1.3静电的应用和防护 同步训练（word版含答案）

1.3静电的应用和防护
一、选择题（共15题）
1．如图所示， 把一个架在绝缘支座上的导体放在正电荷形成的电场中， 导体处于静电平衡状态后， 用一根导线将导体BC两端相连时， 下列结论中正确的是（　　）
A．导线上没有电流
B．导线上有电流从B端流向C端
C．导线上有电流从C端流向B端
D．导体外部的电势比导体内部高
2．下列设备或做法中，利用了尖端放电原理的是 （ ）
A．避雷针
B．油罐车接地的铁链
C．静电除尘
D．给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来
3．下列有关静电的说法中错误的是(　　)
A．干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，是火花放电现象
B．室内栽花种草可有效防止静电
C．雷电对人类生活只有危害，没有益处
D．建筑物安装的避雷针是利用了尖端放电的原理
4．如图所示，小莉同学站在绝缘木板上将一只手搭在了一个大的带电金属球上，出现了“怒发冲冠”的现象。下列说法正确的是（　　）
A．这种现象是静电感应造成的
B．将另一只手也搭在带电球上，则这种现象消失
C．小莉的电势与带电球的电势相等
D．金属球内部有大量自由移动的电子才使它带电
5．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，φB=φC=0
B．金属网罩B的右侧外表面带正电荷
C．验电器的金属箔片将张开，φB<φC
D．φB≠φC，金属网罩B左、右两侧的电势不相等
6．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（ ）
A．铜丝编织的衣服不容易被拉破，所以用铜丝编织作业服
B．电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内无电场，对人体起保护作用
C．电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．铜丝衣服必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
7．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。把一带正电的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属铝箔都张开，下列说法正确的是（　　）
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时，接触面有从B到A的电流产生
D．先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
8．将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．A点的电势低于B点的电势
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
C．一带负电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D．由于静电感应，小球N左端应带负电、右端应带正电
9．关于电场中的一些概念，有如下一些说法，其中正确的是（ ）
A．电势差越大的两个点之间，电场强度一定越大
B．等势面上各点的场强方向不一定相同，但场强大小一定相同
C．电场中某两点之间的电势差由电场决定，与零电势点的选择无关
D．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，电势也都为零
10．如图所示，一个不带电的枕形导体，固定在绝缘支架上，左端通过开关S接地，A、B是导体内部的两点，当开关S断开时，将带正电的小球置于导体左侧．下列说法正确的是
A．A、B两点的电场强度相等，且都不为零
B．A、B两点的电场强度不相等
C．导体上的感应电荷在A、B两点的电场强度大小相等
D．当开关S闭合时，电子沿导线从大地向导体移动
11．重庆科技馆里面设有静电体验区，体验者可以进入一个静电屏蔽的金属笼，金属笼外面有特斯拉线圈产生的200多万伏的高压，但人在金属笼里面是非常安全的，对此下面说法中正确的是（　　）
A．体验者在金属笼里面安全，是因为金属笼处于静电平衡，金属笼内外没有电荷
B．体验者在金属笼里面安全，是因为体验者位于金属笼内，没有与金属笼内壁接触
C．体验者在金属笼里面安全，是因为金属笼处于静电平衡状态，金属笼内部场强为零
D．尽管电荷只分布在处于静电平衡状态的金属笼外面，但体验者用手触摸金属笼内壁仍是不安全的
12．如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　）
A．A，B两球均不偏离竖直方向
B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
13．如图所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q的电场)，从左端以初速度v0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中
A．小球做匀速直线运动 B．小球先做减速运动，后做加速运动
C．小球的电势能保持不变 D．静电力对小球所做的功为零
14．如图所示，在真空中某竖直平面内固定一足够大的接地金属板MN，在MN右侧与其相距2d处的P点放置一电荷量为Q的正点电荷，如果从P点作MN的垂线，则O为垂足，A为O、P连线的中点，B为OP延长线上的一点，PB＝d。静电力常量为k，关于各点的电场强度，下列说法正确的是（　　）
A．O点场强大小为
B．A点场强大小为
C．B点场强大小为
D．A、B两点场强大小相等，方向相反
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移近金属罩B,则( )
A．在B的外表面出现感应电荷
B．在B的内表面出现正电荷
C．验电器的金属箔片将张开
D．B的左右两侧电势相等
二、填空题
