1.7静电的利用和防护 课时作业（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
1.7静电的利用和防护 课时作业（解析版）
1．下列做法中属于防止静电产生危害的是（ ）
A．在高大的建筑物顶端装避雷针
B．在校文印室内静电复印一课一练
C．在高大的烟囱中安装静电除尘器
D．在汽车制造厂车间里进行静电喷漆
2．以煤做燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉如图所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，为了消除烟气中的煤粉，下列方法最好的是（　　）
A．通过活性炭吸收 B．应用静电除尘技术
C．将烟气通过水来净化 D．把烟囱建高一点
3．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（　　）
A．M、N两点电场强度大小的关系为EM>EN
B．M端感应出负电荷，N端感应出正电荷，所以M、N两点电势高低的关系为
C．若用导线将M、N两端连起来，将发生电荷中和现象
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度为
4．井冈山中学的附近有一座非常高的110kV输电塔，某天高一的新同学看到电线杆的最高处有两根很细的线，上面居然站着一只麻雀，居然一点不受影响，非常有意思。此时高二的同学恰好路过，应该怎么解释最合理（　　）
A．为了最大限度保证安全，在上下课时间这条线路没有通电
B．麻雀是绝缘体，不导电
C．最高处的两根细线是220V专用线路，电压太小不足以产生危害
D．最高处的两根线是接地的，电势为0，目的是防雷击
5．下列哪些做法属于静电利用（　　）
A．印刷厂要保持适当的湿度
B．油罐车运油时要安装一条拖地的金属链
C．空气静电净化器
D．做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子
6．把一个带正电的小球A，放入带绝缘支架不带电的空心球壳B内，但不与B的内壁接触，如图所示，达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A．球壳B内空腔处的场强为零
B．球壳外部空间的场强为零
C．球壳B的内表面上无感应电荷
D．若将球壳B接地则B带负电
7．如图所示，空间中有一正点电荷，把一个金属导体引入到该点电荷激发的电场中，在电场中有 A、B、C、D 四个点，其中 B、C 为导体表面两点，达到静电平衡后，下面说法正确的是( )
A．引入导体后，A 点、D 点场强减小
B．引入导体后，A 点、D 点场强增大
C．由于 B 点感应负电荷，C 点感应正电荷，故 B 点电势 低于 C 点电势
D．B 点电势等于 C 点电势
8．重庆科技馆里面设有静电体验区，体验者可以进入一个静电屏蔽的金属笼，金属笼外面有特斯拉线圈产生的200多万伏的高压，但人在金属笼里面是非常安全的，对此下面说法中正确的是（　　）
A．体验者在金属笼里面安全，是因为金属笼处于静电平衡，金属笼内外没有电荷
B．体验者在金属笼里面安全，是因为体验者位于金属笼内，没有与金属笼内壁接触
C．体验者在金属笼里面安全，是因为金属笼处于静电平衡状态，金属笼内部场强为零
D．尽管电荷只分布在处于静电平衡状态的金属笼外面，但体验者用手触摸金属笼内壁仍是不安全的
9．如图所示，不带电的金属球Q放在绝缘支架上，并用导线与大地相连，将带正电的物体P移近金属球Q，则在移近过程中，下列说法错误的是（　　）
A．金属球Q带负电
B．金属球Q的电势越来越高
C．物体P受到的电场力越来越大
D．物体P具有的电势能越来越小
10．如图所示，在一个导体球壳内放一个电荷量为+Q的点电荷，用表示球壳外任一点的场强，下列说法正确的是（　　）
A．当开关S断开，+Q在壳内任意一点，均为0
B．当开关S断开，+Q在壳内的中点，为0
C．当开关S闭合，+Q在壳内任意一点，均为0
D．当开关S闭合，只有当+Q在壳内中点时，为0
11．关于物理学史，下列说法中错误的是（ ）
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B．法拉第不仅提出了场的的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C．法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律
D．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
12．如图所示，将一个半径为的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧与球心等高处放置一个电荷量为的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（　　）
A．电荷与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的
B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强，方向向左
C．感应电荷全部分布在金属球的表面上
D．金属球右侧表面的电势高于左侧表面
13．如图所示，P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引　　
A． B． C． D．
14．关于电场中的等势面，下列说法中正确的有（ ）
A．等势面不一定跟电场线垂直
B．沿电场线电势一定升高
C．在同一等势面上两点间移动电荷，电场力做功为零
D．处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是一个等势面
15．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？
16．如图所示，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.
