9.4 静电的防止与利用 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022年高二物理必修3同步课时作业训练（人教版2019）
9.4
静电的防止与利用
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走．下列措施中不是防止静电危害的是（　　）
A．高大的建筑物上都装有避雷针
B．电工钳柄上套有绝缘胶套
C．飞机轮上装搭地线
D．印刷车间中保持适当的湿度
2．电工穿的高压作业服是用金属丝编织的，下列说法正确的是（　　）
A．金属丝编织的衣服不易拉破
B．金属丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
C．电工被金属丝衣服所包裹，使体内电场强度为0
D．金属丝电阻小，能对人体起到保护作用
3．经过探究，某同学发现：点电荷和无限大的接地金属平板间的电场（如图甲所示），与等量异种点电荷之间的电场分布（如图乙所示）完全相同，图丙中固定于O点的正点电荷q到金属板的距离为L，是以点电荷q为圆心、L为半径的圆上的一条直径，静电力常量为k，则B点电场强度的大小是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，绝缘台上的金属网罩内放有一个不带电的验电器，若把一带有正电荷的绝缘体移近金属网罩，则（　　）
A．在的外表面出现感应电荷
B．在的内表面出现正电荷
C．验电器的金属箔片将张开
D．金属网罩上的感应电荷在验电器的金属球处的电场方向由指向金属网罩
5．金属球原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电细杆，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上、、三点的电场强度大小分别为、、。下列判断正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示，将一个带正电的小球放在本身不带电的导体靠近端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷。则以下说法中正确的是（　　）
A．端接一下地，导体将带正电荷
B．端接一下地，导体将带负电荷
C．因为两端有电荷，所以导体内部的电场强度不为0
D．导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0
7．某研究性学习小组学习电学知识后进行对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（
）
A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织
B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用
C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
8．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开，图中表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是___________。
A．B．C．D．
9．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了（　　）
A．除菌消毒
B．消除静电
C．利用静电
D．防止漏电
10．下列说法不正确的是（　　）
A．静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在静电力的作用下，奔向并吸附到异性电极上
B．静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在静电力的作用奔向并吸附到带异种电荷的白纸上
C．静电喷墨的原理是让油漆带上电荷，然后在静电力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D．静电复印中的砸鼓上字迹的像实际是曝光的地方
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（　　）
A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破
B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽
C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零
D．屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用
12．关于物理学史和物理知识在生活中的应用，说法正确的有
（　　）
A．法拉第提出电荷周围有电场，并用电场线描述它
B．库仑发现了库仑定律，并用库仑扭秤实验测出了静电力常量k
C．高压作业工人工作服用包含金属丝的织物制成是利用了静电屏蔽原理
D．燃气灶的电子点火器是利用了尖端放电原理
13．为防止静电的危害，下列做法正确的是（　　）
A．油罐车有一条拖在地上的导电拖地带
B．在加油站脱化纤衣物
C．尽可能保持印染厂空气的干燥
D．飞机机轮上装有搭地线或用导电橡胶制造的轮胎
三、填空题。本大题共4小题。
14．为了清除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是有金属管A和在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地，其目的是______；AB间有很强的电场，其距B越近电场______（选填“越强”或“越弱”），因此B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到______（选填“A”或“B”）上得到电子又变成空气分子，电子奔向______（选填“A”或“B”）的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带______（选填“正”或“负”）电，吸附到______（选填“A”或“B”）上，这样排出的烟就变清洁了。
15．如图所示，A、B是两个不带电的相同的绝缘金属小球，它们靠近带正电荷的金属球C。在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：
(1)A、B接触后分开，再移去C，则A带______电，B带______电。
(2)A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A带______电，B带______电。
(3)A、B接触，用手指接触A，先移去C后再移去手指，则A______，B______。
16．如图所示，当带正电的绝缘空腔导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，问验电器是否带电？
17．将一个枕形金属导体AB放一绝缘底座上，现将一带正电的物体C靠近AB的左端，如图所示。则在枕形导体的A端将感应出_______电荷（选填“正”或“负”），导体内部O点的电场强度为_______。
四、解答题。本大题共3小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
18．如图所示，在装载作业中，靠近传送带的工人容易受到电击，请解释原因。用什么办法可以解决此问题?
