《静电感应的多阶段变化问题》静电感应的多阶段变化问题 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《静电感应的多阶段变化问题》静电感应的多阶段变化问题

1单选题

如图所示，在两个固定电荷+q和-q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ$_1$、φ$_2$、φ$_3$、φ$_4$，则(　　)

A
φ$_4$＞φ$_3$＞φ$_2$＞φ$_1$
B
φ$_4$=φ$_3$＞φ$_2$=φ$_1$
C
φ$_4$＜φ$_3$＜φ$_2$＜φ$_1$
D
φ$_4$=φ$_3$＜φ$_2$=φ$_1$

题目答案

B

答案解析

分析：

根据静电平衡可知，同一个导体为等势体，导体上的电势处处相等，再由固定电荷产生的电场可以确定电势的高低．

解答：

解：达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φ$_4$=φ$_3$，φ$_2$=φ$_1$，由于正电荷在右边，所以越往右电场的电势越高，所以φ$_4$=φ$_3$＞φ$_2$=φ$_1$，所以B正确．

故选B．

点评：

达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，这是解决本题的关键的地方，对于静电场的特点一定要熟悉．

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2多选题

(多选)将原来不带电的绝缘导体B移近带负电的绝缘导体A，如图所示，以下说法正确的是(　　)

A
导体B上各点的场强大小相等
B
导体A内部的场强一定为零
C
导体B的左端电势比右端电势高
D
导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零

题目答案

BD

答案解析

分析：

根据静电感应可以判断金属导体的感应电荷的情况，从而可以判断导体带电的情况．

解答：

解：不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中，由于静电感应现象，绝缘导体B的左端要感应出正电荷，在绝缘导体B的右端会出现负电荷，所以导体两端出现电压，存在感应电场，导致电子重新分布，因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时，电子处于平衡状态．不带电的绝缘导体B为等势体，电荷只分布在外表面．

A、绝缘导体B上各点的电场强度不等，越尖的地方，电场强度越强．故A错误；

B、绝缘导体A内部的合电场强度一定为零，只有为零时，电子才处于平衡，故B正确；

C、绝缘导体B是等势体，所以电势处处相等，故C错误；

D、绝缘导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强与外电场之和为零，所以它一定不为零，故D正确；

故选：BD

点评：

感应带电，这是使物体带电的一种方法，根据异种电荷互相吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷．同时处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面，自身是等势体，内部电场强度为零．

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3多选题

(多选)如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是(　　)

A
A、B两点场强相等，且都为零
B
A、B两点场强不相等，电势相等
C
感应电荷产生的附加电场E_A＜E_B
D
当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动

题目答案

AD

答案解析

分析：

枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动．当点电荷移走后，电荷恢复原状．

解答：

解：A、枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故A正确；

B、A、B两点场强相等，且都为零，电势相等，故B错误；

C、点电荷产生的电场在A点的场强大于在B点的场强，在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，叠加后电场为零，所以感应电荷产生的附加电场E_A＞E_B，故C错误；

D、当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷中和，相当于右端正电荷流向远端，故D正确．

故选：AD．

点评：

处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体．

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4单选题

如图所示，把一个架在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，达到静电平衡后，下列对导体A端和B端电势判断正确的是(　　)(取大地为零电势点)

A
U_A＞U_B＞O
B
U_A＜U_B＜O
C
U_A=U_B＜O
D
U_A=U_B＞O

题目答案

C

答案解析

分析：

导体在电场中处于静电平衡后，整个导体是个等势体．负电荷产生的电场是汇聚的电场，沿着电场线电势要降低．

解答：

解：把一个在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，达到静电平衡后，枕形导体是个等势体，所以φ_A=φ_B．

带负电的导体产生的是汇聚的电场，产生的电场的电场线如右图所示，由于沿着电场线电势降低，以无穷远处的电势为零，那么电场中的所有电势都是负值．所以φ_A=φ_B＜0．所以ABD错误，C正确．

故选：C

点评：

此题考查静电平衡中的导体，电场中的处于静电平衡的导体是等势体，导体上电势处处相同．同时要知道负电荷产生的电场特点，以及电势分布的特点．此题属于中档题．

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5单选题

关于电场中的一些概念，有如下一些说法，其中正确的是（　　）

A
电势差越大的两个点之间，电场强度一定越大
B
等势面上各点的场强方向不一定相同，但场强大小一定相同
C
电场中某两点之间的电势差由电场决定，与零电势点的选择无关
D
处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，电势也都为零

