9.4静电的防止与利用基础巩固（word版含答案）

9.4静电的防止与利用基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．油罐车底部装有一条拖地的铁链，其目的是（ ）
A．向外界散热 B．作为油罐车标志
C．接地放电，避免电荷积累 D．发出响声，起警示作用
2．低碳环保是我们追求的生活方式。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，当铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香产生的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是（　　）
A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上
B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大
3．以下实例中不属于防范静电危害的是（　　）
A．建筑物上安装避雷针
B．通过复印机把文件、资料等快速复印下来
C．机械设备要良好地接地
D．保持印染车间的空气有一定的湿度
4．避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面，M、N是电场中的两个点。下列说法正确的是（　　）
A．避雷针尖端感应出了负电荷
B．M点的场强比N点的场强大
C．M点的电势比N点的电势高
D．负电荷从M点移动到N点，电场力做正功
5．下列属于静电防止的是（ ）
A．静电复印 B．静电除尘 C．静电喷涂 D．避雷针
6．如图，放在绝缘台上不带电的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　）
A．验电器C的金属箔片将张开
B．金属罩B的右侧外表面带正电荷
C．用导线连接金属罩B和验电器C的金属球，验电器金箔张开
D．金属罩B左、右两侧电荷电性相同
7．将头发微屑悬浮在蓖麻油里并放到电场中，微屑就会按照电场强度的方向排列起来，显示出电场线的分布情况，如图所示．图甲中的两平行金属条分别带有等量异种电荷，图乙中的金属圆环和金属条分别带有异种电荷．比较两图，下列说法正确的是（ ）
A．微屑能够显示出电场线的分布情况是因为微屑都带上了同种电荷
B．在电场强度为零的区域，一定没有微屑分布
C．根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部电场为匀强电场
D．根据圆环内部区域微屑取向无序，可知圆环内部各点电势相等
8．阴极射线管电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为(　　)
A．灰尘的自然堆积
B．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附
C．灰尘玻璃有较强的吸附灰尘的能力
D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
9．如图所示，放在绝缘台上的金属罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　）
A．金属罩B内的场强不为零
B．在B的右侧内表面带正电荷
C．若将B接地，验电器的金属箔片将张开
D．B和C电势处处相等
10．如图所示是用一种新颖的“静电"绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩。熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）
A．静电感应 B．摩擦起电 C．静电吸附 D．电磁感应
11．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是（ ）
A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C．化纤手套与接触物容易摩擦起电，存在安全隐患
D．在加油站可以用绝缘的塑料梳子梳头
12．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
13．如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是(　　)
A．Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φc
B．Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φc
C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb＞φc
D．Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc
14．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
15．一个带绝缘底座的空心金属球A带有的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
二、填空题（共4题）
16．电荷在导体表面的分布一般是_______（选填“均匀”或“不均匀”），越是尖凸的部分，电荷密度_____（选填“越大”、“越小”或“均匀”），也容易放电，这称为尖端放电。
17．如图，实心金属球A半径为R，带电量为Q，点电荷B带电量为与A球心间的距离为当B不存在而只有A存在且达到静电平衡状态时，电荷Q在球心O处的电场强度等于___________当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时，金属球上的电荷在球心O处产生的场强的大小等于___________
18．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如右图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强__________（填“越大”或“越小”）．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子、粉尘吸附电子后被吸附到______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．
19．为了探究收音机接收电磁波的情况好坏于哪些因素有关，小明同学将一只袖珍收音机调好电台节目和音量，完成以下实验：
步骤一：将收音机放进一只铅桶内，发现音量明显变小，取出后又恢复到原来的音量。
步骤二：将收音机放进一只木桶内，发现音量大小不变。
步骤三：将收音机放进一只铁桶内，发现现象与步骤一相似。
步骤四：将收音机放进一只塑料桶内，发现现象与步骤二相似。
（1）根据以上实验，小明认为：电磁波在传播途中，若遇到__________类物体，其强度会减弱
（2）根据以上实验，你能设计一种防电磁辐射的器具___________________。
三、综合题（共4题）
20．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置。金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头，逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可以看到放电现象。A、B两个金属柱，哪个容易放电？（实验时注意身体要远离带电体，以防触电。）
21．身上穿的化纤衣服常会贴在人的身体上，为什么？
22．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。
23．如图所示，在孤立点电荷+Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线（用实线表示，要求严格作图）．
参考答案
1．C
【详解】
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C答案正确。
故选C。
2．B
【详解】
