9.4静电的防止与利用同步练习（Word版含答案）

9.4静电的防止与应用
一、选择题
1．下列有关静电的说法中错误的是(　　)
A．干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，是火花放电现象
B．室内栽花种草可有效防止静电
C．雷电对人类生活只有危害，没有益处
D．建筑物安装的避雷针是利用了尖端放电的原理
2．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
3．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 D．打雷时，在汽车里比在木屋里要危险
4．如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E和电势φ的关系是
A．
B．
C．
D．
5．对静电的认识，下列说法错误的是（ ）
A．在任何情况下，静电都不会对人造成伤害
B．油罐车尾部拖有落地金属链条，可避免静电造成危害
C．避雷针能将云层上的静电直接导入大地，可避免建筑物遭受雷击
D．将电子设备置于接地封闭金属罩中，可避免外界电场对设备的影响
6．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
7．关于电场，下列说法正确的是（　　）
A．电势有正负之分，因此电势是矢量
B．电势降低的方向就是电场强度的方向
C．电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向
D．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0
8．关于静电的利用和防范，以下说法正确的是（　　）
A．印染厂应保持环境干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上， 避免产生电火花引起爆炸
C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚
D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧
9．如图，静电喷涂时，被喷工件接正极，喷枪口接负极，它们之间形成高压电场．涂料微粒从喷枪口喷出后，只在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面，图中虚线为涂料微粒的运动轨迹．下列说法正确的是（ ）
A．涂料微粒一定带正电
B．图中虚线可视为高压电场的部分电场线
C．微粒做加速度先减小后增大的曲线运动
D．喷射出的微粒动能不断转化为电势能
10．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，在A、D两点放置电荷量分别为Q和的正电荷，将一原来不带电的金属球的球心放置在的中点O处，球内B、C两点与O点等距离，五点共线。设金属球上感应电荷在球内B、O、C三点产生电场的场强大小分别为、、，则下列结论正确的是（　　）
A．最大 B．最大 C．最大 D．
12．下列哪个措施是为了防止静电产生的危害（ ）
A．在高大的烟囱中安装静电除尘器 B．静电复印
C．在高大的建筑物顶端装上避雷针 D．静电喷漆
13．为了防止静电的危害，应减小电荷的聚集，下列措施中不正确的有
A．在小汽车上安装露在外面的天线 B．在飞机轮胎中使用导电的橡胶材料
C．在油罐车后面装一条拖地的铁链 D．印染厂在干燥天气时适当增加湿度
14．如图所示，A、B两点距离一处于静电平衡状态下的导体的两端很近。场强EA∶EB=1∶10。有一电荷仅在电场力作用下第一次通过A运动至无限远处，第二次通过B点运动至无限远处，则当该电荷经过A、B两点时的加速度之比aA∶aB；这两个过程中，电场力做功之比WA∶WB。（ ）
A．1∶10 1∶1 B．1∶10 1∶10
C．10∶1 1∶1 D．无法确定
15．在真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球，球心位置O固定，P为球外一点，M为球内一点，如图所示，以无穷远为电势零点，（已知均匀带电的球壳在壳内任意一点产生的电场强度均为零，在壳外某点产生的电场强度等同于把壳上电量全部集中在球心处的点电荷所产生的电场强度）.关于P、M两点的电场强度和电势，下列说法中正确的是
A．若Q不变，P点的位置也不变,而令R变小，则P点的场强减小
B．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变大（P点仍在球外），则P点的电势升高
C．若Q不变，M点的位置也不变，而令R变小（M点仍在球内），则M点的电势不变
D．若Q不变，M点的位置也不变，而令R变大，则M点的场强不变
二、综合题
16．尖端放电和静电屏蔽
（1）电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场强度___________，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正、负电荷___________的现象。
（2）尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷___________，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
（3）静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场___________，外电场对壳内不会产生影响。
（4）尖端放电和静电屏蔽的应用、防止。
a.尖端放电
①应用：___________是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
②防止：高压设备中导体的表面尽量___________，减少电能的损失。
b.静电屏蔽的应用
①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通讯电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰。
②电工进行高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业。
17．在生产和社会生活中，防范静电危害的主要措施有______、______和______。
18．如图所示，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_________（正电，负电，不带电）；
(2)A、B接触，先移去C后，再把A、B分开，则A______（正电，负电，不带电）。
19．如图所示的是一根电警棍，请设想：电警棍的工作原理是怎样的？
20．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等试问：
人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？
工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？
21．如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。
