2.3静电的利用与防护 综合训练（Word版含答案）

2.3静电的利用与防护
一、选择题（共15题）
1．避雷针能起到避雷作用，其原理是
A．尖端放电 B．静电屏蔽 C．摩擦起电 D．同种电荷相互排斥
2．如图所示，放在绝缘台上的金属罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　）
A．感应电荷在B内的场强为零
B．在B的右侧内表面带正电荷
C．若将B接地，验电器的金属箔片将张开
D．B和C电势处处相等
3．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。则下列说法正确的是（　　）
A．同一带电粒子在A点受到的电场力小于在B点受到的电场力
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点的电势能小于在B点的电势能
D．小球N左端带负电、右端带正电，所以它左端的电势一定低于右端的电势
4．关于静电的利用与防范，下列说法错误的是
A．安装避雷针可使建筑物免遭雷击
B．静电复印机的工作原理和静电现象完全无关
C．用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，既省漆又均匀
D．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链，能防止静电产生危害
5．一个带电的金属球，当它带的电荷量增加原来的10倍后（稳定）与增加前比较，其内部的场强将（　　）
A．变为原来得10倍 B．一定增大，但增大的倍数不确定
C．可能增强也可能减弱 D．不变
6．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，、是枕形导体内部的两个点，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　）
A．、两点电场强度
B．、两点电场强度
C．感应电荷在、两点产生的电场强度
D．当开关闭合时，电子从导体沿导线向大地移动
7．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）
A．飞机轮胎用导电橡胶制成
B．只有很小的带电物体才能视为点电荷
C．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
D．经过摩擦使某物体带负电，那么该物体在摩擦过程中产生了额外的电子
8．下列叙述错误的是
A．质量、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位千克、米和秒就是基本单位
B．导体达到静电平衡时，表面各处电势相等，场强也相等
C．蹦极运动员离开蹦床上升过程中处于失重状态
D．探究加速度与质量、合外力的关系实验采用的是控制变量的方法
9．如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（　　）
A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势
C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小
10．如图所示，把一个架在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，达到静电平衡后，下列对导体A端和B端电势判断正确的是（取大地为零电势点）（ ）
A． ＞ ＞0
B．＜＜0
C．＝＜0
D．＝＞0
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,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( )
A．当开关S断开时,导体左端带正电，右端带负电
B．当开关S闭合时,导体左端带负电，右端带正电
C．当开关S断开时,A、B两点场强相等,且都为零
D．当开关S闭合时,A点电势高于B点电势
13．导体处于静电平衡时，下列说法正确的是
A．导体内部电场强度一定为0
B．导体的电势一定为0
C．导体表面和内部的电势相等
D．导体表面的电势可能大于内部的电势
14．如图，四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是(　　)
A． B．
C． D．
15．如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是（　　）
A．C棒的电势一定高于D棒的电势
B．用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流
C．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地
D．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分
二、填空题
16．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，最终远离带电物体C的B端带__________（选填“正”或“负”）电荷；导体A端的电势__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）导体B端的电势；D为导体内的一点，该点的电场强度__________（选填“大于”或“等于”）零。
17．如图，带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上，若先将C移走，再把A、B分开，则A_________电，B__________电，若先将A、B分开，再移走C，则A_____电，B_______电，若不移开C，用手触摸，则A________电，B_______电。
18．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒的左端带________电（填“正”或“负”）棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小等于________，方向为________。
三、综合题
19．静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
20．简述范德格拉夫起电机的原理。
21．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，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。
起电机摇动时，塑料瓶内哪里电场强度最大？是锯条附近还是金属片附近？若锯条接电源负极，金属片接正极，这些烟尘最终到哪里去了？
22．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击．其原理为尖端放电．故选A．
2．D
【详解】
A．金属罩处于静电平衡状态，在金属罩内任意位置激发的合电场为零，感应电荷在B内的场强不为零，故A错误；
B．由于金属罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属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B错误；
C．由于金属罩的静电屏蔽作用，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D。
3．C
【详解】
A．电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可看出A点电场强度大于B点的电场强度，所以同一带电粒子在A点受到的电场力大于在B点受到的电场力，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，不可能沿电场线方向运动到B点，故B错误；
C．沿着电场线方向电势逐渐降低，则，负电荷在电势高的地方电势能小，故C正确；
D．小球N处于静电平衡状态，是个等势体，所以它左端的电势等于右端的电势，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．高大建筑物顶上安放避雷针是为了防止静电危害，使建筑物免遭雷击，故A正确，不符合题意；
B．静电复印机是利用静电工作的，与静电有关，故B错误，符合题意；
C．用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，由于电荷间的相互作用，既省漆又均匀，故C正确，不符合题意；
D．油罐车拖一条与地面接触的铁链是为了将摩擦产生的静电及时导走，防止静电危害，故D正确，不符合题意。
故选B．
5．D
【详解】
导体处于静电平衡时，其内部场强处处为零，所以当它的带电量增加10倍后，其内部的场强仍然保持不变，仍为零，故选D。
6．C
【详解】
AB．导体处于静电平衡时，内部电场强度处处为零，故AB错误；
C．因感应电荷在导体内某点的电场强度与正点电荷在该点的电场强度等大反向，点离正点电荷较近，故有
故C正确；
D．由电场线的分布知，枕形导体电势高于大地电势，当开关闭合时，由于电子带负电，则电子由低电势向高电势移动，即电子从大地沿导线移向导体中，故D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，故A正确；
B．在研究带电体间的相互作用时，若带电体的尺寸远小于它们之间的距离时，可把带电体看成点电荷，体积很大的带电体也可能看成点电荷，故B错误；
C． 一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，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C错误；
D．摩擦起电是电子由一个物体转移到另一个物体的结果，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，没有产生了额外的电子，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
质量、长度和时间是力学中三个基本物理量，它们的单位千克、米和秒就是基本单位，选项A正确；导体达到静电平衡时，表面各处电势相等，场强不一定相等，选项B错误；蹦极运动员离开蹦床上升过程中，加速度向下，处于失重状态，选项C正确；探究加速度与质量、合外力的关系实验采用的是控制变量的方法，选项D正确；此题选择错误的选项，故选B.
