1.3 静电的应用和防护 专项测试（Word版含答案）

1.3、静电的应用和防护
一、选择题（共16题）
1．根据学过的物理知识判断，下列说法中错误的是（　　）
A．小轿车车尾的导电链是为了防止静电积聚
B．洗衣机的脱水筒是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉
C．乘坐汽车时要系好安全带，这是为了防止汽车突然加速而对乘客造成伤害
D．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电
2．如果你到电脑商店购买硬盘或CPU等电脑配件时，尽量不要用手直接去触摸金属部分，这是因为（　　）
A．人有可能会被电脑配件上的静电“电”一下
B．有可能损坏电脑配件上露出的零件或接线
C．有可能人身上的静电会击坏电脑配件
D．人是导体，有可能使电脑配件中的电池短路
3．以下说法中不正确的是（ ）。
A．印刷厂里，纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起
B．干净的人造纤维服装，穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘，是由于静电吸引尘埃的缘故
C．在地毯上行走的人，与地毯摩擦过多，当他伸手拉金属门把手时，会产生火花放电，严重时会使他痉挛
D．油罐车有一条拖在地上的铁链，这根铁链是油罐车的标记，没有其他作用
4．如图所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。对于上述实验，下列判断正确的是（　　）
A．QAB．QA=QB，QA为负电荷
C．QA′D．QA′=QB′，QA′为正电荷
5．如图所示为不带电的空腔球形导体，若将一个带负电的小金属球放入腔内，静电平衡后，图中A、B、C三点的电场强度E和电势的关系是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
6．范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由电动机带动循环运转。E和F是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷F与金属球壳内壁相连。当电刷E与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带带着向上运动。当正电荷到达电刷F附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．电刷E和电刷F与传送带间都发生了感应起电
B．由于感应起电，最终电刷F上将集聚大量负电荷
C．最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面
D．该静电加速器可以无限制的提高球壳和大地间的电压
7．如图所示为一正点电荷M和一光滑金属板N形成的电场线，a，b、c为电场中的三点，则下列说法正确的是（　　）
A．a、c两点的电场强度大小关系为Ea B．a、b两点的电势关系为φa<φb
C．一负点电荷在a点处的电势能大于它在b点处的电势能
D．若带正电的绝缘小球以初速度v0冲上金属板表面，做匀速直线运动
8．关于物理学史，下列说法中错误的是（ ）
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B．法拉第不仅提出了场的的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C．法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律
D．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律
9．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，导体处于静电平衡状态。下列说法正确的是（　　）
A．导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度
B．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA=EB
C．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA＜EB
D．当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动
10．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
11．如图所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，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．若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分
B．若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地
C．由于C、D不带电，所以C棒的电势一定等于D棒的电势
D．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有电子流从x流向y
12．在地毯的编织线中加入少量的导电金属丝，其主要目的是（　　）
A．增大地毯弹性 B．减小摩擦阻力
C．消除静电影响 D．增加耐磨能力
13．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．室内的空气湿度越大．实验效果越好
B．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
C．起电机摇动前．需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D．起电机摇动时．塑料瓶内易拉罐（金属）片边电场强度最大
14．不带电的金属导体MNPQ的内部电荷包括自由电子和金属离子(即金属原子失去自由电子后的剩余部分),图所示为导体内部电荷的简化示意图，其中“”表示自由电子,“ ”表示金属离子．把导体放到电场强度为E0的匀强电场中，由于库仑力的作用，导体内部的电荷将重新分布．图是同学们画出的四幅图,其中A、B两图描述了导体刚放入电场未达到静电平衡状态时，自由电子和金属离子的定向运动情况(图中箭头代表它们定向运动的方向)； C、D两图描述了导体达到静电平衡后，自由电子和金属离子的分布情况．则图的四幅图中，可能正确的是
B．
C．D．
15．静电喷涂机原理如图所示.静电喷涂机接高压电源，工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，微粒最后被吸到工件表面。关于静电喷涂机的涂料微粒，下列表述正确的有（ ）
A．微粒带正电 B．微粒带负电
C．微粒受静电力作用 D．微粒所受静电力恒定
16．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
二、填空题
17．静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为______的工件运动，并沉积在工件表面．
18．一个带绝缘底座的空心金属球A带有C的正电荷，上端开有适当小孔；有绝缘柄的金属小球B带有C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=_____。
19．如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个小孔，若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，则球壳外表面带_______电，内表面带_______电；若用手接触一下球壳后移走带电小球，则球壳的外表面带_______电荷；若带电小球与球壳的内壁接触，球壳的外表面带_____电荷，内表面_______电荷.
