9.4静电的防止与利用同步训练（word版含答案）

9.4静电的防止与利用
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)下列说法正确的是（　　）
A．物体通常呈现电中性，是因为物体没有电荷
B．摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是创造电荷，或电荷消失
C．油罐车尾部拖有落地金属链条金属链条不能防止静电现象带来危险
D．电荷在转移的过程总电量是不变的
2．(本题3分)如图所示，在一个半径为R的均匀金属球壳左侧M点放置一个带电量为-q的点电荷，O点为球壳的球心，已知M、O、N三点在一条直线上，，。静电力常量为K，球壳上感应电荷在N点产生的电场强度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．(本题3分)如图所示，用绝缘柱支持的不带电的枕形导体A放置在水平桌面上，手握绝缘棒把带正电荷的带电体B移近导体A左侧后静止放置。关于导体A内部某点P的电场强度，下列说法正确的是（ ）
A．大小不为零，方向向右 B．大小不为零，方向向左
C．大小为零 D．无法判断
4．(本题3分)如图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述不正确的是（　　）
A．到达集尘极的尘埃带负电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
5．(本题3分)关于生活中的静电，下面说法中正确的是（　　）
A．静电电压一般不高只有几伏到几十伏，所以不会对人体造成大的伤害
B．静电在生产生活中只能给我们带来危害
C．南方的梅雨季节做静电实验更容易成功
D．油罐车后面拖地的金属链条作用是将静电荷导入大地
6．(本题3分)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
7．(本题3分)下列说法正确的是（　　）
A．若在电场中的P点不放置试探电荷，则P点的电场强度为零
B．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力均相同
C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成
D．电场线一定与带电粒子在电场中运动的轨迹重合
8．(本题3分)下列说法正确的是（　　）
A．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要安全
B．为了安全，避雷针的顶端应该设计成球形
C．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好
D．超高压带电作业的工人穿包含金属丝制成的工作服时更危险
9．(本题3分)一金属球，原来不带电，现在沿球直径的延长线上放置一根均匀带电的细杆MN，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上、、三点的场强大小分别为、、，三者相比，则（　　）
A．最大 B．最大
C．最大 D．
10．(本题3分)一半径为R的金属薄球壳内壁接地，其球心处安置有一个点电荷+Q，如图所示。P为金属球外距离球心2R的一点，下列表述中正确的是（　　）
A．金属球壳的外表面带正电
B．金属球壳的内表面不带电
C．在P处引入正点电荷q，受斥力大小为
D．金属球壳感应电荷在P处形成的场强大小为
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。取大地的电势为零，则在静电平衡后，下列物理量中等于零的是（　　）
A．导体空腔内任意点的场强 B．导体空腔内任意点的电势
C．导体空腔内表面的电荷量 D．导体外表面的电荷量
12．(本题4分)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离的电子在电场力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　）
A．N接电源的正极 B．M接电源的正极
C．电场强度Em＞En D．电场强度Em＜En
13．(本题4分)如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近（不相碰），下列说法正确的是（　　）
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内电场强度越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的电场强度恒大于在N点产生的电场强度
D．导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等
14．(本题4分)如图所示，在真空中某竖直平面内固定一足够大的接地金属板MN，在MN右侧与其相距2d处的P点放置一电荷量为Q的正点电荷，如果从P点作MN的垂线，则O为垂足，A为O、P连线的中点，B为OP延长线上的一点，PB＝d。静电力常量为k，关于各点的电场强度，下列说法正确的是（　　）
A．O点场强大小为
B．A点场强大小为
C．B点场强大小为
D．A、B两点场强大小相等，方向相反
三、解答题(共54分)
15．(本题12分)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。
16．(本题14分)如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C。
（1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？
（2）如果用丝线在桶内悬挂一带电量q＝－2×10－6 C的小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则桶内、外表面电荷量又为多少？
17．(本题14分)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？
18．(本题14分)如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：
（1）金属杆中点处的场强为多少？
（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强。
试卷第1页，总3页
参考答案
答案含解析
1．D
【详解】
A．通常呈现电中性，是因为物体没有多余电荷，即为正负处于中和状态，A错误；
B．电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，B错误；
C．油罐车尾部拖有落地金属链条，可及时将车辆运输过程中和产生过程中产生的静电导走，避免静电造成危害，C错误；
D．电量守恒定律：电荷既不能被创造，也不能被消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保存不变，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
根据点电荷电场强度公式