ABC．中性空气分子在强电场中被电离成电子和带正电的离子，烟尘颗粒吸附电子后带上负电，在电场力作用下向铝板做加速运动，故AC错误；B正确；
D．因铝板与缝被针间的电场线形状相当于横向放置的锥形体，离铝板越近，电场线越稀疏，电场强度越小，烟尘颗粒受电场力越小，加速度越小，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
A．建筑物上安装避雷针，是为了防止静电对建筑物造成伤害，属于防范静电的危害，不符合题意，A错误；
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，属于静电的应用，符合题意，B正确；
C．机械设备要良好接地，可以将设备使用的过程中产生的感应电荷导走，属于防范静电的危害，不符合题意，C错误；
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，属于防范静电危害，不符合题意，D错误；
故选B。
4．C
【详解】
A．电场线从正电荷（无穷远处）出发，到负电荷（无穷远处）终止，由此可知避雷针尖端感应出了正电荷，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示场强的大小，所以M点的场强比N点的场强小，故B错误；
C．电场线方向是从电势高的等势面指向电势低的等势面，即沿电场线方向电势逐渐降低，所以M点的电势比N点的电势高，故C正确；
D．对负电荷来说，从高电势向低电势运动，电场力做负功，故D错误。
故选 C。
5．D
【详解】
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，A不符合题意；
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，B不符合题意；
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，C不符合题意；
D．避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，D符合题意．
故选D。
6．B
【详解】
BD．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”的结论，B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷，故B正确，D错误；
A．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内部电场强度处处为零，故验电器的金箔不张开，故A错误；
C．用导线连接金属罩B和验电器C的金属球，金属罩内的场强仍为零，即验电器金箔不会张开，选项C错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．蓖麻油是绝缘的，故头发微屑不带电，故A错．
B．在电场的区域，微屑取向无序，故B错．
C、D．根据圆环内部区域微屑取向无序，知圆环内部各点电场强度为，即圆环内部发生静电屏蔽，为等势体，故C错，D对．
综上所述本题答案是：D
8．D
【详解】
灰尘的自然堆积，但不是主要原因，故A错误；电视机工作时，屏表面温度较高而吸附，但不是主要原因，主要原因是静电吸附灰尘，故B错误；灰尘玻璃有较强的吸附灰尘的能力，故C错误；阴极射线管电视机的工作原理：阴极射线管发射的电子打在电视机的玻璃荧光屏上，而显示图像．由于屏表面有静电而吸附灰尘，故表面经常有许多灰尘，故D正确．
故选D．
9．D
【详解】
A．由于金属网罩的静电屏蔽作用，内部场强为零，A错误；
B．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布， B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷， B错误；
C．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B内的场强为零，验电器的金属箔片不张开，C错误；
D．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
静电能吸引轻小物体，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，会被静电吸附在表面，无法通过，从而起到隔离病毒的作用，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．C
【详解】
AD．用塑料梳子梳头时会产生静电，穿衣、脱衣也会产生静电，这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故AD错误；
B．工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会产生静电，故B错误；
C．化纤手套与接触物容易摩擦起电，有可能引起油料燃烧，故C正确。
故选C。
12．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．
13．D
【详解】
将带正电的小金属球A放入腔中，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．整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面．画出电场线的分布，根据电场线越密，场强越大，顺着电场线，电势降低，判断场强和电势的大小．
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，c处电场线较疏，b处场强为零，则Ea＞Ec＞Eb．
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φa＞φb＞φc．
故选D
14．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
15．B
【详解】
B球与A球接触后成为一个新的导体，由于带电导体的电荷只能分布于导体的外表面，故，，故B正确，ACD错误；
故选B。
16．不均匀 越大
【分析】
考查电荷在导体表面的分布情况。
【详解】
（1）[1]电荷在导体表面一般分布不均；[2]越尖凸的地方电荷密度越大。
17．0
【详解】
[1]根据静电平衡状态的特点可知，孤立导体内部的电场强度为0。所以当B不存在而只有A存在且达到静电平衡状态时，电荷Q在球心O处的电场强度是0；
[2]利用静电平衡的特点，内部场强处处为零，即感应电荷在导体内部产生的电场与球外电荷产生的电场强度大小相等，所以
18．越大 A
【详解】
电源的两极分别接在AB上，净电荷一般分布在尖端，所以B处分布电荷较为密集，则距离B越近场强较大，粉尘吸附电子后带负电，在电场力的作用下将会向正极板运动，即向A运动，最后被吸附到A上
故答案为越大；A
19．金属 屏蔽头盔
【详解】
（1）[1]由以上四步可知，影响信号接收的为金属，故可知电磁波在传播过程中遇到金属时强度会减弱；
（2）[2]金属可以减小电磁波的强度，则我们可以发明一种金属罩，而减小一些精密仪器受电磁波的影响，例如：屏蔽衣，屏蔽头盔，屏蔽眼镜等。
20．A金属柱容易放电
【详解】
如图中所示，A为尖头、B为圆头。当金属板M、N接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故A金属柱容易放电。
21．见详解
【详解】
人体活动时，皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电，人体与化纤衣服之间带有异种电荷，相互吸引，由于化纤衣服比较轻，所以身上穿的化纤衣服常会贴在人的身体上。
22．（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
23．
【详解】
试题分析：导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，根据点电荷产生的电场的特点即可画出图象．
画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线)，如图所示.导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反.