16．电场中某点的电场强度的方向与_______电荷在该点所受静电力的方向相同，沿着电场线的方向电势逐渐_________，电场线跟等势面垂直，并且由电势_____的等势面指向电势______的等势面．处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为_____．
17．一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10﹣8C的正电荷，上端开有适当小孔；有绝缘柄的金属小球B带有2×10﹣8C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电量分别为QA=_____ C，QB=_____．
18．如下图所示，接地的空心金属球壳B右侧有一原来不带电的枕形导体C，现将带正电的小球A，置于空心金属球壳B的内部，则球壳B整体将带___________（填“正电”、“负电”或“不带电”），枕形导体C的左端带___________（填“正电”、“负电”或“不带电”）
19．如图所示，绝缘开口金属球壳A已带电，现把验电器甲的小金属球与球壳A的内壁用导线相连，另外把一绝缘的金属小球B与球壳A的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触，验电器乙距球壳A足够远，那么验电器甲的金属箔片________，验电器乙的金属箔片________．(填“张开”或“不张开”)
三、综合题
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．如图所示，在真空中有A和B两个点电荷，电荷量分别为－Q和+2Q，它们相距为L，如果在两个点电荷间有一个半径为r（2r22．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.
23．处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
导体处于静电平衡状态下的导体是个等势体，导体内部和外部电势相等，导体表面是个等势面，用一根导线将导体BC两端相连时，导线中没有电流，故选A。
2．A
【详解】
试题分析：带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的静电，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，利用了尖端放电原理，符合题意；油罐车上的搭地铁链是为了把产生的静电导走，不是利用尖端放电原理，不符合题意；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，不是利用尖端放电原理，不符合题意；给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来，为了把产生的静电导走，不是利用尖端放电原理，不符合题意；
3．C
【详解】
A．干燥天气里化纤的衣服摩擦后带异种电荷而出现放电现象，从而会看到火花，听到劈啪声，故A正确；
B．室内栽花种草可增加空气的湿度，有效防止静电，故B正确；
C．雷电对人类生活有危害，也有益处，选项C错误；
D．建筑物安装的避雷针是利用了尖端放电的原理，选项D正确；
此题选择不正确的选项，故选C。
4．C
【详解】
A．该现象是接触带电，电荷分布于外表面，不属于静电感应现象，故A错误；
B．将另一只手也搭在带电球上，电量不会发生变化，仍是等势体，这种现象不会消失，故B错误；
CD．处于静电平衡状态下电荷分布于外表面，所以小莉的电势与带电球的电势相等。故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，故A项错误；
B．由于静电感应，使金属罩B的左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故B项正确；
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项错误；
D．由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，故D项错误；
故选B。
6．C
【详解】
当人体直接处于强大电场之中时，可能由于静电感应，出现被电的危险。但若人被铜丝编织的衣服包裹，达到静电平衡时，铜丝衣服的屏蔽作用可使人体内电场强度保持为零，对人体起保护作用。
故选C。
7．C
【详解】
A．把一个带正电荷的物体C置于导体C附近，则两个接触的导体靠近C的一端会感应出负电荷，远离C的一端会感应出正电荷，此时A带负电，B带正电，故A错误；
B．处于静电平衡的导体是等势体，因此A、B的电势一样高，故B错误；
C．移去C时，导体中感应出的正、负电荷中和，A的负电荷（自由电子）向B移动，形成由B到A的电流，故C正确；
D．先把A、B分开，这时A带负电，B带正电，再移去C后，两金属箔因导体仍带电而张开，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．根据沿电场线方向电势不断降低，可知，A点的电势高于B点的电势，故A错误；
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，由于速度方向不断变化，故带正电的粒子不会沿着电场线运动到B点，故B错误；
C．根据负电荷在电势越低点的电势能越大，且A点的电势高于B点的电势，可知带负电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，故C错误；
D．由图可知，小球M带正电，根据静电感应的原理“近异远同”，可知，小球N左端应带负电、右端应带正电，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
试题分析：电势差的大小与场强和距离都有关系，故电势差越大的两个点之间，电场强度不一定越大，选项A错误；等势面上各点的场强方向不一定相同，场强大小也不一定相同，选项B错误；电场中某两点之间的电势差由电场决定，与零电势点的选择无关，选项C正确；处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，电势处处相等，故选项D错误；故选C．
10．D
【详解】
AB．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，电势相等，故A和B均错误.