20．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，它们共同的物理原理是：让带电的物质微粒在___________力作用下，“奔向”并吸附到___________电极上。
三、综合题
21．如图所示，在装载作业中，靠近传送带的工人容易受到电击，请解释原因。用什么办法可以解决此问题
22．以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大。
（1）试判断所接高压电源的极性；
（2）试定性说明静电除尘器的工作原理；
（3）设金属管A的内径r＝3 m，长为L＝50 m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4 kg/（s·m2），求其工作一天能回收煤粉多少吨？（最后结果取三位有效数字）
23．身上穿的化纤衣服常会贴在人的身体上，为什么？
24．如图所示，在孤立点电荷+Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线（用实线表示，要求严格作图）．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．车尾的导电链，可以及时导走由摩擦产生的大量静电，是为了防止静电积聚，故A正确，不符合题意；
B．洗衣机的脱水筒是利用离心现象来甩干衣物，故B正确，不符合题意；
C．司机和前排乘客必须系好安全带，当突然刹车时，可以防止由于惯性而前冲带来的危害，故C错误，符合题意；
D．夜间高压线周围出现的绿色光晕，由于电压高，是一种微弱的尖端放电现象，故D正确，意。
故选C。
2．C
【详解】
AC．用手直接去触摸电脑配件的金属部分时，人确实有可能会被电脑配件上的静电“电”一下，但对人体不会造成伤害，而人身上的静电却可能会击坏电脑配件，故A不符合题意，C符合题意；
B．人手的触摸一般情况下不太可能损坏电脑配件上露出的零件或接线，否则电脑配件将无法进行组装或正常使用，故B不符合题意；
D．人虽然是导体，但电阻较大，只要不是用湿的手去触摸不可能使电脑配件中的电池短路，故D不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
A．印刷厂里，纸页之间的摩擦起电会使纸页粘在一起，所以在印刷时需要消除静电，故A正确，不符合题意；
B．人造纤维服装会由于摩擦产生静电，产生静电后会吸引灰尘，故穿不了多大工夫就会蒙上一层灰尘，故B正确，不符合题意；
C．在地毯上行走的人，与地毯摩擦过多会产生静电，积累大量的电荷，当他伸手拉金属门把手时，就会产生火花放电，严重时会使他痉挛，故C正确，不符合题意；
D．油罐车有一条拖在地上的铁链，这根铁链不是油罐车的标记，而是为了防止静电，通过铁链把静电传导到地面，故D错误，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即QA和QA′为正电，QB和QB′为负电；导体原来不带电，只是在C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分有多余电子而带负电；A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即QA=QB QA′=QB′。
故选D。
5．D
【详解】
当静电平衡时，金属球壳内壁感应出正电荷，外表面感应出负电荷，电场线分布如图所示
在A处电场线较密，在B处电场线较疏，C处场强为零，所以场强关系为
EA＞EB＞EC
根据顺着电场线方向电势降低，整个金属球壳C是一个等势体，表面是一个等势面，可知电势关系是
φB＞φC＞φA
故选D。
6．C
【详解】
A．由于电刷E是金属针状的，故正电荷从电刷E上被喷射到传送带，其实质是尖端放电，故A错误；
BC．当正电荷到达电刷F附近时，F上被感应出异号电荷，又由于尖端放电，F上的负电荷与传送带上的正电荷中和，从而使传送带失去正电荷，而F上剩下了正电荷，由于导体带电电荷只能存在于外表面，所以F上正电荷立即传到金属壳外表面。故B错误，C正确；
D．由于电晕放电、局部尖端放电和漏电等实际现象，球壳和大地间的电压不能无限制的提高。故D错误
故选C。
7．D
【详解】
A．电场线越密，电场强度越大，则Ea >Ec，A错误；
B．沿着电场线的方向电势逐点降低，则φa>φb，B错误；
C．负电荷从a点运动到b点，电场力做负功，电势能增加，负点电荷在a点处的电势能小于它在b点处的电势能，C错误；
D．处于静电平衡状态的导体，其表面是个等势面，电场线与等势面垂直，所以电场线垂直于金属板的上表面，小球在金属板的表面上运动时，电场力始终与速度垂直，水平方向不受力的作用，小球做匀速直线运动，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的，故A正确；
B．法拉第不仅提出了场的概念，而且用电场线形象直观地描绘了场的清晰图像，故B正确；
CD．库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律，故C错误，D正确。
故选C。
9．D
【详解】
A．枕形导体在正点电荷附近，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与点电荷的电场叠加，静电平衡时，导体内部电场强度处处为零，A错误；
