( )
A.外电场不能进入导体内部
B.所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
C.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
D.以上解释都不正确
答案:C
2.如图1-7-11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
( )
图1-7-11
解析:选ABD.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.
3.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在图1-7-12中正确的是
( )
图1-7-12
答案:A
图1-7-13
4.如图1-7-13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
解析:选ABD.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,所带电荷量不为零,故选项C不正确.
图1-7-14
5.(2010年北京市东城区抽样测试)某一静电实验装置如图1-7-14所示,验电器A不带电,验电器B的上面安装一个几乎封闭的金属圆桶C,并且B内的金属箔片是张开的,现手持一个带电绝缘柄的金属小球D,使D接触C的内壁,再移出与A的金属小球接触,无论操作多少次,都不能使A带电.这个实验说明了
( )
A.C是不带电的
B.C的内部是不带电的
C.C的外部是不带电的
D.C的内部场强为零
答案:BD
图1-7-15
6.如图1-7-15所示,在球壳内部球心放置带电荷量为+Q的点电荷,球壳内有A点,壳壁中有B点,壳外有C点,则下列说法正确的是
( )
A.A、B两点场强均为零
B.EA>EB>EC
C.A、B、C三点的电势φA=φB>φC
D.A、B、C三点的电势φA>φB>φC
答案:D
7.如图1-7-16所示,一导体AB在点电荷Q的电场中发生静电感应,下列说法正确的是
( )
图1-7-16
A.导体中M、N两点的电场强度相等
B.感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强
C.如果在AB间用一导线连接,则导线中将有电流产生
D.N点的电势大于M点的电势
解析:选AB.处于静电平衡状态的导体内部各点的合场强为零,故A正确;感应电荷的场强与点电荷Q的电场强度大小相等,而点电荷Q在M点产生的场强大于在N点产生的场强,故感应电荷在M点产生的场强大于感应电荷在N点产生的场强,B正确.处于静电平衡状态的导体是一个等势体,故C、D错误.
图1-7-17
8.如图1-7-17所示,在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q,另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点,且不影响原电场)自左以初速度v0在金属板上向右运动,在运动过程中
( )
A.小球先做减速后加速运动
B.小球做匀速直线运动
C.小球受到的静电力对小球先做负功,后做正功
D.小球受到的静电力对小球做功为零
解析:选BD.金属板处于静电平衡状态,表面为等势面.因此小球受到的静电力不做功,小球电势能保持不变,所以动能保持不变,故B、D正确.
9.下图四组静电实验中,能使左边的验电器的金箔张开的是
( )
图1-7-18
解析:选A.处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面,故A正确,B、C均错误.D选项中由于静电屏蔽的作用,验电器不受外电场的影响,故金箔是闭合的.
图1-7-19
10.如图1-7-19所示,在孤立点电荷+Q的电场中,金属圆盘A处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示,要求严格作图).
解析:画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线),如图所示.导体A处于静电平衡状态,因此内部每点的合场强都为零,即导体A内的每一点,感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反,即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合,且方向相反.
答案:见解析
图1-7-20
11.如图1-7-20所示,两个点电荷A和B,电荷量分别为q1=-9.0×10-9C、q2=2.7×10-8C,彼此相距r=6 cm,在其连线中点处放一半径为1 cm的金属球壳,求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度.
解析:由于球壳达到静电平衡后各点的场强为零,故感应电荷在球心O处产生的场强与-q1和+q2在O处场强的矢量和等大反向,设由O指向B方向为场强正方向,即:
E=E感+E1+E2=0
∴E感=-(E1+E2)=-[kq1(r2)2-kq2(r2)2]
=-[9×109×(-9)×10-90.032-9×109×2.7×10-80.032] N/C
=3.6×105 N/C,方向由O指向B.
答案:3.6×105 N/C,方向由O指向B
图1-7-21
12.如图1-7-21所示,带电导体A处于静电平衡状态,电势为φ=200 V.M、N是A表面上的两点,电场强度EM=4 EN.今把一电量为q=5×10-8C的正电荷分别由M点、N点移到无限远处,求电场力做的功.
解析:由静电平衡导体的特点得:
φM=φN=φ=200 V
移到无限远处电场力做功:
WM=WN=qU=q(φ-0)=5×10-8×200 J
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