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【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理鲁科版选修3-1学业分层测评:4 电场中的导体

资料类别: 物理/同步

所属版本: 鲁科版

所属地区: 全国

上传时间:2017/1/12

下载次数:105次

资料类型:

文档大小:165KB

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学业分层测评(四)
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(  )
A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D.打雷时,呆在汽车里比呆在木屋里要危险
【解析】 电工穿金属衣可以起到静电屏蔽的作用,选项A错误;制作汽油桶的材料用金属可使与空气摩擦产生的静电流入地下,减少静电积累,因此制作汽油桶的材料用金属比用塑料好,选项B正确;小鸟停在单根高压输电线上,两脚之间的电压几乎为零,没有电流从小鸟身上通过,所以小鸟不会被电死,选项C错误;现在的汽车一般都是金属物件,可以起到静电屏蔽的作用,使该汽车内部基本不受影响,所以呆在汽车里比呆在木屋里要安全,选项D错误.
【答案】 B
2.一个带电金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),其内部场强(  ) 
A.一定增强   	B.一定减弱
C.可能增强也可能减弱	D.不变
【解析】 当电荷增加时,带电金属球仍处于静电平衡状态,内部场强仍为零.
【答案】 D
3.(多选)关于静电平衡状态的导体,以下说法正确的是(  )
A.电荷只分布在导体的外表面上
B.导体内部场强为零,表面场强不为零
C.导体内部场强为零,表面场强也为零
D.导体内部的电场只是感应电荷产生的附加电场
【解析】 根据静电平衡状态的特点知A、B正确.
【答案】 AB
4.在具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷,图中的四个图画出了其空间电场的电场线情况,符合实际情况的是(  )

【解析】 正电荷放在空心金属球球心,球壳由于静电感应带电,内表面带负电,外表面带正电,因为电场线从正电荷出发,到无穷远或到负电荷终止,球壳金属壳壁之间合场强处处为零,所以D正确.
【答案】 D
5.如图1­4­9所示,一个绝缘圆环,当它的1/4均匀带电且电荷量为q时,圆心O处的电场强度大小为E.现使半圆ABC均匀带电2q;而另一半圆ADC均匀带电-2q,则圆心O处的场强的大小和方向为(  ) 

图1­4­9
A.2E,方向由O指向D
B.4E,方向由O指向D
C.2E,方向由O指向B
D.0
【解析】 由题意可知,若圆AB带电荷量为q,在圆心处场强为E,方向由O指向中点,若圆CD带电荷量为-q,在圆心处的场强也是E,且方向与圆AB在圆心处场强相同;同理,带电荷量分别为q、-q的圆BC、AD在圆心处的场强也是E,方向由O指向中点.合成各场强可得,圆心O处的场强大小为2E,方向由O指向D.因此A正确.
【答案】 A
6.(多选)如图1­4­10所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触,且未发生放电现象),下列说法中正确的是(  )
图1­4­10
A.B端的感应电荷越来越多
B.导体内部电场强度越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等
【解析】 由于导体AB缓慢移动,所以导体AB内部可以认为始终处于静电平衡状态,导体内部电场强度始终为零,选项B错误;由于AB距P越来越近,所以A、B两端积累的电荷会越来越多,选项A正确;M点距小球P的距离比N点要近,带负电的小球P在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度,而导体内部的合电场强度处处为零,那么导体上的感应电荷在M点产生的电场强度就大于在N点产生的电场强度,故选项C正确,选项D错误.
【答案】 AC
7.如图1­4­11所示,将悬挂在细线上的带正电荷的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与内壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B,向C球靠近,则(  )

