1.3静电的应用和防护 课后练习（word 含答案）

1.3静电的应用和防护
一、选择题（共15题）
1．铜质小球内部挖去一部分，形成中空球壳，在球壳内P点固定一带负电的点电荷Q。M为球壳内一点、N为球壳外一点，位置如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．铜球外表面带正电
B．铜球内表面不带电
C．M点的电场强度比N点的电场强度小
D．试探电荷+q在M点的电势能比在N点的小
2．如图所示，一个原来不带电的空心金属球，放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A．空心金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B．空心金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势
C．点电荷Q在空心金属球内产生的电场强度处处为零
D．空心金属球内只有球心处电场强度为零
3．野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是（　　）
A．防止输电线脱落
B．增加输电线的强度
C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击
D．防止输电线漏电
4．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A下部的金属箔都张开，则（　　）
A．此时A带正电，B带负电
B．此时A电势低，B电势高
C．移去C，贴在下部的金属箔都闭合
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A下部的金属箔都闭合
5．如图所示，一金属球，原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆．当静电平衡时，关于球内直径上、、三点，以下判断正确的是（ ）
A．点电势高于点电势
B．点电势低于点电势
C．导体球上三点的场强关系是
D．导体球上的感应电荷在三点的场强关系是
6．如图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点，将导体P靠近但不接触点电荷Q。当导体P处于静电平衡状态时，a、b两点电场强度大小为Ea、Eb，电势大小为φa、φb，规定无穷远电势为零。下列关系正确的是（　　）
A．Ea＞Eb B．Ea=Eb=0 C．φa＞φb D．φa=φb=0
7．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷，达到静电平衡后（　　）
A．a端的电势比b端低
B．b端的电势与d点的电势相等
C．杆内c处场强大小不等于零，c处场强方向由b指向a
D．感应电荷在杆内c处场强的方向由a指向b
8．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（不接触时），下列说法中正确的是（　　）
A．导体内部场强越来越大
B．导体内部场强越来越小
C．导体的感应电荷在M、N点产生的场强相等
D．B端的感应电荷越来越多
9．下列说法错误的是（ ）
A．冬春季节脱去化纤衣服时会看到火花是属于常见的静电现象
B．丝绸与玻璃棒摩擦后，玻璃棒带正电，是因为丝绸上的一些正电荷转移到玻璃棒上了
C．摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电荷的转移
D．油罐车车尾有一条拖在地上的铁链，它的作用是避免由静电造成危害
10．经典电磁场理论明确的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，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．四个位置电势高低排列为
B．四个位置场强大小排列为
C．小球表面的电场线与小球表面都垂直
D．感应电荷在小球内部c处的场强方向向右
11．处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置，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，蚊香放出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小
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
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
12．为了研究工业除尘，某学习小组设计了如图所示的装置，在一个没有底的空塑料瓶中心固定着一根粗铜线，瓶子周围套上剪去顶和底的易拉罐圆桶（金属材质制成），把它们分别跟静电起电机的两极相连，正、负极情况如图所示。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当摇动静电起电机后，塑料瓶内很快变得清澈透明（烟雾消失）。下列关于该现象的说法正确的是（　　）