C．场强在枕形导体内部处处为零，是因为点电荷的产生电场强度与感应电荷产生的电场强度大小相等、方向相反引起的，点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强，所以感应电荷在A点产生的附加电场较大，即有 E′A＞E′B，故C错误．
D．当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D正确．
11．C
【详解】
A．笼体表面会感应出异种电荷，故A错误；
BCD．处于静电平衡状态的导体是个等势体，金属笼内部场强处处为零，故C正确，BD错误。
故选C。
12．B
【详解】
CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；
AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。
故选B。
13．ACD
【详解】
A、B、金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，根据动能定理得知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线运动；故A正确，B错误.
C、D、由于电场力与小球的速度方向垂直，电场力对小球不做功,小球的电势能不变;故C、D正确.
故选ACD.
14．AC
【详解】
A．系统达到静电平衡后，因为金属板接地，电势为零，所以电场线分布如图所示
所以金属板右侧的电场的电场线分布与等量异种点电荷连线的中垂线右侧的电场线分布相同，所以O点场强大小为
A正确；
B．A点场强大小为
B错误；
C．B点场强大小为
C正确；
D．由上述分析可知AB点的场强大小不相等，方向相同，D错误。
故选AC。
15．AD
【详解】
A、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，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A正确，B错误；
C、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C错误；
D、金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D正确；
故选AD.
16． 正 降低 高 低 0
【详解】
电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同，沿着电场线的方向电势降低，电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为0.
17． 2×10﹣8 0
【详解】
试题分析：由于A、B带异种电荷，接触以后，要先中和掉一部分电荷，中和以后可以把A、B看做一个整体，对于这个整体来说，由于静电感应它的内壁和B球将无净电荷的分布．所以QA=2×10﹣8 C，QB=0．
18． 负电 不带电
【详解】
一个带正电的小球放入B球中央，但不触及B球，则此时B与大地的电子受到吸引，这时B的内表面就会感应出负电；由于B接地，所以B的外壳不带电，所以B整体带负电。
由于B接地，对A产生的电场有屏蔽作用，所以C的周围没有电场，C的两端都不带电。
19． 张开 不张开
【详解】
处于静电平衡状态的金属球壳，由于电荷间的相互排斥的作用力，电荷间的距离尽量变大，所以电荷分布在金属球壳的外表面上，在金属球壳的内表面没有净电荷的分布．验电器甲与球壳A相连时，与金属球壳构成一个导体，相当于金属球壳的远端，则带有电荷，从而使金属箔片张开；同理，可知验电器乙不会带电，故金属箔片不张开．
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．；沿A、B连线指向B
【详解】
两个点电荷和金属球壳上的感应电荷在O点处产生的场强的矢量和为零，故球壳上的感应电荷在O点处产生的场强与两个点电荷在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，即
方向沿A、B连线指向B
22．1×10﹣5J
【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
23．空心部分场强为零，静电屏蔽是利用“处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零”，即使内部有自由电子，受到的电场力也为零，自由电子不发生定向移动。