（1）分析在金属球上感应电荷的分布情况；
（2）求点电荷+Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；
（3）求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E＇，并说明方向。
参考答案
1．C
【详解】
A．干燥天气里化纤的衣服摩擦后带异种电荷而出现放电现象，从而会看到火花，听到劈啪声，故A正确；
B．室内栽花种草可增加空气的湿度，有效防止静电，故B正确；
C．雷电对人类生活有危害，也有益处，选项C错误；
D．建筑物安装的避雷针是利用了尖端放电的原理，选项D正确；
此题选择不正确的选项，故选C。
2．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．
3．B
【详解】
A．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，故A错误；
B．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，故B正确；
C．避雷针是利用了静电的尖端效应制作的，故避雷针必须做成针状，不能为了美观而做成球形，故C错误；
D．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，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图．
由于A处电场线较密，B处电场线较疏，C处场强为零，则．根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是，D正确．
5．A
【详解】
A、静电在积累比较多上，也会对人体造成伤害，故A符合题意；
B、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，故B不符合题意；
C、在高大的建筑物上安装避雷针，可使云层所带电荷通过避雷针进入大地，从而保护建筑物不受雷击，故C不符合题意；
D、封闭金属罩有屏蔽静电的作用，将电子设备置于接地封闭金属罩中，可避免外界电场对设备的影响，故D不符合题意。
故选A。
6．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。
7．D
【详解】
A．电势有正负之分，但是电势是标量，选项A错误；
B．电势降落最快的方向就是电场强度的方向，选项B错误；
C．电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向，选项C错误；
D．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，选项D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误；
B．油罐车在运动的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条的铁链就可以及时的把产生的静电导走，避免产生电火花引起爆炸，故B正确；
C．飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，故C错误；
D．绝缘性能良好的化纤制品制品的衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．由图知，工件带正电，则在涂料微粒向工件靠近的过程中，涂料微粒带负电，故A错误；
B．由于涂料微粒有初速度，初速度和电场力不一定方向相同，故涂料微粒的运动轨迹不一定沿电场线方向运动，故B错误；
C．根据电场强度的分布可知，所受电场力先减小后增大，微粒做加速度先减小后增大的曲线运动，故C正确；
D．涂料微粒所受的电场力方向向左，其位移方向大体向左，则电场力对涂料微粒做正功，其动能增大，电势能减小，故D错误．
10．B
【详解】
ABCD. 空心金属球会发生静电感应，内壁感应上负电荷，外壁感应上正电荷，空心金属球静电平衡后，是一个等势体，故金属球内外壁之间没有电场线，ACD错误，B正确。
故选B。
11．B
【详解】
左右两电荷源的电场可以看做是等量的电场和放在D处的另一点电荷的电场的叠加，即
，
但金属球处于静电平衡状态，内部场强处处为0，那么金属球上感应电荷在三点产生的场强一定与外电场的场强等大反向，即最大，ACD错误，B正确。
故选B。
12．C
【详解】
本题考查静电现象的应用于防止．ABD均为静电现象的应用，C为防止静电产生的危害，选C．
13．A
【详解】
A．在小汽车上安装露在外面的天线，它是无线电波接收电线，不属于静电应用，故A错误；
B．飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以着落时通过飞机导电橡胶制造的轮胎，将静电导走，故B正确；
C．油罐车后面装一条拖地的铁链，由于不停的摩擦，产生大量静电，通过其及时导走静电，属于静电防止，故C正确；
D．印染厂车间中，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时导走，是防止静电危害，故D正确；
本题选择不正确的，故选：A。
14．A
【详解】
由于
所以。由于导体在静电平衡时各处电势相等，所以把电荷移到无限远处，两次电场力做的功相同，所以。所以BCD错误，A正确。
故选A。
15．D
【详解】
A．若R变小，但P点的位置不变，P到Q的距离r不变，由可知，P点的场强不变，故A错误；
B．若R变小，由于P点的电场强度不变，所以从一电荷从P点移到无穷远处（电势为零），电场力做功不变，P与无穷远处间的电势差不变，因而P点的电势不变。故B错误；
C．若R变小（M点仍在壳内），根据题意可知，M点的电场强度仍为零，不变，因此球壳内的电势处处相等，由于球壳的变小，导致电荷从球壳移到无穷远处电场力做功增加，而球壳的电势比零大，所以球壳处的电势升高，M点的电势升高，故C错误；
D．若R变大，根据题意可知，M点的电场强度仍为零，不变，选项D正确。
16．很强 分离 中和 处处为零 避雷针 光滑
17．保持空气湿度 使用避雷针 让物体有良好接地
【详解】
在生产和社会生活中，防范静电危害的主要措施有保持空气湿度、使用避雷针和让物体有良好接地。
18．正电 不带电
【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，先移去C后，A、B上的电荷重新分布，再把A、B分开，则A、B都不带电。
19．利用静电产生高压
【详解】
电警棍的工作原理是利用静电产生瞬时高压而伤人。
20．人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
【详解】
（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
21．（1）左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷；（2）；（3），方向向左
【详解】
（1）在金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷；
（2）设在O放置一检验电荷q，+Q与q间的库仑力为
由场强定义得
（3）由于静电平衡后，O点的合场强为0，
所以感应电荷在O点处产生的场强E＇与E0等大反向，即
方向向左。