1.7静电的利用和防护 课时提升练（word版含答案）

1.7静电的利用和防护 课时提升练（含解析）
一、选择题
1．如图所示，当一个带正电荷的物体c靠近原来不带电的导体时，由于电荷间相互吸引或排斥导体内的电荷将重新分布，d为导体内的一点。下列说法正确的是（　　）
A．导体a端的电势小于导体b端的电势
B．导体内d点的电势大于导体b端的电势
C．导体内d点的电势等于零
D．导体内d点的电场强度等于零
2．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－Q，与导体AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端感应出异种电荷。当达到静电平衡时，下列说法正确的是（　　）
A．导体A端带正电 B．导体AB带上正电
C．导体A端的电势低于B端的电势 D．O点电场强度为零
3．以下关于静电现象的说法错误的是（　　）
A．静电喷涂、静电复印都是利用了静电屏蔽的原理
B．精密电学仪器应该放在封闭的金属壳内
C．高压输电时，三根输电线上方还有两根接地导线，主要是起屏蔽作用
D．静电平衡状态的导体，导体上感应电荷产生场强与原场强在导体内部相抵消
4．取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在它们下部的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是（　　）
A．导体B感应出正电荷，导体A不带电
B．导体A内部的场强比导体B内部的场强大
C．若先移走导体A，再用手摸一下导体B，B不带电
D．若用手摸一下导体A端，移走球C，导体AB带负电
5．范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．电刷E和电刷F与传送带间都发生了感应起电
B．由于感应起电，最终电刷F上将集聚大量负电荷
C．最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面
D．该静电加速器可以无限制的提高球壳和大地间的电压
6．下列关于静电现象的说法中不正确的是（　　）
A．静电吸尘器是利用静电能吸附轻小物体的原理制成的
B．为防止燃爆，造纸厂的厂房中应该保持空气干燥
C．为了安全，油罐车的油罐接有条铁链搭在地上
D．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面
7．不带电的导体P置于电场强度方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体表面垂直，a、b为电场中的两点，则（　　）
A．a点的电势低于b点的电势
B．a点的电场强度小于b点的电场强度
C．导体P内部的电场强度大于a点的电场强度
D．负试探电荷在a点的电势能比在b点的电势能小
8．静电虽然会有危害，但可以利用。下列事例中属于利用静电的是（　　）
A．制药生产中药品由于静电吸引尘埃
B．煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸
C．印刷厂里的纸张之间摩擦带电，使纸张吸附在一起
D．喷漆时，使油漆微粒带负电，在静电力作用下沉积到工件表面
9．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
10．如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是（　　）
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
11．将一个原来不带电的枕形金属壳靠近带电小球。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（　　）
A．M端带正电 B．金属壳内的电场强度大于0
C．细线向左偏转 D．带电小球在N端产生的电场强度为0
12．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
13．下列说法正确的是(　　)
A．一定要用密闭的金属容器才能实现静电屏蔽
B．金属网也能实现静电屏蔽
C．在纸筒子外面包裹一层金属箔也能实现静电屏蔽
D．带电作业的工人穿戴含有金属丝编织的衣服更安全
14．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。取大地的电势为零，则在静电平衡后，下列物理量中等于零的是（　　）
A．导体空腔内任意点的场强 B．导体空腔内任意点的电势
C．导体空腔内表面的电荷量 D．导体外表面的电荷量
15．如图所示为“一头尖”形带电体及其电场中的两条电场线，已知ab＝bc＝ef，Uab＝50V，则以下说法正确的是 (　 　)
A．Ubc＝50V B．Ubc<50V
C．Uef＝50V D．Uef>50V
二、解答题
16．如图所示，带电导体A处于静电平衡状态，电势为φ＝200 V．M、N是A表面上的两点，电场强度EM＝4 EN.今把一电量为q＝5×10－8C的正电荷分别由M点、N点移到无限远处，求电场力做的功.
