9.4 静电的防止与利用 同步练习（Word版含答案）

第九章第四节：静电的防止与利用
一、选择题
1．电工穿的高压作业服是用金属丝编织的，下列说法正确的是（　　）
A．金属丝编织的衣服不易拉破
B．金属丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
C．电工被金属丝衣服所包裹，使体内电场强度为0
D．金属丝电阻小，能对人体起到保护作用
2．下列说法不属于静电的应用的是（ ）
A．静电复印 B．静电除尘
C．静电喷漆 D．静电屏蔽
3．在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服是用铜丝编织的，则下列说法正确的是（ ）
A．铜丝编织的衣服不易拉破
B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用
C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零
D．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零
4．下列项目中，不是利用静电技术的是(　　)
A．静电除尘 B．静电复印
C．静电植绒 D．高层建筑上安装避雷针
5．静电在生活中是常见的现象，有的可以利用，有的需要防止．下列实例属于利用静电的是
A．油罐车有一条铁链拖地
B．飞机轮胎用导电橡胶制作
C．喷漆时让喷嘴喷出的油漆带上电
D．汽车加油站的工作人员不能穿腈纶衣服
6．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
7．如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时(　　)
A．P、R上均有感应电荷
B．P、R上均没有感应电荷
C．P上有而R上没有感应电荷
D．P上没有而R上有感应电荷
8．下列现象中属于利用静电的是（　　）
A．常用复印机复印文稿
B．常用家用照相机成像在底片上
C．针式打印机打印文字图像
D．家用电器如洗衣机接有地线
9．在下列各种措施中，目的不是利用静电作用的是（ ）
A．静电除尘 B．在高大的建筑物顶端装上避雷针
C．静电喷涂 D．静电复印
10．如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近不接触，且未发生放电现象时，下列说法中正确的是
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内部场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强
D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
11．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
12．下列与静电屏蔽无关的是
A．避雷针的顶端做的很尖细
B．用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙
C．超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成
D．电视闭路线芯外常包有一层金属网
13．下列说法正确的是（　　）
A．“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则，质子和电子都是元电荷
B．电场是库仑首先提出来的，电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用
C．若放入正电荷时，电场中某点的电场强度方向向右，则放入负电荷时，该点的电场强度方向仍向右
D．在高大的建筑物上安装避雷针的目的是直接导走云层中的电荷
14．如图所示为静电除尘机理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，放电极和集尘极加上高压电场，使尘埃带上负电，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，达到除尘目的，图中虚线为电场线方向未标．不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则　　
A．电场线方向由放电极指向集尘极
B．图中A点电势高于B点电势
C．尘埃在迁移过程中电势能减小
D．尘埃在迁移过程中动能减小
二、填空题
15．以下四项中，属于利用静电的是________________（填序号）；属于防止静电的是________________（填序号）．①静电复印；②印染车间保持适当的湿度；③静电喷涂；④油罐车尾部拖一条铁链．
16．为了清除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是有金属管A和在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地，其目的是______；AB间有很强的电场，其距B越近电场______（选填“越强”或“越弱”），因此B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到______（选填“A”或“B”）上得到电子又变成空气分子，电子奔向______（选填“A”或“B”）的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带______（选填“正”或“负”）电，吸附到______（选填“A”或“B”）上，这样排出的烟就变清洁了。
17．如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个小孔，若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，则球壳外表面带_______电，内表面带_______电；若用手接触一下球壳后移走带电小球，则球壳的外表面带_______电荷；若带电小球与球壳的内壁接触，球壳的外表面带_____电荷，内表面_______电荷.