题目答案

C

答案解析

分析：

电场强度和电势(差)都是描述电场的物理量，二者无直接关系但相互关联，根据电势差的定义式、场强方向与等势面的关系和静电平衡的特征求解即可．

解答：

解：A、电场中两点的电势差U=$\frac {W}{q}$可知，与电场强度无直接关系，所以电势差越大的两个点之间，电场强度不一定越大，故A错误．

B、场强方向与等势面垂直，所以等势面上各点的场强方向不一定相同，场强大小不一定相同，故B错误．

C、由电势差的定义式U=$\frac {W}{q}$可知，电场中某两点之间的电势差由电场决定，与零电势点的选择无关，故C正确．

D、处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，其是个等势体但电势不一定为零，故D错误．

故选：C．

点评：

本题考查的知识点碎，但需明确电势差(电势)和场强无直接关系但相互关联；据电场线的分布情况形象记忆电势和场强的关系．

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6多选题

(多选)关于静电平衡状态的特征说法正确的是（　　）

A
处于静电平衡状态的导体，内部的电势处处为零
B
处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零
C
处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直
D
处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面

题目答案

BCD

答案解析

分析：

处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直，由此分析解答即可．

解答：

解：A、电势的0点是人为选择的，处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零，内部的电势不一定处处为零．故A错误；

B、处于静电平衡状态的导体，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与电荷q产生的场强与大小相等，方向相反，内部的场强处处为零．故B正确；

C、处于静电平衡状态的导体的内部场强处处为0．电荷只分布在导体的外表面，且整个导体是一个等势体，同时外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点表面垂直．故C正确，D正确．

故选：BCD

点评：

该题考查对静电平衡状态的理解，牢记静电平衡状态的两个特点即可正确解答．基础题目．

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7单选题

关于处于静电平衡状态的导体，下列说法中，错误的是（　　）

A
整个导体是个等势体
B
导体表面是等势面
C
导体内部的场强不为零
D
导体内部没有电荷

题目答案

C

答案解析

分析：

金属导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动．当点电荷移走后，电荷恢复原状．

解答：

解：A、金属导体的内部电场强度处处为零，处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体表面是等势面，故A正确，B正确．

C、金属导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，故C错误．

D、金属导体内部电场强度处处为零，电荷分布在外表面上，表面处的场强不等于0．故D正确．

本题选择错误的，故选：C．

点评：

该题考查静电平衡状态的特点，处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体．

纠错重做

8多选题

(多选)关于静电场，下列说法正确的是（　　）

A
处于静电平衡状态的导体是个等势体
B
处于静电平衡状态的导体，内部的电场不为0
C
随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D
任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向

题目答案

AD

答案解析

分析：

处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，内部场强处处为0，沿电场线的方向，电势降低．

解答：

解：A、处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，内部场强处处为0，故A正确B错误；

B、沿电场线电势一定降低，故B错误；

C、沿电场线的方向，电势降低，与场强大小无关．故C错误；

D、任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向，故D正确；

故选：AD

点评：

处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体

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9单选题

如图(甲)所示，ab为原来不带电的细导体棒，q为一带正电的点电荷，当达到静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E$_1$，O点的电势为U$_1$．现用一导线把导体棒的b端接地，其他条件不变，如图(乙)，待静电平衡后，导体棒上的感应电荷在棒内O点处产生的场强大小为E$_2$，O点的电势为U$_2$，经分析后可知(　　)

A
E$_1$=E$_2$，U$_1$＜U$_2$
B
E$_1$＞E$_2$，U$_1$=U$_2$
C
E$_1$=E$_2$，U$_1$＞U$_2$
D
E$_1$＞E$_2$，U$_1$=U$_2$

题目答案

C

答案解析

分析：

处于静电平衡状态的导体，其内部场强是点电荷q的电场与导体上的感应电荷的附加电场的合场强，合场强为零；处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面．

解答：

解：处于静电平衡的导体内部场强为零，所以E$_1$=E$_2$=0，因点电荷为正电荷，则U$_1$＞0；导体ab接地后电势U$_2$=0，所以U$_1$＞U$_2$，C正确，其他选项错误．

故选：C

点评：

该题中静电平衡的特点：内部合场强为零，是解题的关键．整个导体是个等势体，它的表面是个等势面．

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