9．D
【详解】
A．带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A错误；
B．沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于B点的电势，B错误；
C．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以B点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；
D．根据可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减小，电场力做正功，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
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＝，由于负电荷在右边，所以越往右电场的电势越低，因为取大地为零电势点，所以＝＜0。
故选C。
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．C
【详解】
当开关S断开时, 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,枕形导体左端带负电,右端带正电,正好与点电荷的电场叠加,内部电场强度处处为零,故A错误；C正确；当开关S闭合时枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,使得枕形导体左端带负电,无穷远处带正电，内部合场强依然为零，且枕形导体是一等势体，即AB两点的电势相等，故BD错误，故选C
13．AC
【详解】
A、处于静电平衡的金属导体内部电场强度处处为零，故A正确；
B、处于静电平衡时，导体表面和内部的电势相等，但不一定为零，故BD错误C正确．
故选AC
14．AC
【详解】
处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故AC正确B错误；由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的，D错误．
15．ABD
【详解】
电场线方向如图所示：
由图所示的电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为，当同导线将C棒的x端与D棒的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电势高的C棒，这时C与D已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电，而C的右端及D的左端可以认为均不带电，当将B球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B球流向大地，而一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y端的近端处，如果把带正电的A球移走，接地的B球上的负电荷才全部流入大地，故选项ABD正确，C错误；
故选ABD。
16． 正 等于 等于
【详解】
根据静电感应可知，远离带电物体C的B端带正电；导体最终会处于静电平衡状态，整个导体是个等势体，它的表面也是个等势面，所以导体的A端的电势等于导体B端的电势；处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为0，所以导体内的D点的电场强度等于零。
17． 不带 不带 带负 带正 带负 不带电
【详解】
若先移走C，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电。
先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电。
由于电荷感应，此时A端带负电，B端带正电，用手摸了B端后，地球表面的电子从手转移到了B端，A端带负电，B端不带电。
18． 负 向左
【详解】
根据静电感应原理，棒左端放置正电荷，则棒的左端感应出负电荷，右端则出现正电荷。
带电量为+q的点电荷在棒内中点处的场强大小为
水平导体棒当达到静电平衡后，P处的合场强为零，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为
点电荷+q在该处产生的电场强度方向是水平向右，水平导体棒当达到静电平衡后，P处的合场强为零，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以感应电荷产生的场强方向向左。
19．见解析
【详解】
处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零，即使导体壳外有电场，由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的物体不会产生影响．
20．见解析
【详解】
结构如图所示，空心金属圆球A放在绝缘圆柱 C 上，圆柱内B为由电动机带动上下运动的丝带（绝缘传送带），金属针尖 E 与数万伏的直流电源相接，电源另一端接地，由于针尖的放电作用，电荷将不断地被喷送到传送带B上。另一金属针尖F与导体球 A 的内表面相联。当带电的传送带转动到针尖 F 附近时，由于静电感应和电晕放电作用，传送带上的电荷转移到针尖 F 上，进而移至导体球A的外表面，使导体球A带电。随着传送带不断运转，A球上的电量越来越多，电势也不断增加。通常半径为1米的金属球可产生约 1 兆伏（对地）的高电压。为了减少大气中的漏电，提高电压，减小体积，可将整个装置放在充有10～20个大气压的氮气的钢罐之中。
21．见解析
【详解】
瓶内俯视图如图
尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，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，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，这样消除了烟尘中的尘粒。
22．（1）0；（2），方向向左
【详解】
（1）金属杆处于静电平衡时内部场强处处为0，故金属杆中点处场强为0
（2）内部场强是两个场强的叠加，所以
E感与E方向相反，电荷q在P处产生的场强方向向右，则E感的方向向左
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