1.7静电的利用和防护 同步作业（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 同步作业（解析版）
1．地毯中加入少量的金属纤维是为了（　　）
A．避免人走动时产生静电 B．将人走动时产生的静电及时导走
C．增加地毯的强度和韧性 D．对地毯起装饰作用
2．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
3．如图所示是静电除尘的原理示意图，A为金属管，B为金属丝，在A、B之间接上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比较清洁了．有关静电除尘的装置，下列说法正确的是（ ）
A．金属管内形成的电场为匀强电场
B．D为烟气的进气口，C为排气口
C．金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极
D．以上说法均不正确
4．如图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点，将导体P靠近但不接触点电荷Q。当导体P处于静电平衡状态时，a、b两点电场强度大小为Ea、Eb，电势大小为φa、φb，规定无穷远电势为零。下列关系正确的是（　　）
A．Ea＞Eb B．Ea=Eb=0 C．φa＞φb D．φa=φb=0
5．如图所示，A是带正电的小球，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。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A．左端感应出正电荷，右端感应出负电荷
B．M、N两点电场强度大小的关系为EM>EN
C．M、N两点电场强度大小的关系为EM=EN
D．若把A移走，则左端和右端仍显电性
6．下列说法正确的是（　　）
A．要实现静电屏蔽必须用密封的金属容器
B．静电平衡时，导体外表面越尖锐的位置电荷的密度越小
C．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0
D．处于静电平衡状态的导体，其感应电荷产生的电场强度处处为0
7．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．
8．如图所示为处于静电场中某空腔导体周围的电场分布情况，实线表示电场线，虚线表示等势面，A、B、C为电场中的三个点，O为空腔导体内的一点，已知处于静电平衡的导体是个等势体，规定无穷远处的电势为0．下列说法正确的是（ ）
A．O点的电势为零
B．A点的电场强度大小小于B点的电场强度
C．导体表面的电场线与导体表面不垂直
D．将正电荷从A点移到C点，电场力做正功
9．下列说法正确的是（ ）
A．电荷处在电势越高的地方电势能越大
B．电场中电场强度越大的地方，电势越高
C．电势降落的方向必定是场强的方向
D．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零
10．在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏蔽状态”．在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响．空腔导体内部可以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰．下列说法正确的是（　　）
A．场是一种人为假设，实际是不存在的
B．航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力
C．在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0
D．外电场在空腔导体的内部产生的场强为0，所以外电场被屏蔽
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，将原来不带电的绝缘导体AB，置于带正电的点电荷C所形成的电场中，规定大地或无穷远处的电势为零，则有
A．绝缘导体上A、B两点的电势相等，且都为负值．
B．绝缘导体上A点的电势高于B点的电势，且都为正值
C．绝缘导体上的感应电荷在导体内部一点D产生的场强大小等于点电荷C在D点产生场强的大小
D．如果用手指瞬间接触导体AB后再把C移走，则导体AB带上正电荷
13．将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．A点的电势低于B点的电势
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
C．一带负电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能
D．由于静电感应，小球N左端应带负电、右端应带正电
14．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
15．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
16．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？
17．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？
参考答案
1．B
【详解】
人在地毯上走动时，鞋底与地毯之间会产生静电，会对生活带来不便和危害，阻止静电的产生是不可能的，但可以采取措施及时将静电导走。在地毯中加入少量金属纤维就是为了将产生的静电导向地面。
故选B。
2．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
3．C
【详解】
试题分析：当管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子．负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电．因此，带电尘粒在电场力的作用下，向管壁移动，并附在管壁上，这样，消除了烟尘中的尘粒．
