2024高中物理刷題首秧第一章第5節(jié)電勢(shì)差對(duì)點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE1第5節(jié)電勢(shì)差1.電勢(shì)差：電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的eq\o(□,\s\up1(10))吸引到尖端，跟尖端上的電荷eq\o(□,\s\up1(11))中和，這相當(dāng)于尖端eq\o(□,\s\up1(12))失去電荷，這個(gè)現(xiàn)象叫尖端放電。5．靜電屏蔽把一個(gè)電學(xué)儀器放在封閉的金屬殼里，即使殼外有電場(chǎng)，由于殼內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度保持為eq\o(□,\s\up1(13))零，外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)的儀器不會(huì)產(chǎn)生影響。金屬殼的這種作用叫做靜電屏蔽。6．靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)是利用了eq\o(□,\s\up1(14))靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)eq\o(□,\s\up1(15))矢量和為零，似乎是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零?？键c(diǎn)一感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算1.如圖所示，長(zhǎng)為l的導(dǎo)體棒水平放置，原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷放在距離棒左端R處，當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒的中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等于多少？方向如何？答案eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(l,2)))2)方向水平向左解析導(dǎo)體棒在點(diǎn)電荷＋q的電場(chǎng)中發(fā)生靜電感應(yīng)，左端出現(xiàn)負(fù)電荷，右端出現(xiàn)正電荷，棒中任一點(diǎn)都有兩個(gè)電場(chǎng)，即外電場(chǎng)——＋q在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E，感應(yīng)電場(chǎng)——棒上感應(yīng)電荷在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E′，達(dá)到靜電平衡時(shí)E＝E′。題中所求的即為E′，于是我們轉(zhuǎn)化為求E。棒的中點(diǎn)距離＋q為r＝R＋eq\f(l,2)，于是E′＝E＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(l,2)))2)，E和E′方向相反，則E′方向水平向左?？键c(diǎn)二靜電平衡狀態(tài)電勢(shì)特點(diǎn)與電荷分布規(guī)律2.(多選)如圖所示，水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng))，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面對(duì)右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()A．小球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B．小球先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)C．小球的電勢(shì)能保持不變D．靜電力對(duì)小球所做的功為零答案ACD解析由于金屬板處于點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)中，達(dá)到靜電平衡后，金屬板的上表面是一個(gè)等勢(shì)面，表面上電場(chǎng)線(xiàn)是垂直向下的，所以小球受到重力、支持力、向下的電場(chǎng)力，合力為零，故小球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向垂直對(duì)小球不做功。A、C、D正確?？键c(diǎn)三靜電屏蔽3.下列試驗(yàn)中，驗(yàn)電器的金屬箔會(huì)張開(kāi)的圖是()答案B解析A中不會(huì)張開(kāi)，金屬網(wǎng)可以屏蔽外電場(chǎng)。B中會(huì)張開(kāi)，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)未接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體可以對(duì)外界產(chǎn)生影響。C中不會(huì)張開(kāi)，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)已接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體對(duì)網(wǎng)外無(wú)影響，網(wǎng)外的帶電體對(duì)網(wǎng)內(nèi)也無(wú)影響。對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P221．請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)學(xué)問(wèn)推斷下列說(shuō)法正確的是()A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣平安B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C．小鳥(niǎo)停在單根高壓輸電線(xiàn)上會(huì)被電死D．打雷時(shí)，呆在汽車(chē)?yán)锉却粼谀疚堇镆＜贝鸢窧解析電工穿金屬衣，可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用，使電工平安作業(yè)，A錯(cuò)誤；塑料和油摩擦簡(jiǎn)單起電，產(chǎn)生的靜電不易泄漏，形成靜電積累，造成爆炸和火災(zāi)事故，B正確；小鳥(niǎo)的兩只腳之間距離很小，因而電壓較小，小鳥(niǎo)不會(huì)被電死，C錯(cuò)誤；一輛金屬車(chē)身的汽車(chē)也是最好的“避雷所”，一旦汽車(chē)被雷擊中，它的金屬構(gòu)架會(huì)將閃電電流導(dǎo)入地下，D錯(cuò)誤。2．某農(nóng)村小塑料加工廠(chǎng)的高頻熱合機(jī)(焊縫用)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號(hào)頻率接近，由于該村尚未通有線(xiàn)電視信號(hào)，空中的信號(hào)經(jīng)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(jī)不受干擾，可實(shí)行的方法是()A．將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)B．將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)，并將金屬籠接地C．將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)D．將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)，并將金屬籠接地答案D解析為了使電視機(jī)能接收電磁波信號(hào)，但又不接收高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波，應(yīng)將高頻熱合機(jī)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)屏蔽，而接地金屬籠子具有屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用，D正確。3．下列與靜電屏蔽無(wú)關(guān)的是()A．避雷針的頂端做的很尖細(xì)B．