1.3 静电的应用和防护 同步训练（Word版含解析）

1.3静电的应用和防护
一、选择题（共15题）
1．图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r。则感应电荷在球心的场强大小等于（　　）
A． B． C．0 D．
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，空心金属球的球心为O，a、b两点为空心金属球内部的两点，a、b、O与点电荷Q位于一条直线上。下列说法正确的是（　　）
A．O点的场强为零，a、b两点场强不为零
B．a、b、O三点的电势相等
C．空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向相反
D．空心金属球上的感应电荷在a点产生的场强比在b点产生的场强大
3．如图显示了在外加电场强度为的匀强电场的情况下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程.下列说法正确的是（ ）
A．图甲、图乙显示导体内部带负电的电子在静电力作用下运动，而带正电的离子不受静电力作用
B．图丙中，导体内部场强处处为零
C．图丙中，导体内部没有电场
D．图丙中，导体表面感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，大小也为
4．在以下列举的应用或现象中，属于静电防止的是
A．静电复印 B．静电喷涂
C．静电除尘 D．油罐车用铁链拖地运行
5．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑着使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开（　　）
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A、B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
6．物理是来源于生活，最后应用服务于生活．下面请同学们根据学过的有关静电场的知识判断下列说法正确的是（　　）
A．超高压电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．天气越潮湿，越容易积累静电
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
7．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
8．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
9．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。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。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于以上实验说法正确的是（　　）
A．需要加大室内的空气湿度，这个实验才可能完成好
B．起电机摇动前，需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
C．起电机摇动时，塑料瓶内易拉罐（金属）片边电场强度最大
D．若锯条接电源负极，金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面
10．如图所示为加油，向未来某期科普节目中神奇的“闪电”实验现场，一辆汽车停在舞台中央，汽车左右两边有两个穿着金属防护服的实验员，高压电源接通后，实验员之间产生了高压静电场，但是汽车里的人毫发无损，下列说法正确的是（　　）
A．车内任意两点的电势相同
B．车上的感应电荷均匀分布在车体的外表面
C．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零
D．上述情景下，将某一带电物体放在车外的电势能大于放在车内的电势能
11．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
12．如图，带正电的导体A位于原来不带电的金属球壳B的球心处．达到静电平衡状态时，a、b、c三点的电场强度大小、、的大小顺序和电势、、的高低的顺序是（ ）
A．
B．
C．
D．
13．静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是（　　）
A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B．涂料微粒一定带正电
C．涂料微粒一定带负电
D．涂料微粒可以带正电，也可以带负电
14．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
15．如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是 ( )
A．感应电荷在A点的场强沿E1方向
B．感应电荷在A点的场强沿E2方向
C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向
D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向
二、综合题
16．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”）
17．打开水龙头，慢慢调节使水流变得很细，再用摩擦过的气球靠近细水流，如图所示，仔细观察，会发现什么现象？这是静电现象吗？
18．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等试问：
人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？
工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？
19．一种静电除尘器，由两块相距为的平行金属板A、B组成，两板间接上的电压时，在两板之间产生一个很强的电场，如果有一个尘埃，其质量为，电荷量为，试通过计算来比较尘埃所受到的重力和电场力的大小，并以此来说明除尘原理。
20．如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。
（1）分析在金属球上感应电荷的分布情况；
（2）求点电荷+Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；
（3）求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E＇，并说明方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
处于静电平衡中的导体内部场强处处为零，Q在O点产生的场强与感应电荷在O点产生的场强等大反向，由此可知静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为。
故选D。
2．B
【详解】
A．空心金属球内部的合场强处处为零，故A错误；