图1­4­11
A.A向左偏离竖直方向,B向右偏离竖直方向
B.A的位置不变,B向右偏离竖直方向
C.A向左偏离竖直方向,B的位置不变
D.A、B的位置都不变
【解析】 金属球壳C能屏蔽外部的电场,因此小球A不会受到小球B的电场力的作用,不会发生偏转;金属球壳C处在电荷A的电场中,内壁是近端,感应异种电荷——负电,外壁是远端,感应同种电荷——正电,外壁的感应电荷在外部空间同样会激发电场,对小球B有吸引作用,B向右偏,选项B正确.
【答案】 B
8.有一水平向右的匀强电场,电场强度E=9.0×103 N/C,在竖直平面内半径为0.1 m的圆周上取图1­4­12所示最高点C,另在圆心O处放置电荷量为Q=10-8 C的带正电荷的点电荷,试求C处的电场强度.
图1­4­12
【解析】 点电荷在最高点产生的电场强度大小为E1=k,方向竖直向上.C处电场强度是水平向右的电场强度E和点电荷在C处产生的电场强度的合电场强度,根据矢量合成定则可得EC==9×103 N/C.
设该电场强度与水平方向之间的夹角为θ,则有
tan θ=1,θ=45°
即该电场强度方向与水平方向成45°角斜向上.
【答案】 9×103 N/C 方向与水平方向成45°角斜向上
[能力提升]
9.如图1­4­13所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体.当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做(  )

图1­4­13
A.向上偏转的类似平抛运动
B.向下偏转的类似平抛运动
C.匀速直线运动
D.变速直线运动
【解析】 空心导体处在带正电的带电体的附近,根据电场中导体的特点,空心导体起到了静电屏蔽的作用,使得内部场强为零,电荷不受电场力的作用,所以做匀速直线运动,C选项正确.
【答案】 C
10.如图1­4­14所示,有一带电荷量为+q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d,+q到带电薄板的垂线通过板的圆心.若图中a点处的电场强度为零,则图中b点处的电场强度大小是(  )

图1­4­14
A.k+k	B.k-k
C.0	D.k
【解析】 a点的场强为:Ea=Eqa-E板a=0,解得:E板a=Eqa=k,由对称性可知,带电薄板在b点产生的场强大小为:E板b=E板a=k,方向由薄板指向b点,点电荷q在b点产生的电场的场强为:Eqb=k,方向由点电荷指向b点,则b点的电场强度大小为:Eb=Eqb+E板b=k+k=k+k,B、C,D错误,A正确.
【答案】 A
11.如图1­4­15所示,在真空中有两个点电荷q1和q2,分别位于A和B点,A、B相距20 cm,q1为4×10-8 C,q2为-8×10-8 C.
图1­4­15
(1)在A、B连线上A的外侧离A 20 cm处的D点场强大小、方向如何?
(2)能否在D点处引入一个带负电的电荷-q,通过求出-q在D处受到的合电场力,然后根据E=求出D处的场强大小和方向?
【解析】 (1)q1在D点产生的场强
E1=k=9×109× N/C=9×103 N/C,方向向左
q2在D点产生的场强
E2=k=9×109× N/C=4.5×103 N/C,方向向右
D点的合场强E=E1-E2=4.5×103 N/C,方向向左.
(2)可以.因为电场中某点的场强由电场本身决定,与放入的电荷无关,不论放入电荷的电荷量是多少,也不论放入电荷的正、负,该点的场强大小、方向是确定的.
【答案】 (1)D点场强大小为4.5×103 N/C,方向向左 (2)可以
12.如图1­4­16所示,A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点,∠B=30°.现在A、B两点放置两个点电荷qA、qB,测得C点电场强度方向与AB平行,问:qA带什么电?qA与qB的比是多少?
图1­4­16
【解析】 虽然本题两个电荷的电性都未知,但合电场强度在C点的方向给出后,结合矢量运算法则可判断A、B所带电荷的电性.由A、B在C点产生的电场强度EC可作出矢量图(如图所示),可知A一定带负电,且EA∶EB=
又EA=k,EB=k
所以∶=
即qA∶qB=AC2∶(2BC2)=1∶8.
【答案】 负电 1∶8













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