用幾萬(wàn)伏的高壓電電擊關(guān)在金屬籠里的鳥(niǎo)，而鳥(niǎo)安穩(wěn)無(wú)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．電視閉路途芯外常包有一層金屬網(wǎng)答案A解析避雷針是應(yīng)用尖端放電的原理，其余三項(xiàng)均是利用了金屬對(duì)內(nèi)部的靜電屏蔽作用。4.一金屬球，原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線(xiàn)放置一勻稱(chēng)帶電的細(xì)桿MN，如圖所示。金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)分別為Ea、Eb、Ec，三者相比有()A．Ea最大B．Eb最大C．Ec最大D．Ea＝Eb＝Ec答案C解析處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)到處為零，故a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)都為零，靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加的結(jié)果，所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)與MN在這一點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)等大反向。比較a、b、c三點(diǎn)感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的電場(chǎng)。由于c點(diǎn)離MN最近，故MN在c點(diǎn)的電場(chǎng)最大，即感應(yīng)電荷在c點(diǎn)電場(chǎng)也最大。C正確。5.某一靜電試驗(yàn)裝置如圖所示，驗(yàn)電器A不帶電，驗(yàn)電器B的上面安裝一個(gè)幾乎封閉的金屬圓筒C，并且B內(nèi)的金屬箔片是張開(kāi)的，現(xiàn)手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球D，使D接觸C的內(nèi)壁，再移出與A的金屬小球接觸，無(wú)論操作多少次，都不能使A帶電，這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明白()A．C是不帶電的B．C的內(nèi)部是不帶電的C．C的外部是不帶電的D．C的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零答案B解析與金屬圓筒相連的驗(yàn)電器B的金屬箔片是張開(kāi)的，說(shuō)明C是帶電的，A錯(cuò)誤；手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球D，把D接觸C的內(nèi)壁，再移出與A的金屬小球接觸，無(wú)論操作多少次，都不能使A帶電，說(shuō)明白金屬圓筒C的內(nèi)部是不帶電的，電荷分布在外側(cè)，B正確，C錯(cuò)誤；內(nèi)部處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度到處為零，D錯(cuò)誤。6.(多選)如圖所示，在真空中，把一個(gè)導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢靠近(不接觸)，下列說(shuō)法中正確的是()A．B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B．導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大C．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)恒大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)D．感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相等答案AC解析絕緣導(dǎo)體AB緩慢靠近帶負(fù)電的小球P的過(guò)程中，導(dǎo)體AB始終處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)始終為零。由于外電場(chǎng)越來(lái)越強(qiáng)，導(dǎo)體B端的感應(yīng)電荷會(huì)越來(lái)越多，由于外電場(chǎng)在M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)恒大于N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，而導(dǎo)體內(nèi)某一處感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與外電場(chǎng)在此處的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，所以感應(yīng)電荷在M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)恒大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。7.(多選)如圖所示，在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B。下列試驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片張開(kāi)的是()A．用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導(dǎo)線(xiàn)把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗(yàn)電器A靠近B答案BCD解析在A項(xiàng)中先和B的內(nèi)壁接觸后，由于B的內(nèi)壁本身沒(méi)有電荷，所以再接觸A時(shí)驗(yàn)電器箔片不張開(kāi)；而B(niǎo)項(xiàng)中可以使C球帶電，從而使A球帶電；C項(xiàng)中用絕緣導(dǎo)線(xiàn)事實(shí)上將驗(yàn)電器和B連成了一個(gè)導(dǎo)體，A球因接觸而帶電；D項(xiàng)中是感應(yīng)起電。所以B、C、D三項(xiàng)正確。8.如圖所示，帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷與勻稱(chēng)帶電薄板相距為2d，點(diǎn)電荷到帶電薄板的垂線(xiàn)通過(guò)板的幾何中心。若圖中a點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，依據(jù)對(duì)稱(chēng)性，帶電薄板在圖中b點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為_(kāi)_____，方向______。(靜電力常量為k)答案keq\f(q,d2)向左解析a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)由兩部分組成，一是點(diǎn)電荷在a處的場(chǎng)強(qiáng)，大小為E＝keq\f(q,d2)，方向向左；二是帶電薄板在a處的場(chǎng)強(qiáng)，由題知，這兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以薄板在a處的場(chǎng)強(qiáng)大小為Ea＝keq\f(q,d2)，方向向右。依據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知，薄板在b處的場(chǎng)強(qiáng)為Eb＝keq\f(q,d2)，方向向左。9．如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，它們相距L，假如在兩點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r(2r＜L)的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)_______，方向________。答案keq\f(12Q,L2)向右解析兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)大小為E1＝keq\f(Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f