三、综合题
18．在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被电一下。这是为什么？
19．以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大。
（1）试判断所接高压电源的极性；
（2）试定性说明静电除尘器的工作原理；
（3）设金属管A的内径r＝3 m，长为L＝50 m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4 kg/（s·m2），求其工作一天能回收煤粉多少吨？（最后结果取三位有效数字）
20．如图所示，真空中有相距为的A、B两点放置着等量同种正点电荷，现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒，棒内有一点恰好落在中垂线上，且，已知静电力常量，当棒达到静电平衡后，求：
（1）两点电荷间的库仑力大小
（2）A、B两点电荷在棒内P点产生的场强的大小
参考答案
1．C
【详解】
电工在进行高压作业时，要穿上用金属丝编织成的高压作业服，相当于把人体用金属网罩起来，起到静电屏蔽的作用，这样，外部电场就不会影响到人体，从而避免了感应电流对人体的伤害，所以C正确；ABD错误；
故选C。
2．D
【详解】
试题分析：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；错误
B、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；错误
C、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；错误
D、静电屏蔽是利用金属网罩，将外电场屏蔽在金属网罩外面，使金属网罩内场强为零，不属于静电应用；正确
故选D
3．C
【详解】
屏蔽服的作用是在穿用后，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C正确，ABD错误；故选C
4．D
【详解】
ABC．利用静电可以进行静电除尘、静电植绒、静电复印，故A、B、C不符合题意；
D．高大建筑物上的避雷针和油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防止；故D符合题意。
5．C
【详解】
试题分析：油罐车有一条铁链拖地、机轮胎用导电橡胶制作、汽车加油站的工作人员不能穿腈纶衣服
都是防止静电；而喷漆时让喷嘴喷出的油漆带上电是利用静电知识，故选C．
6．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。
7．D
【详解】
把一个带正电Q的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内，带负电的电子被带正电的小球吸引到内表面，内表面带负电，外表面剩余了正电荷，外表面带正电，而R处于电场中，出现静电感应现象，从而导致R上有感应电荷出现；若将带正电Q的小球放入带-Q电荷M空腔内时，因同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，若正负电荷相等，则金属壳上没有多余电荷，则P处没有电场，因而没有感应电荷；故ABC错误，D正确．故选D．
8．A
【详解】
A．复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉成在纸上，属于静电的利用，故A正确；
B．光学照相机成像在底片上，使用感光的化学材料，故B错误；
C．针式打印机打印图象，使用的点阵打印的技术，没有用到静电，故C错误；
D．洗衣机接地是为了防止静电危害，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】
高大建筑物上的避雷针和油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防止；利用静电可以进行静电除尘、静电喷涂、静电复印，B正确。
故选B。
10．A
【详解】
A、离的越近，导体上的电子与负电荷排斥力越大，越会向左排斥，故N端带负电荷越多，M端带的正电荷也越多，故A正确；
B、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，故B错误；
C、D、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线，由于带电小球在M点产生的场强大，故感应电荷在M点产生的场强也大，故CD错误；
故选A
11．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．
12．A
【详解】
静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，这就叫做静电屏蔽．空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽，空腔导体接地的屏蔽为全屏蔽．空腔导体在外电场中处于静电平衡，其内部的场强总等于零．因此外电场不可能对其内部空间发生任何影响．
A．避雷针利用尖端放电原理，与静电屏蔽无关，A正确；
B．静电屏蔽不但可以使金属笼（或金属壳）内部不受外部电场的影响，还可以通过把金属笼（或金属壳）接地的方法隔离内部带电体的电场对外界的影响，B错误；
C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成能起到静电屏蔽的作用，C错误；
D．电视闭路线芯外常包有一层金属网利用静电屏蔽原理消除外电场的影响，D错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．“元电荷”是最小的电荷量，用e表示，则e＝1.60×10 19C，质子和电子的电荷量数值都等于元电荷，但质子和电子是实物粒子，不是元电荷，故A错误；
B．电场是法拉第首先提出来的，电荷A对电荷B的作用就是电荷A的电场对B的作用，故B错误；
C．放入正电荷和负电荷时，该点的场强均向右，故C正确；
D．建筑物上安装避雷针的原理是通过尖端放电来中和云层中的电荷，故D错误；
故选C。
14．C
【详解】
A项：由于尘埃带负电，要使尘埃向集尘极偏转，所受的电场力应指向集尘极，所以电场线应由集尘极指向放电极，故A错误；
B项：由A分析可知，电场线从集尘极指向放电极，放电极带负电，由于A离放电极较近，所以A点电势较低，故B错误；
C项：尘埃在迁移过程中电场力做正功，电势能减小，故C正确；
D项：尘埃在迁移过程中由动能定理可能，尘埃动能增大，故D项错误．
15．①③ ②④
【详解】
①静电复印是利用光敏半导体的光导特性和静电作用复制成品的方法，故①是利用静电。③静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，属于静电的应用，故③是利用静电。故选①③。
②印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，由于有一定的湿度，能及时导走。故②防止静电。④油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走。故④属于静电的防止。故选②④。
16．防止静电 越强 B A 负 A
【详解】
为了清除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是有金属管A和在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地，其目的是防止静电；
AB间有很强的电场，其距B越近，电场线越密集，电场越强，因此B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到A上，这样排出的烟就变清洁了。
17．负 正 正 负 不带
【详解】
若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，由于静电感应，则球壳外表面带负电，内表面带正电；若用手接触一下球壳后，外表面的负电荷流入地下，移走带电小球，则球壳的外表面带正电荷；若带电小球与球壳的内壁接触，则接触使球壳带负电，球壳的外表面带负电荷，内表面不带电荷．
18．见解析
【详解】
由题意可知，脱掉外衣时，出现摩擦起电现象，当伸手去摸金属门把手，使产生的大量静电导走，从而出现放电现象，所以感觉被“电”了一下。
19．（1）a为正极，b为负极；（2）带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上；（3）28.5 t
【详解】
（1）因为煤粉吸附电子，所以带负电，为了将煤粉吸附在金属管上，因此与金属管相连的a为正极，与金属丝相连的b为负极。
（2）由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上。
（3）设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积
S＝2πrL
则
20．（1） （2）
【详解】
(1)根据库仑定律，A、B两点间的库仑力大小为：
代入数据得：
(2)由知，A、B处电荷在P点产生场强，大小都是：
，
方向背离A或B，故P处外场强为：
；
方向过P背离O，由，
得
负号表示方向由P指向O；