1.7静电的利用和防护 学科素养提升练（word版含答案）

1.7静电的利用和防护 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．随着科学技术的发展，人们对静电特性的认识越来越深入，静电在生产、生活实践中得到了广泛地应用，但有时也要防止静电产生的危害．下列措施属于利用静电的是（ ）
A．油罐车尾的铁链
B．静电喷涂机
C．避雷针
D．飞机上的“放电刷”
2．静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是（ ）
A．涂料微粒向工件运动时不受电场力 B．涂料微粒一定带正电
C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可能带正电，也可能带负电
3．有一半径为R的均匀带电薄球壳，在通过球心的直线上，各点的场强E随与球心的距离x变化的关系如图所示；在球壳外空间，电场分布与电荷量全部集中在球心时相同，已知静电常量为k，半径为R的球面面积为S=4πR2，则下列说法正确的是（　　）
A．均匀带电球壳带电密度为
B．图中r=1.5R
C．在x轴上各点中有且只有x=R处电势最高
D．球面与球心间电势差为E0R
4．下列与静电现象有关的说法正确的是（　　）
A．人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球对头发有电场力的作用
B．油罐车的下端铁链拖地疏导电荷，油罐车上多余的正电荷通过铁链运动到大地
C．工人进行超高压带电作业，所穿的工作服是由绝缘的丝织品制成，起静电屏蔽的作用
D．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷
5．如图所示，接地金属球A的半径为R=5cm，球外点电荷的电量为Q=1×10-5C，它到球心的距离为r=3R，下列说法不正确的是（静电力常量k=9×109N·m3/C2）（　　）
A．该金属球上感应电荷在球心产生的场强大小为4×104N/C
B．该金属球球壳处的场强为0
C．该金属球球壳处的电势为0
D．该金属球球心处的电势为0
6．如图，某科技馆的静电表演台上，体验者站在了一个接地金属笼中，一位工作人员手持50kV的高压放电杆靠近金属笼，当与笼壁间距接近30cm时，放电杆与笼壁间会产生强烈的电弧，而此时笼中的体验者即使手摸笼体内部也安然无恙。则在放电杆放电时（　　）
A．笼体上感应电荷在笼体内激发的电场强度处处为零
B．放电杆在笼体内激发的电场强度处处为零
C．笼体表面及其内部任意位置的电场强度均为零
D．笼体是一个等势体，内部任意两点间的电势差均为零
7．以下不是产生静电的设备是（　　）
A．手摇感应起电机 B．验电器 C．超高压电源 D．范德格拉夫起电机
8．如图所示，空间中有一不带电的金属球，现在金属球右侧沿球的水平直径的延长线上放置一根均匀带电的细杆。金属球上感应电荷在球内水平直径上a、b、c三点产生的电场强度大小分别为、、，下列说法正确的是（　　）
A．最大 B．最大 C．最大 D．
9．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
10．如图为某一处于静电平衡状态下导体周围的电场分布示意图，a和b是导体表面上的两点，下列判断正确的是（　　）
A．图中的“线”为一系列的等势线
B．a点处的电荷密度大于b点
C．电荷从a移动到b，电场力可能做正功
D．a点周围的电场强度小于b点周围电场强度
11．使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　）
A．B．C．D．
12．对静电现象的认识，下列说法不正确的是（　　）
A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，是为了增加衣服强度
B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象
C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用
D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害
13．带正电的小球放在不带电的空心金属球的外部或内部，下列情况下放在P点的试探电荷受力为零的是
A．B．C．D．
14．关于避雷针的说法不正确的是（　　）
A．避雷针的物理原理就是尖端放电
B．避雷针的尖端安装在建筑物的顶部，并通过金属线与埋在地下的金属板相连
C．避雷针通过尖端放电使云中的电荷完全消失
D．为了美观，可把避雷针顶端设计成球形
15．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩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移近金属网罩B，则（　　）
A．金属网罩B的内表面带正电荷，
B．金属网罩B的右侧外表面带正电荷
C．验电器的金属箱片将张开，
D．金属网罩B左、右两侧的电势相等
二、解答题
16．如图所示，当带正电的绝缘空腔导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，则验电器带电电性________．
17．传送带被广泛应用于各行各业。在干燥的日子里，人靠近传送带，会有什么感觉？为什么？可以用什么方法解决这个问题？
参考答案
1．B
【详解】
油罐车尾的铁链、避雷针、飞机上的“放电刷”属于防止静电带来的危害，静电喷涂机属于利用静电技术．
故选B．
2．C
【详解】
工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被涂工件之间形成了强电场，受电场力．由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电荷
故选C。
3．A
【详解】
A．由图线可知，距离球心R处的场强为E0，则根据点电荷场强公式
设均匀带电球壳带电密度为ρ
解得
A正确；
B．根据点电荷场强公式
解得
B错误；
C．由题意可知在x轴上各点中，在0～R范围内各点的电势均相同，均最高，C错误；