A．因为烟尘本身就带正电，起电机摇动过程中，烟尘向粗铜线处移动
B．因为烟尘本身就带负电，起电机摇动过程中，烟尘向粗铜线处移动
C．因起电机摇动后，塑料瓶内空气电离，使烟尘带上负电，向易拉罐圆桶移动
D．因起电机摇动后，塑料瓶内空气电离，使烟尘带上正电，向易拉罐圆桶移动
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．在电场中的导体处于静电平衡时，一定为零的物理量是（　　）
A．导体内任意两点间的电势差
B．导体内任一点感应电荷的场强
C．导体表面任一点的场强
D．导体内的净电荷
15．如图所示，带正电的金属球A，放置在不带电的金属球B附近，M、N是金属球B表面上的两点。下列说法中正确的是（ ）
A．M点处带正电，N点处带负电，且M点电势高于N点电势
B．M点处带正电，N点处带负电，且M点电势等于N点电势
C．M点处带负电，N点处带正电，且金属球内部电场强度处处为0
D．M点处带负电，N点处带正电，且M点电势等于N点电势
二、填空题
16．（1）静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带___________电荷，远离带电体的一端带________________电荷，这种现象叫作静电感应。
（2）感应起电：利用___________使金属导体带电的过程。
17．尖端放电的应用与防止：
（1）应用：______是利用尖端放电避免雷击的一种设施．
（2）防止：高压设备中导体的表面尽量______会减少电能的损失．
18．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔___________（填“张开”或者“闭合”）。先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔___________（填“张开”或者“闭合”）。
19．当一个带负电荷的物体靠近原来不带电的导体时，使导体靠近带电物体的一端带______电荷，远离带电物体的一端带______电荷。（均填“正”或“负”）
三、综合题
20．小明在加油站看到一条醒目的标语：“严禁用塑料桶装运汽油”请你说出这种规定的道理。
21．如图所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为q1＝－9.0×10－9C、q2＝2.7×10－8C，彼此相距r＝6 cm，在其连线中点处放一半径为1 cm的金属球壳，求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度.
22．静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。例如：印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。
要采取措施防止以上事例中静电的影响，你会怎么做？
23．如图所示，长为的金属杆原来不带电，在距其右端处放一个电荷量为的点电荷。
(1)金属杆中点处的电场强度为多大？
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
AB．在球壳内P点固定一带负电的点电荷Q，由静电感应可知，铜球外表面带负电，内表面带正电，AB错误；
C．M点的电场线分布比N点密集，可知M点的电场强度比N点的电场强度大，C错误；
D．沿电场线方向电势降低，可知N点的电势高于M点，则试探电荷+q在M点的电势能比在N点的小，D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．因为带正电的点电荷放在球的右侧，则空心金属球的右侧感应出负电荷，左侧感应出正电荷，选项A错误；
B．到达静电平衡时，金属球是等势体，则空心金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势，选项B正确；
C．达到静电平衡时，点电荷Q在空心金属球内产生的电场强度与感应电荷在金属球内产生的场强的合场强为零，选项C错误；
D．达到静电平衡时，空心金属球内各点的电场强度均为零，选项D错误。
故选B。
3．C
【详解】
外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
故选C。
4．C
【详解】
A．根据感应带电的特性可知，导体A带负电，B带正电，故A错误；
B．达到静电平衡后，导体A、B之间再没有电荷的定向移动，即A、B电势相等，故B错误；
C．移去C之后，导体A、B上的感应电荷消失，其下部的金属箔都将闭合，故C正确；
D．先把A和B分开，然后移去C，则A、B上的感应电荷将继续保持，贴在A下部的金属箔将不会闭合，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
当静电平衡时，金属球内部场强均为，故C正确；三点电势相等，AB错误；感应电荷在三点产生的场强大小与在三点产生的场强一样，故，故选C.