19．请观察建筑物上的避雷针（下图），看它们是如何巧妙设计的，分析它们如何能安全引电避雷，它们的造型与建筑物是否协调，并与同学讨论交流。
20．如图，将带正电荷的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成、两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。
(1)请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。
(2)请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。
参考答案
1．B
【解析】B．电工钳柄上套有绝缘胶套是为了防止触电，所以B错误，符合题意；
ACD．高大的建筑物上都装有避雷针，飞机轮上装搭地线，印刷车间中保持适当的湿度，都是防止静电危害，必须把静电导走，所以ACD正确，不符合题意；
故选B。
2．C
【解析】电工在进行高压作业时，要穿上用金属丝编织成的高压作业服，相当于把人体用金属网罩起来，起到静电屏蔽的作用，这样，外部电场就不会影响到人体，从而避免了感应电流对人体的伤害，所以C正确；ABD错误；
故选C。
3．C
【解析】由题意可知，图丙中点电荷q与金属板产生的电场，等效于电荷量为q的两等量异种点电荷产生的电场，则B点的场强为两点电荷产生的场强的叠加，两个异种点电荷电荷量大小均为q，它们之间的距离为2L，B点处的场强大小为
故选C。
4．A
【解析】AB．由于金属网罩的静电屏蔽作用，的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”的特点，的右侧外表面带正电荷，的左侧外表面带负电荷，故A正确，B错误；
C．由于金属网罩的静电屏蔽作用，的内部电场强度处处为零，故验电器的箔片不张开，故C错误；
D．金属网罩处于静电平衡状态，内部电场强度处处为零，的正电荷在处的电场沿着的方向指向，金属网罩在处产生的电场沿着指向的方向，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆产生的电场强度大小相等，方向相反，相互抵消。点离带电的细杆最近，带电的细杆在点处产生的电场强度最大，则金属球上感应电荷在点处产生的电场强度最大，即最大；而点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在点处产生的电场强度最小，所以
故选C。
6．B
【解析】AB．达到静电平衡状态以后，A处带负电，B处带正电，当A端接一下地，会使大地的电子流入枕形导体，导体B处电荷被中和，则导体将带负电。故A错误，B正确；
CD．达到静电平衡状态以后，导体内部的电场场强处处为0，导体上的感应电荷在导体内部产生的场强不为零。故CD错误。
故选B。
7．C
【解析】
高压作业服是用铜丝编织的，这利用到了静电屏蔽内容，高压服在外电场作用下静电感应继而处于静电平衡状态，因为处于静电平衡状态下的导体内部场强为零，所以这样可以保护人体，选C
8．B
【解析】静电感应特点：近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，符合这一特点的只有B选项。
故选B。
9．B
【解析】由题意可知，良好接地，目的是为了消除静电，这些要求与消毒无关，而因静电而产生爆炸，因此不可能是这样，静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就象油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），以防爆炸，麻醉剂与之同理
故选B。
10．D
【解析】A．灰尘很容易吸附电子，这些吸附负电荷的灰尘在静电力作用下，被吸附到带正电的圆筒上，故A正确；
BC．静电复印和静电喷墨是分别使油墨和油漆带电，在静电力作用下吸附到带异种电荷的预期部位，故BC正确；
D．静电复印曝光时，在光学系统作用下，将原稿图像投射到感光板上，并使其形成静电潜像的过程，砸鼓上字迹的像是未曝光的地方，故D错误。
由于本题选择错误的，故选D。
11．BC
【解析】屏蔽服的作用是在穿上后，使处于高压电场中的人体内电场强度处处为零，从而使人体免受高压电场及电磁波的危害，可知BC正确，AD错误;
故选BC。
12．ACD
【解析】A．法拉第引入了场的概念来研究电场，并提出用电场线描述电场，故A正确；
B．库仑用库仑扭秤实验发现了库仑定律，但他并没有测出静电力常量k，故B错误；
C．高压作业工人工作服用包含金属丝的织物制成是利用了静电屏蔽原理，故C正确；
D．燃气灶的电子点火器是利用了尖端放电原理，故D正确。
故选ACD。
13．AD
【解析】A．油罐车在运输过程中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走，这是防止静电危害，故A正确；
B．在加油站脱化纤衣物，由于静电产生火花，容易引起爆炸，故B错误；
C．印染厂内由于纸张间的相互摩擦，而产生大量静电，故应保证室内湿润，而使静电及时导走；故C错误；
D．飞机机轮上装有搭地线，或用导电橡胶做轮胎，可以将静电及时导走；故D正确。
故选AD。
14．防止静电
越强
B
A
负
A
【解析】[1]为了清除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是有金属管A和在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地，其目的是防止静电；
[2][3][4][5][6]AB间有很强的电场，其距B越近，电场线越密集，电场越强，因此B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到A上，这样排出的烟就变清洁了。
15．正
负
负
负
不带电
不带电
【解析】(1)[1][2]A、B接触后，由于静电感应A左端带正电，B右端带负电，分开AB，再移去C，则A带正电，B带负电。
(2)[3][4]A、B接触，用手指瞬间接触B，则大地中的负电被吸引到AB上，则再移去C，则A
B均带负电。
(3)[5][6]A、B接触，用手指接触A，则大地中的负电被吸引到AB上，先移去C后，负电又会重新回到大地，再移去手指，则AB均不带电。
16．见解析
【解析】当A的内部通过导线与验电器的小球B相连时，导体A和验电器已连为一个整体，整个导体为等势体，同性电荷相斥，电荷重新分布，连接后导体与验电器就是一个大的导体，验电器部分不再是内部，而是大导体外部，必有净电荷从A移向B，所以验电器带正电。
17．负
0
【解析】[1]
物体C靠近AB的左端，由于静电感应，A端带负电，B端失去电子带等量的正电。
[2]
枕形金属导体AB处于静电平衡状态，内部的电场强度为零。
18．见解析
【解析】在装载作业中，因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的工人因为感应也带上电，容易受到电击；
要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者直接用导体制造传送带，再用适当方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。
19．见解析
【解析】在古建筑物的屋顶、屋角设置各种造型的动物，避雷针以动物头上的角须或巨兽的舌头向上弹出的形式巧妙安装，另一端引入大地，从而起到避雷的效果。
20．(1)见解析；(2)见解析
【解析】(1)根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即QA和
带正电，QB和
带负电。
(2)导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分多带了电子而带负电；A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即
QA=QB，