9.4静电的防止与利用 同步练习（word版含答案）

人教2019物理 必修三 9.4静电的防止与利用
一．选择题（共10小题）
1．下列现象中，属于静电屏蔽的是（　　）
A．高压输电线线塔上除了下面的三根粗的输电线外，上方还有两根细的导线
B．油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条
C．高压设备中导体表面应该尽量光滑
D．涂料雾化器喷出的油漆微粒在电场力作用下飞向工件表面，形成漆膜
2．下列实例中属于利用静电的是（　　）
A．常用的复印机复印文件
B．油罐车拖一条接触地面的铁链
C．建筑物顶上安装避雷针
D．印染厂的车间保持一定的湿度
3．图示是“静电章鱼”实验。该实验具体做法：分别使塑料丝和塑料管带电，然后将塑料丝抛向空中，塑料管放在其下方，此时塑料丝悬在空中，状似“章鱼”。由此可判断塑料丝和塑料管（　　）
A．均带正电 B．带同种电荷 C．均带负电 D．带异种电荷
4．近期黑龙江省部分地区出现停电的情况，很多电厂、电站都以煤做燃料的工厂，每天排出的烟气带走大量的煤粉如图甲所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，为了消除烟气中的煤粉，如图乙所示为静电除尘示意图，m、n为金属管内两点。在P、Q两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　）
A．Q接电源的正极，且电场强度Em＝En
B．Q接电源的正极，且电场强度Em＞En
C．P接电源的正极，且电场强度Em＝En
D．P接电源的正极，且电场强度Em＞En
5．如图所示，把一个不带电且与外界绝缘的导体两端分别设计上两个开关，当带正电的小球靠近时，由于静电感应，在a、b端分别出现正、负电荷，则以下说法中正确的是（　　）
A．闭合K1，有电子从导体流向大地
B．闭合K2，有电子从导体流向大地
C．闭合K2，有电子从大地流向导体
D．闭合K1，没有电子通过
6．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下判断正确的是（　　）
A．导体B带负电
B．导体B左端出现正电电荷，右端出现负电荷，电荷量大小不相等
C．若A不动，将B沿着图中虚线分开，则左边的电荷量小于右边的电荷量
D．若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变
7．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
8．如图所示，铜丝编织的管线包裹着两个铜导线，能够实现高保真信号传输，铜丝编织的管线作用是（　　）
A．参与信号传输 B．减少信号衰减
C．屏蔽外部干扰 D．提高绝缘效果
9．一个带电的金属球，当它带的电量减少后，其内部的场强将（　　）
A．一定增强 B．一定减弱
C．可能增强可能减弱 D．不变
10．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（始终不与球接触），现将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B放在C附近，待稳定后，以下说法正确的是（　　）
A．A对B无静电力作用，B对A无静电力作用
B．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向
C．A对B的静电力向右，B对A的静电力向左
D．A的位置不变，B的位置也不变
二．填空题（共4小题）
11．静电复印：复印机应用了 　 　的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体（OPC），无光照时，OPC是 　 　，受光照时变成导体．
12．（1）处于静电平衡状态的导体，内部的电场 　 　。
（2）处于静电平衡状态的整个导体是个 　 　，导体的表面为 　 　。
13．如图所示，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，其中A为尖头，B为圆头．逐渐升高电源电压，当电压达到一定值时，可看到放电现象．先产生放电现象的是　 　，这种放电现象叫做　 　放电．
14．如图所示，一个带电的金属圆筒（法拉第圆筒）和一个验电器相距较远地方放置。现用一个（不带电的）带绝缘手柄的金属小球先与圆筒的外壁接触、再与验电器的小球接触，验电器的箔片会　 　；让系统回到初始状态，用小球先与圆筒的内壁接触、再与验电器小球接触，验电器的箔片将会　 　（以上两空均选填“张开”或“不张开”）。
三．计算题（共2小题）
15．如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：
（1）金属杆中点P处的场强为多少？
（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．
16．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带的电荷总量为Q＝+4×10﹣6C．
（1）此时，金属桶内、外表面带的电荷量分别为多少？
（2）如果用丝线在桶内悬挂一带的电荷量q＝﹣2×10﹣6C小球，桶内、外表面电荷量分别为多少？
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内外表面电荷量分别为多少？
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内外表面电荷量又为多少？
人教2019物理 必修三 9.4静电的防止与利用
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．【解答】解：高压输电线线塔上除了下面的三根粗的输电线外，上方还有两根细的导线可以有效防止大气中的静电对高压线的影响，利用的是静电屏蔽的原理，故A正确；
B、油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条，目的是将汽车与空气摩擦产生的静电导入大地，不是静电屏蔽，故B错误；
C、高压设备中导体表面应该尽量光滑，能有效避免尖端放电，不是静电屏蔽，故C错误；
D、涂料雾化器喷出的油漆微粒在电场力作用下飞向工件表面，形成漆膜，这属于静电的利用，不是静电屏蔽，故D错误；
故选：A。
2．【解答】解：A、复印机复印文件资料属于静电感应，故A正确；
B、油罐车在运输的过程中产生静电，若不及时导走，当人碰到会被静电击伤，通过接地链条导走静电是静电防护，故B错误；
