1.5静电的利用与防护 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
1.5静电的利用与防护
课时练（解析版）
1．如图，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是(　　)
A．鸟的脚爪与金属架绝缘
B．鸟与笼电势不同，有电势差
C．起电机使笼带电，笼的电势不会很高
D．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面
2．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a，b，c三点的场强的大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比
（　　）
A．Ea最大
B．Eb最大
C．Ec最大
D．Ea=Eb=Ec
3．下列结论正确的是（　　）
A．电场强度越大的地方电势越高
B．电场强度的方向与等势面处处平行
C．静电平衡状态下的导体是等势体
D．静电平衡状态下的导体内部场强不一定为零
4．有一接地的导体球壳，如图所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则
A．q与球壳内表面的感应电荷在壳外的合场强为零
B．球壳内、外表面的感应电荷在壳外的合场强为零
C．q在球壳外产生的电场强度为零
D．q的电量变化时，球壳外电场随之改变
5．下列器材属于电容器的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．如图所示是用一种新颖的“静电"绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩。熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）
A．静电感应
B．摩擦起电
C．静电吸附
D．电磁感应
7．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（　　）
A．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电场强度为零
B．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零
C．铜丝编织的衣服不易拉破
D．铜线电阻小，能对人体起到保护作用
8．在以下列举的应用或现象中，属于静电防止的是
A．静电复印
B．静电喷涂
C．静电除尘
D．油罐车用铁链拖地运行
9．如图所示，金属球壳A带正电，其上方有一小孔a，静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连，以下操作所发生的现象中正确的是
A．将c移近A，但不与A接触，B的指针会张开一定角度
B．将c与A外表面接触后移开A，B的指针不会张开
C．将c与A内表面接触时，B的指针不会张开
D．将c从导线上解下，然后用绝缘细绳吊着从A中小孔置入A内，并与其内壁接触，再提出空腔，与b接触，B的指针会张开一定角度
10．有一不带电的金属球，沿球直径延长线上放有正点电荷Q，使金属球感应带电。球内直径上有a、b、c三点，则
A．a点电场强度最大
B．c点电场强度最大
C．a点电势最低
D．三点电势都相等
11．静电除尘装置如图所示，它由金属管A和管中金属丝B组成，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是（　　）
A．煤粉等烟尘在靠近B时被电离成正、负离子
B．因为金属外壳接地，所以B的电势比A的电势高
C．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
D．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上，最后由于重力的作用掉落在装置底部
12．如图，带正电的点电荷+Q旁有一接地的大金属板，A为金属板左侧外表面的一点，B为金属板内部的一点，A、B两点到点电荷的距离相等，图中的E1方向垂直于金属板向左，下列判断正确的是（　　）
A．A点的合场强可能沿E2方向
B．感应电荷在A、B两点的场强相同
C．感应电荷在A点的场强可能沿E1方向
D．感应电荷在B点的场强方向沿E3方向
13．下列说法正确的是（
）
A．富兰克林发明了避雷针
B．库伦发现了电荷之间的相互作用规律
C．赫兹发现了电磁感应定律
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在
E.法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在
14．如图所示，为了研究静电屏蔽效果，某同学将可视为正点电荷的带电体置于封闭金属空腔的外部或内部，其中Q、N的金属空腔和大地相接，P、M的金属空腔与外界绝缘。规定大地的电势为零，下列关于各点场强和电势高低的说法，正确的是（　　）
A．P金属空腔内的场强等于零，电势大于零
B．Q金属空腔内的场强等于零，电势大于零
C．M金属空腔内任一点场强不为零，电势大于零
D．N金属空腔内壁上任意一点的场强为零
15．如图所示，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，则下列说法中正确的是：
A．金属球在达到静电平衡后左侧感应出的电荷带正电
B．由于静电感应而在金属球上出现感应电荷，这些感应电荷在球心处所激发的电场强度大小为，方向水平向右
C．如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧的电荷将被中和
D．如果用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则右侧的感应电荷将流入大地
16．(多选)如图所示，一个不带电的导体球N，置于空心导体球M附近，现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内，则(　　)
A．若M接地，N上无感应电荷
B．若M不接地，且M原来不带电，N上无感应电荷
C．若M不接地，且M原来不带电，N上有感应电荷
D．若M不接地，且M原来带电，N上一定有感应电荷
17．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片_________（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为__________。
18．下图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球C。在下列情况中,判断A、B两球的带电情况:（填“正”、“负”或“不带电”。）
①
A、B接触后分开,再移去C,则A_____________,B_____________;
②
A、B接触,用手指瞬间接触B后再移去C,
则A_____________,B_____________。
19．如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷．请思考下列问题：
（1）自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
（2）自由电子能否一直定向移动？为什么？
20．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
参考答案
1．D
【详解】
金属鸟笼带电后属带电体．带电体在静电平衡状态时，属等势体；此时电荷只分布在外表面，金属内和空腔内都无电场．因此鸟两爪电势相等．故D正确，ABC错误；故选D．
点睛：关键要知道静电平衡状态下，导体内部合电场为零，电荷只分布在外表面，是一个等势体．
2．A
【详解】
金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消。a点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在a点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在a点处产生的场强最大；而c点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最小，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．C
【详解】
A.
带负电的点电荷，电场强度越大的地方电势越低，A错误；
B.
电场强度的方向与等势面处处垂直，B错误；
C.
静电平衡状态下的导体是等势体，C正确；
D.