6．B
【详解】
处于静电平衡的导体，其内部场强为零。导体为等势体，因为导体处于正电荷附近，所以a、b两点电势相等且大于零。
故选B。
7．D
【详解】
（1）达到静电平衡后，导体为等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到φa=φb=φc，由于正电荷在右边，所以越往右电场的电势越高，则有：φd＞φb=φc=φa，故A、B错误；
（2）由于杆处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零；正电荷在c处产生的场强方向由b指向a，所以感应电荷在杆内c处产生的场强方向由a指向b，故C错误，D正确．
故本题选D．
8．D
【详解】
AB．在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近（不接触时），导体AB处于静电平衡，内部场强处处为零，故AB错误；
C．导体AB处于静电平衡，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，则感应电荷在M点产生的场强也大，故C错误；
D．导体AB离带负电的小球P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端带负电荷越来越多，M端带的正电荷也越来越多，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
试题分析：秋冬季节在暗处脱去化纤衣服时看到火花，是静电现象，A正确．丝绸与玻璃棒摩擦后，玻璃棒带正电，是因为玻璃棒上的一些电子转移到丝绸上了，B错误；摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电荷的转移，C正确；油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，避免火花放电造成的危害，故D正确．下列说法错误的是B．
10．C
【详解】
AB．处于静电平衡状态的导体是等势体，内部场强为零，所以
，
电场线越密的地方电场强度越大，所以
沿电场线的方向电势降低
故AB错误；
C．根据静电平衡小球表面的电场线与小球表面都垂直，故C正确；
D．感应电荷在小球内部c处的场强方向向左，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．在铝板和缝被针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，而被吸附到铝板上，A错误；
BC．由于静电力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大， B错误C正确；
D．由于离铝板越近，电场强度越小，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小，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
起电机摇动后，在粗铜线和易拉罐圆桶之间形成辐射状电场，塑料瓶内靠近粗铜线的空气容易被电离，其中负离子在电场力作用下向正极即易拉罐圆桶移动碰到烟尘使烟尘带上负电，在电场力作用下向带正电的易拉罐圆桶移动。故ABD错误；C正确。
故选C。
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．AD
【详解】
A．处于静电平衡的导体是等势体，导体内部任意两点间的电势差一定为零，选项A正确；
B．处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零，即感应电荷的场强与外电场的合场强为零，所以感应电荷的场强不为零，选项B错误；
C．处于静电平衡的导体表面的场强不为零，选项C错误；
D．处于静电平衡的导体内部没有净电荷，选项D正确。
故选AD。
15．CD
【详解】
AB．带电的金属球A靠近不带电的金属球B，由于电荷间的相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，导致金属球B中的自由电子向右侧移动M点由于多电子，因此M点处带负电，N点由于少电子，因此N点处带正电。故AB错误；
CD．因为整个金属球B是处于静电平衡的导体，金属球内部电场强度处处为0，其整体是等势体，故M、N点电势相等，故CD正确。
故选CD。
16． 异种 同种 静电感应
17． 避雷针 光滑
18． 张开 张开
【详解】
将一带正电荷的物体C置于A附近，由于静电感应，此时A带负电，B带正电，则贴在A、B下部的金属箔张开。
先把A和B分开，然后移去C，此时A带负电，B带正电，贴在A、B下部的金属箔都张开。
19． 正 负
【详解】
当一个带负电荷的物体靠近原来不带电的导体时，使导体靠近带电物体的一端带正电荷，远离带电物体的一端带负电荷。
20．汽油是易燃物质，当用塑料桶装运汽油时，由于在运输过程中，汽油不断与桶壁摩擦，使塑料桶带电。又因塑料是绝缘物质，桶上的电荷不易传递与转移，从而使桶上的电荷越积越多。当桶上的电荷积累到一定程度时，就会发生放电现象，放电产生的火花会引燃汽油，造成火灾或烧伤事故。所以加油站用醒目的标语提醒人们不要用塑料桶装运汽油，以免发生意外事故。
21．3.6×105 N/C，方向由O指向B
【详解】
试题分析：当导体处于静电平衡状态时，导体内部场强处处为零，球壳上感应电荷在球心O处产生的场强与外电场在O点的场强大小相等，方向相反．只要求出两个点电荷在球心O处产生的合场强，即可得到球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强．
由于球壳达到静电平衡后各点的场强为零，故感应电荷在球心O处产生的场强与－q1和＋q2在O处场强的矢量和等大反向，设由O指向B方向为场强正方向，即：
E＝E感＋E1＋E2＝0
代入数据解得：，方向由O指向B.
22．防止产生静电的措施一般都是降低放电的速度和强度，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引入大地，避免静电积累
23．(1)0；(2)
【详解】
（1）金属杆处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零。因此，金属杆中点处的电场强度为0。
（2）点电荷在金属杆中点处产生的电场强度
方向水平向左。由于杆中点处的电场强度为零，所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度大小