鲁科版（2019）高二物理必修第三册寒假复习主观题知识点专项练习：1.5静电的利用与防护

高二物理鲁科版（2019）必修第三册寒假复习主观题知识点专项练习：1.5静电的利用与防护
1．在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r?l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？
2．如图所示，在真空中有A和B两个点电荷，电荷量分别为－Q和+2Q，它们相距为L，如果在两个点电荷间有一个半径为r（2r3．举出两个利用静电的实例。
4．如图所示为一块很大的接地导体板，在与导体板相距为d的A处放有带电量为-q的点电荷．
（1）试求板上感应电荷在导体内P点产生的电场强度.
（2）试求感应电荷在导体外P'点产生的电场强度(P与P'点对导体板右表面是对称的)；
（3）在本题情形，试分析证明导体表面附近的电场强度的方向与导体表面垂直；
（4）试求导体上的感应电荷对点电荷-q的作用力．
5．以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉．图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，而且距离B越近电场强度越大，B附近的空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子．正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子，电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中，从而除去了煤粉等有害粒子．
若某一大型火力发电厂的烟囱高20
m、直径4
m，问：
（1）为了除去烟气中的煤粉，A、B分别应该接在高压电源的哪一极？
（2）设这一静电除尘器的吸附能力为，则在一天中能回收多少煤粉？
6．如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2r＜L）的空心金属球，且球心位于O点，求：
（1）－Q在O点产生的电场强度的大小与方向；
（2）球壳上的感应电荷在O点处产生的场强大小与方向．
7．长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图。当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？
8．如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r.
（1）求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E.
（2）求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向．
9．(1)如图在静电计上装一个几乎封闭的空心金属球C(仅在上端开有小孔)，D是带有绝缘柄的带正电的小球，仅仅将小球D靠近C，静电计的指针会张开吗？如果会张开，金属球C带何种电荷？
(2)将D迅速地与C的内表面和外表面接触，指针都会张开吗？如果会张开，金属球C带何种电荷？
10．如图所示，真空中有相距为的A、B两点放置着等量同种正点电荷，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点恰好落在中垂线上，且，已知静电力常量，当棒达到静电平衡后，求：
（1）两点电荷间的库仑力大小
（2）A、B两点电荷在棒内P点产生的场强的大小
11．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等试问：
（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？
（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？
12．在燃气灶上常常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高压，通过高压放电的电火花来点燃气体请问点火器的放电电极为什么做成针尖状而不是圆头状？
13．如图所示，真空中有相距为的A、B两点放置着等量同种正点电荷，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点恰好落在中垂线上，且，已知静电力常量，当棒达到静电平衡后，求：
两点电荷间的库仑力大小
、B两点电荷在棒内P点产生的场强的大小
14．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等试问：
人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？
工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？
15．如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r
．
（1）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？
（2）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？
16．如图所示，真空中有相距为L=3.0m的A、B两点放置着等量同种正点电荷Q=3.0×10-6C，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点P（恰好落在中垂线上），且∠PAB=30°，已知静电力常量k=9.0×109
N·m2/C2，当棒达到静电平衡后，求∶
(1)两点电荷间的库仑力大小
(2)棒上感应电荷在棒内P点产生的场强E感的大小和方向
17．如图所示，在不带电的半径为R的导体球附近一点A处，从无限远处移来一点电荷，点电荷的电荷量为q，若A点到球面的距离为L，当达到静电平衡时，导体球上的感应电荷在球心O处产生的场强的大小等于多少？其方向如何？
18．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘．
请思考一下：这是什么原因？
19．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？
20．电学实验难，是大家公认的，小明有点儿得意的是，大家都说静电平衡难，但他却觉得比较简单，如下情景小明就认为是小菜一碟：长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为的点电荷放在距导体棒左端R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，求棒上感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度的大小和方向。请你也试一试。
参考答案
1．，方向向右
2．；沿A、B连线指向B
3．静电除尘；静电复印；静电喷漆
4．见解析所示
5．（1）A接高压电源的正极，B接高压电源的负极
（2）86815
kg
6．（1）
方向向左；
（2）
　方向向右
7．
沿Oq连线指向q
8．(1)
；(2)
，
方向向左
9．(1)会　负电荷　(2)会　正电荷
10．（1）
（2）
11．（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态
12．燃气灶电极做成针尖状是利用尖端放电现象
13．（1）
（2）
14．人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
15．（1），方向水平向右；（2）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
16．(1)9.0×10-3
N；(2)-9.0×10-3
N/C；
方向由P指向O
17．；方向在AO连线上，由O点指向+q
18．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场．烟尘颗粒都是带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上．
19．（1）φA＝φB；（2）EA=EB=0；（3）E′A>E′B；（4）导体带正电；（5）电荷不会中和。
20．，方向从右向左。