C、下雨天云层带电打雷，往往在屋顶安装避雷针，是导走静电，防止触电，是静电防护，故C错误；
D、印染厂车间保持一定的湿度，目的是防止在生产过程中产生静电对布料有吸引作用，是静电防护，故D错误；
故选：A。
3．【解答】解：由题，将塑料丝抛向空中，塑料管放在其下方，此时塑料丝悬在空中，可知此时塑料丝受到塑料管的排斥力，根据同种电荷相互排斥，可知塑料丝和塑料管一定带同种电荷，由于题目没有告知带电的方式，所以不能判断出带哪一种电荷，故B正确，ACD错误。
故选：B。
4．【解答】解：管内接通高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子。负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。所以金属管Q应接高压电源的正极，金属丝P接负极。构成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝的电场强度越强，即电场强度Em＞En，故ACD错误，B正确，
故选：B。
5．【解答】解：如图枕型导体在带正电的小球附近时，枕型导体上的自由电子会向金属棒的右边运动，金属棒的右端因有了多余的电子而带负电，左端因缺少电子而带正电，而当闭合任何开关时，导体就会与大地连接，会使大地的电子流入枕形导体，故C正确，ABD错误。
故选：C。
6．【解答】解：AB、由于静电感应，B的左端出现负电荷，电荷量的大小相等，导体总带电量为零，故AB错误；
C、若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小相等，与划分的位置无关，故C错误；
D、若A、B接触一下，A、B金属体都带正电，但所带总电荷量保持不变，故D正确；
故选：D。
7．【解答】解：AC、枕形导体M端感应出正电荷，N端感应出负电荷，因小球带正电，受到吸引力向右偏转，故A正确，C错误；
B、静电平衡时，净电荷只分布于外表面，壳内的电场强度处处为零，故B错误；
D、静电平衡时导体内部电场强度为零，则带点小球在N端产生的电场强度与感应电荷在N端产生的电场强度等大反向，故带电小球在N端产生的电场强度不为0，故D错误；
故选：A。
8．【解答】解：铜丝编织的管线起到静电屏蔽的作用，能够屏蔽外部干扰，从而实现高保真信号传输，故ABD错误，C正确；
故选：C。
9．【解答】解：导体处于静电平衡，其内部场强处处为零，即使当它带的电量减少后，其内部的场强也不变，D正确。
故选：D。
10．【解答】解：A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电，B C相互吸引，所以B向右偏； 而金属空腔可以屏蔽外部电场，所以B的电荷对空腔C 的内部无影响，A位置不变。但根据静电屏蔽原理可知，B对A有向左的静电力，故A对B有向右的静电力；但由于空心上带电的影响使A球显示出不受静电力的作用；故C正确ABD错误。
故选：C。
二．填空题（共4小题）
11．【解答】解：复印机应用了静电吸附的原理进行复印，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体（OPC），无光照时，OPC是绝缘体，受光照时变成导体。
故答案为：静电吸附 绝缘体。
12．【解答】解：（1）处于静电平衡状态的导体，感应电荷的电场与点电荷的电场叠加后的矢量合为零，内部的电场处处为零。
（2）处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。
故答案为：（1）处处为零；（2）等势体，等势面
13．【解答】解：由图示可知，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，这种放电现象叫做 尖端放电．
故答案为：A，尖端
14．【解答】解：一个带电的金属圆筒，由于静电平衡，外壁带电，外壁不带电。用金属小球接触外壁带电，再去接触验电器的箔片会张开；用金属小球接触内壁不带电，再去接触验电器的箔片不张开。
故答案为：张开，不张开。
三．计算题（共2小题）
15．【解答】解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端处产生的场强大小与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则该处的电场强度为零，而金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强大小为： ．
答：（1）金属杆中点P处的场强为0；
（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强是 ．
16．【解答】解：（1）由于带电金属的电荷只分布在金属的外表面上，所以开始时金属桶内表面不带电，外表面带的电荷量为+4×10﹣6C．
（2）如果用丝线在桶内悬挂一带的电荷量q＝﹣2×10﹣6C小球，根据电容器的特点可知，金属桶的内表面将带上与小球相等的正电荷，即内表面的带电量是+2×10﹣6C，
所以外表面的带电量为：4×10﹣6﹣2×10﹣6＝2×10﹣6C
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下则正负电荷首先要中和，此时金属桶的内表面的电荷将变成0，而外表面的带电量仍然为：4×10﹣6﹣2×10﹣6＝2×10﹣6C
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，人与金属桶组成新的导体，所以金属桶的外表面的电荷将被中和．然后再将小球从桶中取出，则金属桶内表面的电荷将再次变成0，内表面的电荷全部转移到外表面，所以外表面电荷量又为+2×10﹣6C，
答：（1）此时，金属桶内表面不带电，外表面带的电荷量为+4×10﹣6C．
（2）如果用丝线在桶内悬挂一带的电荷量q＝﹣2×10﹣6C小球，桶内表面的带电量是+2×10﹣6C，外表面电荷量为+2×10﹣6C；
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下，内表面的电荷将变成0，而外表面的带电量仍然为2×10﹣6C；
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则内表面的电荷将变成0，外表面的带电量为2×10﹣6C．
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