解：A、当管内接通静电高压时，管内产生的电场是以B为圆心的辐射状的电场，不是匀强电场．故A错误；
B、由于煤粉被吸到A上后，在重力的作用下降向下运动，所以C不能做排气口．故B错误；
C、D、管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子．负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电．所以金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极，故C正确；D错误．
故选C．
【点评】本题考查了静电在实际生产中的应用，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例．基础题目．
4．B
【详解】
处于静电平衡的导体，其内部场强为零。导体为等势体，因为导体处于正电荷附近，所以a、b两点电势相等且大于零。
故选B。
5．C
【详解】
A．根据静电感应原理，当导体B达到静电平衡后，左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，故A错误；
BC．当导体B达到静电平衡后，其内部电场强度处处为0，故M、N两点电场强度大小相等，故B错误，C正确；
D．若把A移走，则左端和右端电荷中和，不显电性，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．要实现静电屏蔽必须用金属容器，但是不一定是密封的，金属导体和金属网都能实现静电屏蔽，选项A错误；
B．静电平衡时，导体外表面越尖锐的位置电荷的密度越大，选项B错误；
CD．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，其感应电荷产生的电场强度与外界电场等大反向，合场强处处为0，选项C正确，D错误；
故选C。
7．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。
8．B
【详解】
试题分析：处于静电平衡状态的导体其内部电场强度处处为零，电势不为零，其表面为等势面，而电场线与等势面垂直，故A、C错误；电场线密集处电场强度大，电场线稀疏处电场强度小，故，B正确；A、C在同一等势面上，电势差为零，，将正电荷从A点移到C点，电场力做功为零，故D错误．
考点：电场线、等势面的特点，静电平衡，电场力做功的特点．
9．D
【详解】
试题分析：负电荷在低电势处电势能大，正电荷在高电势处电势能大，A错误；电势是人为规定的，与电场强度无关，B错误；沿场强方向电势一定降低，但电势降落的方向不一定是场强的方向，应该是电势降落最快的方向才是场强的方向，故C错误；处于静电平衡状态的导体内部，原电场与感应电荷产生的附加电场完全抵消，场强处处为零，故D正确．
考点：考查了电场强度，电势，电势能
【名师点睛】根据公式分析电势能与电势的关系；电场强度与电势无关；电势降落最快的方向才是场强的方向；处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零．
10．C
【详解】
场是看不见，摸不着，但是物质形态存在的．所以A错误．航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中物体间没有相互作用力，但仍存在重力．所以B错误．由于静电屏蔽作用，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．所以导体腔内任意点的场强为零，C正确．外电场在空腔导体的内部产生的场强，与感应电荷在内部的电场强度相互叠加后为0，所以D错误;故选C．
点睛：解决本题的关键知道静电平衡时：导体内部场强为零、电荷只分布在导体的外表面、导体是等势体，外表面是一个等势面．
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．C
【详解】
试题分析：处于静电平衡的导体，表面是等势面，导体是等势体，所以绝缘导体上A、B两点的电势相等，电场线从C到导体，再到无穷远，导体的电势高于大地的电势，为正值，所以A项错误；B项错误；处于静电平衡的导体内部电场强度为零，D点的合场强为零，感应电荷在D点产生的电场强度与电荷C在D点产生的电场强度大小相等方向相反，所以C项正确；用手指瞬间接触导体，大地上的电子转移到导体上，电子与导体右端的正电荷中和了，再把C移走后，导体AB带上负电荷，所以D项错误．
考点：本题考查了静电场中的导体和电势
【名师点睛】处于静电平衡的导体的特点，导体为等势体，导体表面为等势面，导体内部场强处处为零．
13．CD
【详解】
A．根据沿电场线方向电势不断降低，可知，A点的电势高于B点的电势，故A错误；
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，由于速度方向不断变化，故带正电的粒子不会沿着电场线运动到B点，故B错误；
C．根据负电荷在电势越低点的电势能越大，且A点的电势高于B点的电势，可知带负电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，故C正确；
D．由图可知，小球M带正电，根据静电感应的原理“近异远同”，可知，小球N左端应带负电、右端应带正电，故D正确。
故选CD。
14．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。
15．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．
16．（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．
17．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．