BC．导体内部的电场强度处处为零，所以感应电荷产生的附加电场强度的大小与点电荷产生的电场强度的大小相等，方向相反，故EA>EB，故BC错误；
D．当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，中和导体B端多余的正电荷，D正确；
故选D。
10．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。
11．A
【详解】
AB．由于静电感应，在D的右端将感应出正电荷，所以当B球接地时，由于静电感应，B所带的负电荷还将保留一部分，所以A正确；B错误；
C．金属球A、B间的电场从A指向B，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，所以C棒的电势一定高于D棒的电势，则C错误；
D．由于静电平衡时的导体是个等势体，但两等势体，C电势高于D电势，所以用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，由于电流总是从高电势处流向低电势处，所以电子从低电势处流向高电势处，则从y流向x，所以D错误；
故选A。
12．C
【详解】
地毯的编织线中加入少量的导电金属丝，可以把环境中积累的静电导入大地，消除静电的影响，故ABD错误，C正确。
故选C。
13．B
【详解】
A．加大空气湿度，由于潮湿的空气易于导电，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．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，B正确；
C．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，C错误；
D．起电机摇动时，锯条聚集的电荷最多，因此锯条边的电场强度最大，D错误。
故选B。
14．AC
【详解】
导体刚放入电场未达到静电平衡时，电子在外电场作用下向左移动，A选项正确；金属导体电子可以移动，但金属离子不可移动，故B选项错误；导体达到静电平衡后，导体内部场强处处为零，左侧负电荷分布密集，但金属离子不移动，故C选项正确，D错误；故选AC．
15．BC
【详解】
AB．静电喷涂机接高压电源的负极，所以喷出的涂料微粒带负电，故A错误，B正确；
CD．由于静电感应，工件的表面将会带上正电，对周围的带负电的涂料微粒产生吸引力，带负电的涂料微粒在静电力的作用下向工件运动，结合图分析可知，微粒所受静电力不恒定，故C正确，D错误。
故选BC。
16．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。
17．正极
【详解】
略
18． 0
【详解】
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，所以可得
QB=0
19． 负 正 正 负 不带
【详解】
若将一个带负电的小球放入且不与球壳接触，由于静电感应，则球壳外表面带负电，内表面带正电；若用手接触一下球壳后，外表面的负电荷流入地下，移走带电小球，则球壳的外表面带正电荷；若带电小球与球壳的内壁接触，则接触使球壳带负电，球壳的外表面带负电荷，内表面不带电荷．
20． 电场 正
【详解】
如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印，它们共同的物理原理是：先让材料的小颗粒带上负电，然后让带电的物质微粒在电场力作用下，“奔向”并吸附到正电极上。
21．见解析
【解析】
在装载作业中，因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的工人因为感应也带上电，容易受到电击；
要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者直接用导体制造传送带，再用适当方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。
22．（1）a为正极，b为负极；（2）带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上；（3）28.5 t
【详解】
（1）因为煤粉吸附电子，所以带负电，为了将煤粉吸附在金属管上，因此与金属管相连的a为正极，与金属丝相连的b为负极。
（2）由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上。
（3）设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积
S＝2πrL
则
23．见详解
【详解】
人体活动时，皮肤与衣服之间以及衣服与衣服之间互相摩擦，便会产生静电，人体与化纤衣服之间带有异种电荷，相互吸引，由于化纤衣服比较轻，所以身上穿的化纤衣服常会贴在人的身体上。
24．
【详解】
画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线)，如图所示；
导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反。
答案第1页，共2页