方向由N指向O；由于静电平衡，球壳为等势体，球壳内部N点的电场强度为零，M处点电荷在N点产生的电场强度与球壳上感应电荷在N点产生的电场强度大小相等、方向相反，所以球壳上感应电荷在N点产生的电场强度大小
方向由O指向N。
选项A正确。
3．C
【详解】
当把带正电荷的带电体B移近导体A左侧后，由静电感应A的左端感应带上负电荷、右端感应带上正电荷，则在P处的场强向左、B在P处产生的场强向右，当达到静电平衡后二者等大反向，则P处的场强为0。
故选C。
4．B
【详解】
A．尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A不符题意；
B．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B符合题意；
C．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C不符题意；
D．根据可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D不符题意；
故选B。
5．D
【详解】
A．静电电压有时很高，达到几万伏甚至更高，可能对人体造成很大的伤害，A错误；
B．静电在生产生活中可能给我们带来危害，我们也可以利用静电，给我们带来生活便利，比如静电喷器等，B错误；
C．南方的梅雨季节，空气潮湿做静电实验不容易成功，C错误；
D．油罐车后面拖地的金属链条作用是将静电荷导入大地，以防止放电引起危险，D正确。
故选D。
6．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。
7．C
【详解】
A．电场中某点场强的大小与试探电荷无关，A错误；
B．匀强电场中电场强度处处相同，根据
可知不同电荷在其中受力不同，B错误；
C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成，形成静电屏蔽，对作业人员起到保护作用，C正确；
D．电场线方向就是正电荷受力的方向，与电荷运动轨迹不同，如果粒子做曲线运动，受力的方向和运动方向一定不同，D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，打雷时，呆在汽车里更安全，A正确；
B．为了更好地防止雷电对建筑物的损坏，尖端放电，所以把避雷针设计成针形，B错误；
C．因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，C错误；
D．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，D错误。
故选A。
9．C
【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。c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大；而a点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在a点处产生的场强最小，所以Ec>Eb>Ea。
故选C。
10．D
【详解】
A．由于球壳内壁接地，电势为零，如果外壳带正电，电场线的方向指向无穷远处，无穷远处电势为零，而沿着电场线方向，电势降低，说明球壳电势大于零，与前提矛盾，因此金属球壳的外表面不带电，A错误；
B．由于静电感应，球壳内表面带负电，而且所带电荷量为，B错误；
C．由于球壳接地，球壳外部的电场强度处处为零，若在P处引入正点电荷q，，此时在球壳外表面上会感应出一定量的负电荷，它与q间的电场力与Q无关，C错误。
D．由于球壳接地，球壳外部的电场强度处处为零，即Q在某点产生的场强与感应电荷在某点产生的场强等大反向，合场强为零，因此金属球壳感应电荷在P处形成的场强大小为
方向指向球心，D正确。
故选D。
11．ABC
【详解】
A．由于静电屏蔽，导体空腔内任意点的电场强度均为零，A正确；
B．整个导体（包括内部空腔）是等势体，电势与大地电势相等，为零，B正确；
C．由于静电屏蔽，导体内部场强为零，没有电场线，因此内表面没有电荷，C正确；
D．由于静电感应，导体外表面的带有正电荷，他和Q产生的电场叠加，使导体内部场强为零，D错误。
故选ABC。
12．AC
【详解】
AB．电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极。选项A正确，B错误。
CD．构建类似于点电荷的辐射电场，越靠近金属丝的电场强度越大即
Em＞En
选项C正确，D错误。
故选AC。
13．AC
【详解】
A．在绝缘导体向带电小球移动过程中，导体中自由电荷受到外电场的作用力变大，使自由电荷不断定向移动，B端的感应电荷越来越多，故A项正确；
B．由于导体缓慢移动，所以移动过程中导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部电场强度应等于零，故B项错误；
CD．导体内合电场强度等于零，则感应电荷在M、N两端的电场强度应与带电小球P在M、N两端产生的电场强度大小相等、方向相反，由
可知C项正确，D项错误。
故选AC。
14．AC
【详解】
A．系统达到静电平衡后，因为金属板接地，电势为零，所以电场线分布如图所示
所以金属板右侧的电场的电场线分布与等量异种点电荷连线的中垂线右侧的电场线分布相同，所以O点场强大小为
A正确；
B．A点场强大小为
B错误；
C．B点场强大小为
C正确；
D．由上述分析可知AB点的场强大小不相等，方向相同，D错误。
故选AC。
15．(1)见解析；(2)见解析
【详解】
(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，
16．（1）内表面为0，外表面为4×10－6 C；（2）内表面为2×10－6 C，外表面为2×10－6 C；（3）内表面为0，外表面为2×10－6 C，（4）内表面为0，外表面为2×10－6 C
【详解】
（1）由静电平衡条件，静电荷分布在导体的外表面，可得金属桶内表面电荷量为零，外表面电荷量为＋4×10－6C；
（2）负电荷移入桶内后，由于静电感应，内壁感应出2×10－6 C的正电荷，相当于负电荷将等量的正电荷吸引到内壁。由电荷守恒定律可知，外表面有2×10－6 C的正电荷；
（3）当金属球与桶内壁接触，球所带负电荷迅速与内壁正电荷中和，从而内壁不带电，外壁带2×10－6 C的正电荷；
（4）若小球悬挂时，用手接触桶外表面，外表面的正电荷被中和，内壁正电荷受金属球负电荷束缚，保持不动。若再将小球从桶中取出，则由于导体在静电平衡时，净电荷只能分布在外表面，内壁2×10－6 C的正电荷将在电场力作用下移到外表面，即内表面带电荷为零。
17．，方向向右
【详解】
根据电场的叠加和静电平衡，球心O处的合场强为0，即感应电荷的电场强度与A、B两点电荷在O处所产生的合场强等大、反向，即
E感＝EA＋EB
A、B在O处产生的场强方向向左，所以E感向右。
18．（1）0；（2），方向向左
【详解】
（1）金属杆处于静电平衡时内部场强处处为0，故金属杆中点处场强为0
（2）内部场强是两个场强的叠加，所以
E感与E方向相反，电荷q在P处产生的场强方向向右，则E感的方向向左
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