D．球面与球心间的电势差为零，D错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球上的电荷转移到头发上，同种电荷相排斥，使头发会竖起散开，故A错误；
B．铁链拖地疏导电荷，若油罐车带正电荷，大地上的负电荷通过铁链运动到油罐车上与正电荷中和，若油罐车带负电荷，多余的负电荷通过铁链运动到大地，故B错误；
C．工人进行超高压带电作业，穿戴工作服是由含金属丝的织物制成，起静电屏蔽的作用，故C错误；
D．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
AB．静电平衡后，该金属球内部和球壳场强处处为零，故该金属球上感应电荷在球心产生的场强大小等于球外点电荷在球心处产生的场强大小，即为
故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
CD．静电平衡后，该金属球为一等势体，又金属球与大地相连，故球壳和球心处的电势均为零，故CD正确，不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，即感应电荷的附加电场与引起感应的电荷的外电场在导体内部的合场强为0，所以笼体上感应电荷在笼内产生的电场强度不能为零，放电杆在笼体内激发的电场强度也不为零；笼内部任意位置的合电场强度均为零，但是表面的电场强度不为零；因达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，所以笼内部任意两点间的电势差为零。
故选D。
7．B
【详解】
手摇感应起电机、范德格拉夫起电机，都是摩擦起电，都能产生静电，超高压电源周围形成感应电场，可以产生静电，验电器不是产生静电的设备。故B正确，ACD错误。
故选B。
8．C
【详解】
静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消。c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在a点处产生的场强最大，即最大，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．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。
10．B
【详解】
A．由图线的分布可知，图中的“线”为一系列的电场线，故A错误；
BD．电场线的疏密可以表示电场的强弱，由图可知a点处的电场线更密，则a点处的电荷密度大于b点，a点周围的电场强度小于b点周围电场强度故B正确，D错误；
C．处于静电平衡状态下的导体是等势体，所以电荷从a移动到b，电场力不做正功，故C错误。
故选B。
11．B
【详解】
由静电感应特点可知，近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，故选B。
【点睛】
12．A
【详解】
A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，主要是起到静电屏蔽的作用，保护里面的人，A错误；
B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象，B正确；
C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用，保护下方的高压输电线，C正确；
D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是及时把产生的静电导走，避免静电造成的危害，D正确。
本题选不正确的，故选A。
13．ABD
【详解】
试题分析：A图和B图中金属球内部的场强为零，故放在P点的试探电荷受力为零，选项AB正确；当小球放在金属球内部时，内部电场和外部电场均不为零，故C图中试探电荷受力不为零，选项C错误；当小球放在金属球内部，且外部接地时，则金属球内部场强不为零，外部场强为零，故放在P点的试探电荷受力为零，选项D正确；故选ABD．
考点：静电感应
【名师点睛】本题考查对于静电感应的理解能力．抓住静电平衡导体的特点，就能正确解答．
14．CD
【详解】
AC．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A正确，不符合题意，C错误，符合题意；
BD．避雷针装在建筑物的顶部，并通过金属线与埋在地下的金属板相连，从而及时消除云层与地面的电势差，可保护建筑物，使建筑物免遭雷击，但不是使云中的电荷完全消失，而是使其中和，故B正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选CD。
15．BD
【详解】
A．静电平衡时，电荷分布于导体的外表面上，故A错误；
B．由于产生静电感应，使B金属网罩的左侧外表面感应出负电荷，所以B的右侧外表面感应出正电荷，故B正确；
C．由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故C上无感应电荷，验电器的金属箔片不会张开，故C错误；
D．由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，金属网罩B左、右两侧的电势相等，故D正确。
故选BD。
16．带正电
【详解】
试题分析：当导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，导体A和验电器已合为一个整体，整个导体为等势体，同性电荷相斥，电荷重新分布，必有净电荷从A移向B，所以验电器带正电．
考点：考查了静电感应
17．因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电；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，让传动带变成导体，或者干脆用导体制成传送带，再用适当方法把传动带接地，静电便不会积累，人也不会再遭电击。
【详解】
因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电；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，让传动带变成导体，或者干脆用导体制成传送带，再用适当方法把传动带接地，静电便不会积累，人也不会再遭电击。