静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
AB．金属球壳外表面接地，所以球壳外表面不带电，内表面带与q相反电性的电荷，当到达静电平衡状态后，q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零。故A正确，B错误；
C．根据库仑定律可知，q在球壳外产生的电场强度不为零。故C错误；
D．由于球壳接地，在静电平衡后，球壳与大地是等势体，所以球壳外的电场为0，不随q的变化而发生变化，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】
由各个电学元件的构造可知，A项为静电屏蔽器，B项为静电计，C为电容器，D为干电池，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．C
【详解】
静电能吸引轻小物体，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，会被静电吸附在表面，无法通过，从而起到隔离病毒的作用，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．A
【详解】
屏蔽服作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0．所以A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【详解】
A．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，Ａ不符合题意；
B．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，Ｂ不符合题意；
C．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，Ｃ不符合题意；
D．利用运油车尾部的铁链将油与油筒摩擦产生的静电导，防止静电积累到一定程度引起爆炸，这是静电的防止，故D符合题意。
故选Ｄ。
9．A
【解析】
【详解】
把c移近A，c上会感应出负电荷，由电荷守恒，B的指针末端会感应出正电荷，同种电荷相互排斥，则B的指针张开，故A正确；c与A的外表面接触后带上正电，B的指针张开，故B错误；c与A的内表面接触，A、B、c成为一个导体，B的指针带正电，会张开，故C错误；c在A内静电屏蔽，不带电，与静电计接触，B的指针不会张开，故D错误。所以A正确，BCD错误。
10．D
【详解】
金属球在外电场的作用下感应带电，最终处于静电平衡状态，导体内部场强为零，电势处处相等，所以ABC错误，D正确；
故选D。
11．D
【详解】
A．靠近B的空气被电离成正负离子，煤粉等烟尘吸附电子后带负电。A错误；
B．A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，所以B的电势比A的电势低。B错误；
C．因为A接高压电源的正极，煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上。C错误；
D．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上，最后由于重力的作用掉落在装置底部。D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．
A点十分靠近金属板，可认为是在金属板表面上，因为带正电的点电荷+Q，那么A点合场强方向应垂直金属板与E1方向相反，不可能沿E2方向，A错误；
D．金属内部场强为0，点电荷在B点场强方向与E3方向相反，感应电荷的场强与E3大小相等，方向相同，D正确；
BC．A、B两点到点电荷的距离相等，根据
点电荷在A、B两点的场强大小相同，A点十分靠近金属板，可认为是在金属板表面上，那么A点合场强方向应垂直金属板与E1方向相反，因为带正电的点电荷+Q引起的分场强指向背离正电荷，即沿E2方向，感应电荷在A点的场强可不能沿E1方向，感应电荷在B点的场强方向为E3，如果感应电荷在A点的场强方向为E3，则合场强不可能与E1相反，BC错误。
故选D。
13．ABD
【详解】
A．美国科学家富兰克林研究了放电现象，发明了避雷针，故A正确；
B．库仑发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律，故B正确；
CDE．法拉第发现了电磁感应定律；麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹验证了电磁波的存在，故D正确，CE错误。
故选ABD。
14．AC
【详解】
A．根据静电屏蔽的性质，P空腔内的电场为0，又因为P与大地绝缘，因此电势不为0。P旁边为正电荷，因此P的电势大于0，A正确；
B．同理，Q内部的电场为0，由于Q与大地相连，规定大地电势为0，因此Q的电势也为0，B错误；
C．正电荷在M内，因此M内电场不为0，M与大地绝缘，因此电势不为0，M内为正电荷，因此M电势大于0，C正确；
D．处在电场中的金属是等势体，其内部电场强度为0，因此本题中金属壳内部电场为0，D中说的是内壁，不属于金属内部，因此电场不为0，D错误。
故选AC。
15．AB
【解析】
A、金属球在达到静电平衡后左侧感应出正电荷，故A正确；
B、发生静电感应时，内部合场强为零，所以感应电荷在内部产生的场强可以利用外部点电荷Q在内部产生的场强来求，两者大小相等，方向相反，所以这些感应电荷在球心处所激发的电场强度大小为，方向水平向右，故B正确；
C、如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，则导线和金属球合成为一个导体，发生静电感应时依然是左侧感应正电荷右侧感应负电荷，故C错；
D、如果用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则金属球和大地相当于一个新的大导体，在靠近场源电荷的一端即右端感应出负电荷，在远离场源电荷的一端即大地感应出正电荷，故D错误；
综上所述本题答案是：B
16．AC
【详解】
若将M接地，则M与大地组成一个新的等势体，N上没有感应电荷．故A正确；若M不接地，且M原来不带电时，将带电的小金属球Q放入M的腔中，当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出与Q电性相反的电荷，外表面感应出与Q电性相同的电荷，则外表面的电荷能在N上感应出感应电荷．故B错误，C正确；若M不接地，且M原来带电，当M与Q上的电荷的电性相反，电量大小相等，M所带的电量只分布在M的内表面，外表面没有多余的电荷，则N上没有感应电荷．故D错误．故选AC.
【点睛】
本题考查对静电屏蔽的理解，抓住处于静电平衡导体的特点与接地不接地的区别是关键．当M接地时，能屏蔽内部的电场，当M不接地时，不能屏蔽内部的电场．
17．不张开
静电屏蔽
【详解】
[1][2]物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡，处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。由此可推知，处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上。如果这个导体是中空的，当它达到静电平衡时，内部也将没有电场。这样，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽
18．正负负负
【解析】
【详解】
（1）把导体A和B接触后分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，离C比较近的B带上与C相反的电荷，即负电荷，A带上正电荷．
（2）A、B接触，用手指瞬间接触B后，由于人也是导体，人体上的负电荷经过B中和A上的正电荷，再移去C，则AB均带上负电荷．
19．（1）见解析；见解析；（2）不能；见解析
【详解】
（1）自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动，向着与电场相反的方向定向移动．
（2）不能．感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止．
20．见解析
【详解】
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。