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】
AB．处于静电平衡状态下的导体是个等势体，导体a端的电势等于导体b端的电势，导体内d点的电势等于导体b端的电势，AB错误；
C．导体处于正电荷的电场中，导体的电势大于零，导体内d点的电势大于零，C错误；
D．处于静电平衡状态下的导体内部电场强度等于零，所以导体内d点的电场强度等于零，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
AB．当达到静电平衡时， 导体A端带负电、B端带正电，故AB错误；
CD．导体处于静电平衡时为等势体，则A、B两端电势相等，且O点电场强度为零，故C错误，D正确。
故选D。
3．A
【详解】
A．静电喷涂、静电复印都是利用了异种电荷相互吸引的原理。故A错误；
B．为了防止精密电学仪器受到外界电场的干扰，应该放在封闭的金属壳内。故B正确；
C．高压输电时，三根输电线上方还有两根接地导线，主要是起屏蔽作用。故C正确；
D．静电平衡状态的导体，导体上感应电荷产生场强与原场强在导体内部相抵消。故D正确。
本题选错的，故选A。
4．D
【详解】
AB．电荷周围有电场存在，当带正电荷的球C移近导体A时，在A的左端感应出负电荷，在B的右端出现正电荷，直到达到静电平衡，而处于静电平衡的导体，内部场强均为零，故AB错误；
C．若先移走导体A，再用手摸一下导体B，则B通过人体与大地相连，B端离带正电的球C较近，感应出负电荷，故C错误；
D．当人触摸A后，人与大地相连，电势为零，而A的电势高于人的电势，所以电子从大地转移到AB上面，即AB上面的负电荷增多，所以移走C后，AB带负电，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．由于电刷E是金属针状的，故正电荷从电刷E上被喷射到传送带，其实质是尖端放电，故A错误；
BC．当正电荷到达电刷F附近时，F上被感应出异号电荷，又由于尖端放电，F上的负电荷与传送带上的正电荷中和，从而使传送带失去正电荷，而F上剩下了正电荷，由于导体带电电荷只能存在于外表面，所以F上正电荷立即传到金属壳外表面。故B错误，C正确；
D．由于电晕放电、局部尖端放电和漏电等实际现象，球壳和大地间的电压不能无限制的提高。故D错误
故选C。
6．B
【详解】
A．静电吸尘器是利用静电能吸附轻小物体的原理制成的，故A正确，不符合题意；
B．为防止燃爆，造纸厂的厂房中应该保持空气湿润，减少静电的产生，故B错误，符合题意；
C．为了安全，油罐车的油罐接有条铁链搭在地上，及时导走静电，故C正确，不符合题意；
D．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．D
【详解】
AD．沿电场线方向，电势逐渐降低，a点电势高于P点电势，P点电势高于b点电势，所以a点的电势高于b点的电势。负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大，所以负试探电荷在a点的电势能比在b点的电势能小。故A错误；D正确；
BC．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知a点的电场强度大于b点的电场强度。导体P在电场中发生静电感应，达到静电平衡时内部场强为零，导体P内部的电场强度小于a点的电场强度。故BC错误。
故选D。
8．D
【详解】
A．制药生产中药品由于静电吸引尘埃，静电属于危害性的，故A错误；
B．煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸，静电属于危害性的，故B错误；
C．印刷厂里的纸张之间摩擦带电，使纸张吸附在一起，降低工作效率，故C错误；
D．喷漆时，使油漆微粒带负电，在静电力作用下沉积到工件表面，属于利用静电，故D正确。
故选D。
9．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。
10．A
【详解】
AB．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致。故A正确；B错误；
C．起电机起电的过程是电荷转移的过程。故C错误；
D．绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地。故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
A．小球带正电，金属壳中的电子在引力的作用下向左移动，N端带负电，M端带正电，A正确；
B．根据静电平衡条件，金属壳内的电场强度等于0，B错误；
C．N端带负电，M端带正电，小球受到的引力大于斥力，细线向右偏转，C错误；
D．根据点电荷的场强公式，带电小球在N端产生的电场强度不等于0，D错误。
故选A。
12．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。
13．BCD
【详解】
静电屏蔽可以用密封的金属容器，也可以用金属网，都能起到屏蔽作用．故A错误，B正确．在纸筒子外面包裹一层金属箔也能实现静电屏蔽，选项C正确；带电作业的工人穿戴含有金属丝编织的衣服能起到静电屏蔽的作用，所以更安全，选项D正确；故选BCD.
14．ABC
【详解】
A．由于静电屏蔽，导体空腔内任意点的电场强度均为零，A正确；
B．整个导体（包括内部空腔）是等势体，电势与大地电势相等，为零，B正确；
C．由于静电屏蔽，导体内部场强为零，没有电场线，因此内表面没有电荷，C正确；
D．由于静电感应，导体外表面的带有正电荷，他和Q产生的电场叠加，使导体内部场强为零，D错误。
故选ABC。
15．BD
【详解】
由带电体电荷分布的特征，越尖的地方电场强度越强，电场线分布越密，等差等势面也越密；而由电场特点可知Ea＞Eb＞Ec，由场强和电势差的关系可知Uab＞Ubc，即Ubc<50V，则A错B对．又由于Ee＞Ea，所以Uef＞Uab，即Uef>50V ，则C错，D对；故选BD．
【点睛】
带电体越尖的地方，电场强度越强，越容易出现尖端放电现象．同时电场线越密的地方，等差等势面也越密．
16．1×10﹣5J
【详解】
试题分析：带电导体A处于静电平衡状态时，表面是一个等势面，则M点、N点与无穷远处的电势差相等，根据公式W=qU得：
WM∞=WN∞=qφ=5×10﹣8×200J=1×10﹣5J
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。