1.3静电的应用和防护 自主提升过关练（Word版含答案）

1.3静电的应用和防护 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，将不带电的枕形导体AB，放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为，与导体AB的中心O的距离为R。当导体AB达到静电平衡时，下列说法正确的是（　　）
A．导体A端带正电
B．导体A端的电势低于B端的电势
C．感应电荷在O点产生的电场强度大小为零
D．感应电荷在O点产生的电场强度大小为
2．如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的最近距离为2r。金属球达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A．金属球左侧带正电荷，右侧带负电荷。左侧比右侧电势高
B．金属球上感应电荷在球心处激发的电场强度的大小为
C．金属球上感应电荷在球心处激发的电场强度的方向向右
D．如果用一条导线把金属球左、右两侧相连，球上感应电荷将消失。
3．把一个架在绝缘支座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（　　）
A．A端的电势比B端的电势高
B．A端的电势比B端的电势低
C．感应电荷在导体A端内部产生的场强大于感应电荷在导体B端内部产生的场强
D．感应电荷在导体A端内部产生的场强小于感应电荷在导体B端内部产生的场强
4．法拉第笼是一个由金属编织成的笼子，笼体与大地连通。如图为某次演示中体验者进入笼子后，关闭笼门，操作员通过放电杆将78763Ⅴ高压直流电靠近笼子，当放电杆尖端距笼体很近时，出现放电火花。放电杆靠近但未放电前关于法拉第笼，下列说法正确的是（　　）
A．笼子外表面电荷均匀分布
B．若将高压放电杆放在笼子里面，笼子外面的人也是安全的
C．笼子里面的人是安全的是因为感应电荷在笼子内部形成的场强处处为0
D．上述情景下，将某一带电物体放在笼子外的电势能大于放在笼子内的电势能
5．对于处于静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是（　　）
A．内部有（净）电荷
B．内部各点（合）场强为0
C．内部各点电势为0
D．在导体外表面上，越平坦的位置电荷的密度越大，凹陷处最大
6．图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r。则感应电荷在球心的场强大小等于（　　）
A． B． C．0 D．
7．把带电体上产生的静电荷消除可以防止静电荷积累而造成危害，关于下列事例与此方法无关的措施是（　　）
A．飞机上安装接地电缆 B．电工钳柄上套有绝缘胶套
C．印染车间里保持适当的湿度 D．油灌车后面装有一条拖地铁链
8．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．静电屏蔽 B．摩擦起电
C．静电吸附 D．电磁感应
9．关于物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．静电除尘是为了防止静电产生的危害
B．避雷针的使用是为了防止静电产生的危害
C．沿椭圆轨道运动时，由近日点向远日点运动过程中引力做正功
D．沿椭圆轨道运动时，任意时刻引力都做功
10．下列关于静电复印机在工作过程中的说法正确的是（　　）
A．墨粉带正电 B．硒鼓上“静电潜像”带正电
C．复印过程中，白纸不带电 D．充电时让硒鼓表面带上负电
11．如图所示，P处有电荷量为Q的正电荷，MN是长为l的导体细杆，P、a、b、c是位于MN所在直线上的点，则以下说法正确的是（　　）
A．b、c两处的电势大小φb＞φc
B．若规定a处电势为0，则c处电势小于0
C．正电荷Q在b处产生的电场强度为0
D．a、b两处的电场强度大小Ea＜Eb
12．半径为R的金属球原来不带电，现将一个带电量为-Q（Q>0）的点电荷放在球的左侧，点电荷的位置和球心等高且距离球左侧l=3R ，如图所示。当球达到静电平衡后，球上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小和方向是（静电力常量为k）（　　）
A．，向右 B．，向左 C．，向右 D．，向左
13．经典电磁场理论明确地给出了场中导体对静电场的影响，若把一个金属球壳置于匀强电场中，周围电场线分布会出现如图所示的情况，其中有a、b、c、d四个位置，a、d两点对称分布在球壳两侧，b位于球壳上，c位于球壳中心，则（　　）
A．四个位置的电势高低排列为a>b=c>d
B．四个位置的场强大小排列为Ea=Ed>Eb=Ec
C．球壳表面的电场线与球壳表面都垂直
D．感应电荷在球壳内部c处的场强为零
14．如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（　　）
A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破
B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽
C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零
D．屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用
15．如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（　　）
A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破
B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽
C．电工穿上屏蔽服后，体内电场强度为零
D．电工穿上屏蔽服后，体内电势为零
二、解答题
16．如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击．经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电．
（1）为什么靠近传送带的物体也会带电？
（2）你可以用什么方法来解决电击问题？
17．用一块干的毛皮摩擦一个塑料球，再把带电的塑料球悬吊在半空，在它正下方的桌面上放置一台电子秤，秤上放置一个静止的中性金属球。然后把塑料球慢慢接近金属球，如图所示。
（1）试画出两个球体上的电荷分布。
（2）试描述并解释电子秤的示数变化。
（3）一名同学认为这个装置可以用来验证库仑定律。他的看法对吗？为什么？
（4）如果保持塑料球静止，把金属球瞬时接地，电子秤的示数有什么变化？
参考答案
1．D
【详解】
A．由于点电荷带负电，产生静电感应，根据“近异远同”可知导体A端带负电，B端带正电，故A错误；
B．处于静电平衡的导体是一个等势体，所以导体A端的电势等于B端的电势，故B错误；
CD．处于静电平衡的导体内部各点的合场强为零，则导体中心O点的场强为零，故感应电荷在O点的产生场强与点电荷在O点的场强等大反向，大小为，方向向左，故C错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．金属球达到静电平衡后，金属球是一个等势体，表面是等势面，则左侧和右侧电势相等，故A错误；