B．由于静电感应，金属球是等势体。故B正确；
C．+Q 在a、b两点产生的场强方向沿ab向左，由于a、b两点合场强为零，所以空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向沿ab向右，故C错误；
D．空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强与+Q在这两点产生的场强大小相等，由
和
可知
所以空心金属球上的感应电荷在a点产生的场强比在b点产生的场强小，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
A． 图甲、图乙显示了导体内部带负电的电子在静电力作用下向左运动，易知带正电的离子同样会受到静电力的作用，故A错误；
BCD．图丙中导体表面和表面的感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，场强大小也为，与原电场叠加后，使得导体内部场强处处为零，但感应电场和原电场依然存在，故B正确CD错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，Ａ不符合题意；
B．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，Ｂ不符合题意；
C．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，属于静电应用，Ｃ不符合题意；
D．利用运油车尾部的铁链将油与油筒摩擦产生的静电导，防止静电积累到一定程度引起爆炸，这是静电的防止，故D符合题意。
故选Ｄ。
5．C
【详解】
AB．由同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引可知，A端感应出负电荷，B端感应出正电荷，A、B整体为等势体，电势相等，AB错误；
C．移去C，A、B两端所带等量异种电荷发生中和，故贴在A、B下部的金属箔都闭合，C正确；
D．先把A和B分开，然后移去C，则A、B带上等量异种电荷，贴在A下部的金属箔仍都张开，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋等，可以对人体起到静电屏蔽的作用，使人安全作业，故A错误；
B．因为塑料和油摩擦容易起电，而塑料是绝缘体，产生的静电不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，故B正确；
C．天气越潮湿，越不容易积累静电，故C错误；
D．一辆金属车身的汽车也是最好的避雷针，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，故D错误。
故选B。
7．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。
8．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。
9．D
【详解】
A．加大空气湿度，则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐（金属）片上积累，则该实验不易成功。A错误；
B．锯条和金属片间的电场让空气电离，电离的电子让烟尘颗粒带电，不需先让烟尘颗粒带上电荷。B错误；
C．起电机摇动时，铁锯条处电场强度最大。C错误；
D．若锯条接电源负极，金属片接正极，则俘获电子的烟尘带负电，这些烟尘附着在金属片上面。D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A．实验员之间产生了高压静电场，在高压静电场中汽车处于静电平衡状态，内部场强处处为零，车内任意两点间的电势差为零，故A正确；
B．汽车处于静电平衡状态，车上的感应电荷分布在车体外表面，电荷的分布是不均匀的，车表面平整的地方电荷少，尖锐突出的地方电荷量多，故B错误；
C．汽车达到静电平衡状态，内部电场强度处处为零，即感应电荷的产生的电场与引起电磁感应的高压静电场的合场强为零，车上的感应电荷在车内产生的电场强度不为零，故C错误；
D．由于不知带电物体的电性，无法判断带电物体放在车外的电势能与放在车内的电势能大小关系，故D错误。
故选A。
11．D
沿电场线方向电势降低，而处于电场中的导体处于静电平衡状态，根据静电平衡可知，同一个导体为等势体，导体上的电势处处相等，再由固定电荷产生的电场可以确定电势的高低；再根据内部场强处处为零，利用叠加原理即可明确感应电荷形成的场强方向．
【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．
12．C
【详解】
当静电平衡时，金属球壳B内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷,画出电场线的分布如图:
因为a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强为零，电场线越密的地方场强越大，则有：， 根据顺着电场线方向电势降低，整个金属球壳B是一个等势体，表面是一个等势面，可得电势关系是：，故C正确，ABD错误．
13．AC
【详解】
A．静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷漆的目的，所以A正确；
BCD．由题图知，待喷漆工件带正电，所以涂料微粒应带负电，C项正确，BD错误。
故选AC。
14．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。
15．BC
【详解】
AB．金属内部场强为0，点电荷在A点场强方向为，感应电荷的场强为，二者叠加后才能为0，故A错误，B正确．
CD．B点十分靠近金属板，可认为是在金属板上，那么B点合场强方向应垂直金属板向外，而源电荷引起的分场强指向负电荷，合场强分解，一个方向指向负电荷，一个方向则可能为题目所给的方向，故C正确，D错误．
16． 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。
17．细水流被吸引而偏向气球，是
【详解】
摩擦过的气球靠近细水流，会发现细水流被吸引而偏向气球，是由于摩擦过的气球带电，而带电物体能吸引轻小物体，这是一种静电现象。
18．人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
【详解】
（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
19．，，F远大于G；原理见解析
【详解】
电场力
重力
静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到极板上。重力对除尘的影响可忽略不计。
20．（1）左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷；（2）；（3），方向向左
【详解】
（1）在金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷；
（2）设在O放置一检验电荷q，+Q与q间的库仑力为
由场强定义得
（3）由于静电平衡后，O点的合场强为0，
所以感应电荷在O点处产生的场强E＇与E0等大反向，即
方向向左。
答案第1页，共2页