电,壳外不产生电场,金属壳起屏蔽内电场的作用,D对.
7.解析:
静电平衡状态下的导体内部场强处处为零,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,所带电荷不为零,故选项C不正确.
10.场强大小不能判断,A错;电子动能增加,电场力做正功,A点电势更低,B错C对;若Q为负电荷,则Q在A点左侧,D错。
11.解析:
根据题述,ab之间电场强度大于bc之间电场强度,前一过程中电场力做的功小于后一过程中电场力做的功,选项AB错误;前一过程中电场力做正功,粒子电势能不断减小,动能不断增大;后一过程中,电场力做正功,粒子动能不断增大,选项C正确,D错误。
12.解析:
由图可知OA沿场强方向的距离为:
d=OAcosθ=rcosθ,根据匀强电场中场强与电势差的关系:
UOA=E·d=Ercosθ,选C.
13.解析:
沿场强方向电势必然降低,在某空间中电势处处相等且不为零,则只有场强为零才可能,故A对,由电势差与场强的关系可知B对C错D错..
14.解析:
UBA=-Ed=-100×0.1×cos60°V=-5V.
15.设1、2距离为R,则:
22nqFR=,3与2接触后,它们带的电的电量均为:
2
nq,再3与1接触后,它们带的电的电量均为(24
nq+,最后22(28nnqFR+=有上两式得:
n=6三.实验题答案:
21.(1AB导体处于静电平衡状态,是等势体,φA=φB(2A点和B点场强均为零,EA=EB=0
(3利用电场线分布可知A端分布密,E′A>E′B(4AB导体处于负电荷的电场中,其电势低于大地的零电势,负电荷要从AB流向大地,则导体带正电,与A、B哪端接地无关[来源:
学。
科。
网]
(5A端和B端等势,电荷不沿导体移动,电荷不会中和
四.计算题答案:
22.解析:
油滴匀速下落时,仅受重力和阻力作用,且F阻=mg.当S闭合时,油滴匀速上升,阻力方向向下,它除了受重力和阻力作用外,还受到向上的电场力作用,由平衡条件可求油滴所带的电荷量q.
(1匀速下落时F阻=mg①
匀速上升时mg+F阻=Ud
②已知m=ρ·43
πR3③由①②③式联立可得q=2·ρ·433·g·dU
=2×1.05×103433.14×(0.55×10-63×10×5×10-3150
C=4.8×10-19C
(2nqe4.8×10-191.6×10-3(多余3个电子
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- 第四 电势差 电场 强度 静电感应 现象
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