BC．金属球达到静电平衡后，金属球内部场强处处为零，则金属球上感应电荷在球心处激发的电场强度和点电荷Q在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，根据
代入数据解得
点电荷Q在球心处产生的电场强度
方向水平向左，则金属球上感应电荷在球心处激发的电场强度的大小
方向向右，故B错误，C正确；
D．如果用一条导线把金属球左、右两侧相连，在不把点电荷移走的情况下，球上感应电荷不会消失，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
AB．导体放在负电荷的电场中，平衡时导体是等势体，则A端的电势等于B端的电势，选项AB错误；
CD．平衡时导体内部各点的场强为零，即负电荷在导体内部某点的场强与感应电荷在该点的场强等大反向，因负电荷在导体A端内部产生的场强大于在导体B端内部产生的场强，则感应电荷在导体A端内部产生的场强大于感应电荷在导体B端内部产生的场强，选项C正确，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．笼子处于静电平衡状态，笼子的感应电荷分布在笼子的外表面，电荷分布是不均匀的，故A错误；
B．若将高压放电杆放在笼子里面，笼子处于静电平衡状态，笼子外面的人也是安全的，故B正确；
C．笼子处于静电平衡状态，即感应电荷产生的电场与静电感应的高压静电场的合场强为零，感应电荷在笼子内部产生的电场强度不为零，故C错误；
D．由于不知道某一带电物体的电性，无法判断带电物体放在笼子外的电势能与放在笼子内的电势能的大小，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
ABC．处于静电平衡状态的导体内部净电荷为零，没有电荷的定向移动，所以内部合场强为零，导体是等势体，但不一定电势为零，故AC错误，B正确；
D．在导体外表面上，越平坦的位置电荷的密度越小，尖端处最大，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
处于静电平衡中的导体内部场强处处为零，Q在O点产生的场强与感应电荷在O点产生的场强等大反向，由此可知静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为。
故选D。
7．B
【详解】
A．飞机上安装接地电缆，是为了防止静电荷积累而造成危害，故A不符合题意；
B．电工钳柄上套有绝缘胶套，是为了防止触电，而不是为了防止静电，故B符合题意；
C．印染车间里保持适当的湿度，是为了防止静电荷积累而造成危害，故C不符合题意；
D．油灌车后面装有一条拖地铁链，是为了防止静电荷积累而造成危害，故D不符合题意。
故选B。
8．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。
9．B
【详解】
A．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，A错误；
B．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电荷，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，故避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，B正确；
C．沿椭圆轨道运动时，由近日点向远日点运动过程中，引力方向与速度方向夹角是钝角，引力对行星是做负功，C错误；
D．沿椭圆轨道运动时，当行星处在近日点和远日点两个位置时，引力方向与速度垂直，此时引力不做功，D错误。
故选B。
10．B
【详解】
静电复印机工作时硒鼓带正电，墨粉带负电，充电时让硒鼓表面带上正电，复印过程白纸会带上电荷。
故选B。
11．B
【详解】
A．根据静电感应原理，处于静电平衡的导体是等势体，b、c两处的电势大小相等，A错误；
B．P处有电荷量为Q的正电荷，沿着电场线方向，电势逐渐降低，a处电势为0，则c处电势小于0，B正确；
C．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即Eb=0，内部场强为感应电荷产生的场强与正电荷Q在b处产生的场强之和，所以正电荷Q在b处产生的电场强度不为0，C错误；
D．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即Eb=0，a处的电场强度不为0，所以
D错误。
故选B。
12．A
【详解】
当球达到静电平衡后，内部合场强为零，即点电荷在球心O点的场强与感应电荷在O点的场强等大反向，则球上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小
方向向右。
故选A。
13．ABC
【详解】
A．置于匀强电场中的金属球壳为等势体，则
φb=φc
又依据沿着电场线方向电势是降低的可知
φa＞φb=φc＞φd
故A正确；
B．依据电场线的疏密体现电场强度的强弱知a、d点的电场强度相等，金属壳内场强为零，则
Ea=Ed＞Eb=Ec
故B正确；
C．根据电场线与等势线垂直可知小球表面的电场线与为等势体的小球的表面垂直，故C正确；
D．小球内部c处的合场强为零，由向右的外电场和向左的感应电场叠加而成，而感应电荷在球壳内部c处的场强不为零，故D错误。
故选ABC。
14．BC
【详解】
屏蔽服的作用是在穿上后，使处于高压电场中的人体内电场强度处处为零，从而使人体免受高压电场及电磁波的危害，可知BC正确，AD错误;
故选BC。
15．BC
【详解】
屏蔽服的作用是使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等势屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，等势面说明电势相等而不是等于0，而电场中的导体内的电场强度为0。
故选BC。
16．(1)见解析；(2)见解析
【详解】
（1）传送带因为与被传送的物体间发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为感应也带上电。
（2）要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者用导体制造传送带，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。
17．（1）见解析；（2）电子秤示数变小；（3）不对；原因见解析；（4）电子秤示数不会变化
【详解】
（1）塑料球被毛皮摩擦带生了负电，靠近中性金属球，是金属球发生静电感应，近端带上异种电荷，远端带上同种电荷。
（2）由于金属球会受到塑料球向上的吸引力，使得其对电子秤压力减小，电子秤示数变小；
（3）库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，这里的带点球不能看成点电荷，故不能验证库仑定律，此同学看法不对；
（4）金属球接地，和大地构成一个导体，上表面仍有感应电荷，还受到向上的吸引力，故电子秤示数不会变化。