参考答案
1．A
【详解】
试题分析：本题考查是关于静电的防止与应用，从各种实例的原理出发就可以判断出答案
解：A．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，符合题意；
B．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，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，不符合题意；
D．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，不符合题意．
本题选择静电的防止，故选A
【点评】任何事物都有两面性，故在学习时要注意是属于静电的防止还是静电的应用
2．B
【详解】
ABC．从经济方便的角度考虑，最好的是用静电除尘，故B正确，AC错误；
D．把烟囱建高一点，不能消除粉尘，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
AD．M、N两点的场强为导体球与B上感应电荷在这两处的场强之和，处于静电平衡的导体，合场强的大小为处处为零，即有
而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式
可知，离A越远，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度
故A错误，D正确；
BC．处于静电平衡的导体，其整体是等势体，所以
若用导线将M、N两端连起来，没有电荷移动，故BC错误。
故选D。
4．D
【详解】
最高处的两根线是避雷针，是接地的，电势为0，目的是防雷击。
故选D。
5．C
【详解】
ABD．印刷厂要保持适当的湿度，油罐车运油时要安装一条拖地的金属链，做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子，都是防止静电，故ABD错误；
C．空气静电净化器是利用静电净化空气，故 C正确。
故选C。
6．D
【详解】
试题分析：A、由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零．故AC错误．
B、因金属球壳B内壁感应出负电荷，则外表面带等量的正电荷，故外部空间的电场强度不为零，故B错误；
D、金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电．故D正确．
故选D．
7．D
【分析】
A、D两点的电场强度是由电场本身决定的，与外界条件无关；处于静电平衡状态的导体是等势体，表面为等势面；
【详解】
A、由于A、D两点的电场强度是由电场本身决定的，与是否引入导体无关，故引入导体后，两点电场强度不变，故选项AB错误；
C、将导体放入电场后，导体处于静电平衡状态，整个导体是等势体，故B、C两点的电势相等，故选项C错误，D正确．
【点睛】
本题考查了点电荷的电场由电场本身来决定，与外界条件无关，同时注意掌握处于静电平衡状态的导体的相关特点．
8．C
【详解】
A．笼体表面会感应出异种电荷，故A错误；
BCD．处于静电平衡状态的导体是个等势体，金属笼内部场强处处为零，故C正确，BD错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．根据静电感应，金属球Q带负电。A正确，不符合题意；
B．金属球Q与大地相连，电势为零。所以金属球Q的电势不变。B错误，符合题意；
C．越靠近金属球Q，电场越强，所以物体P受到的电场力越来越大。C正确，不符合题意；
D．金属球Q对物体P是吸引力，该力做正功，所以物体P具有的电势能越来越小。D正确，不符合题意。
故选B。
10．C
【详解】
AB．当开关S断开，不论+Q在壳内何处，由于静电感应，球壳内外表面出现等量异种电荷，内表面出现负电荷，外表面出现正电荷，外表面的正电荷在空间产生场强，都不为0，故AB错误；
CD．当开关S闭合，球壳上的电荷被导入地下，这时不论+Q放在何处，均为0，故C正确，D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故A正确；
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图像，故B正确；
CD．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律，故C错误，D正确。
故选C。
12．AC
【详解】
A．电荷与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，电荷不再会移动，处于静电平衡状态，故A正确；
B．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，即为，故B错误；
C．由于金属球感应电荷产生的电场导致内部电荷分布在金属球的表面上，故C正确；
D．静电平衡的导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，故D错误；
故选AC。
13．AC
【分析】
分析各项中电场的分布，明确纸屑所在位置是否有电场存在，从而明确是否会被吸引，注意明确屏蔽作用是金属材料制成的壳体或网罩，当存在电场时，金属壳被感应带电，导致电荷重新分布，出现感应电场，从而与原来电场相叠加．出现合电场强度为零．起到屏蔽的作用，导致小纸屑不能被吸引．
【详解】
A图中当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电荷，两端形成感应电荷，感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零，因此绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引；故A正确B图中当负电荷放在金属壳内时，使金属壳内部带正电荷，外部带负电荷，导致外部出现感应电场，从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引；故B错误；
C图中当负电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引；故C正确；D图中当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电，导致出现感应电场.从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引；故D错误．本题选择小纸屑S不会被P吸引的，故选AC．
【点睛】
绝缘板上的小纸屑（图中S）能否会被吸引，只要判定此处有无电场，若有电场，则会出现感应电荷，从而被吸引．因此通过对负电荷在金属壳的不同位置及接地情况来分析是否有电场，从而判断是否会被吸引．
14．CD
【详解】
A．等势面一定跟电场线垂直，否则沿着等势面移动，电势能会变化，电场力会做功，故A错误；B．沿电场线电势一定降低，故B错误；C．在同一等势面上两点间移动电荷，电势能不变，故电场不做功，故C正确；D．处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是一个等势面，否则电荷不能保持平衡，故D正确．故选CD．
【点睛】电场中电势相等的各个点构成的面叫做等势面；等势面与电场线垂直，沿着等势面移动点电荷，电场力不做功．电场线与等势面垂直．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿电场线的方向，电势降低．
15．见解析
【详解】
当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷．通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，使建筑物避免雷击．
16．1×10﹣5J
【详解】
试题分析：带电导体A处于静电平衡状态时，表面是一个等势面，则M点、N点与无穷远处的电势差相等，根据公式W=qU得：
WM∞=WN∞=qφ=5×10﹣8×200J=1×10﹣5J