2.3静电的利用与防护 同步练习（Word版含答案）

2.3、静电的利用与防护
一、选择题（共16题）
1．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，关于这个实验下列说法正确的是（　　）
A．车上的感应电荷均匀分布在车体的外表面
B．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零
C．车内任意两点间的电势差为零
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
2．以下几个生活中的物理现象，涉及的物理原理与其他三个不同的是（　　）
A．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕
B．优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网
C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物
D．精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响
3．静电学知识在生活中有着广泛的应用，下列应用说法不正确的是（　　）
A．高压输电线上方有两根导线与大地相连是为了免遭雷击
B．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
C．燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形比球形好
D．打雷时，待在汽车里比待在大街上要安全
4．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，则下列判断中错误的是（　　）
A．a 端的电势比b端的高
B．b 端的电势比d点的低
C．a 端的电势与b端的电势相等
D．细杆表面的感应电荷在杆内c处产生的场强方向由a指向b
5．下列说法中，你认为正确的是（　　）
A．
B．摩擦起电说明通过做功可以创造电荷，不遵守电荷守恒定律
C．只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看成点电荷
D．油罐车下部拖一条铁链是避免静电的积累，防止静电的危害
6．下列说法正确的是（　　）
A．元电荷实质上是指电子和质子本身
B．尽可能保持印刷厂空气干燥，可以有效防止静电的危害
C．摩擦起电的实质是摩擦使质子从一个物体转移到了另一个物体上
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电
7．如图所示，把一个原来不带电的绝缘枕形导体靠近一个带有正电荷的小球，枕形导体两端会感应出异种电荷，感应电荷将改变原来带电小球周围的电场分布。现假设枕形导体靠近后，带正电荷的小球上电荷分布不变，则在枕形导体靠近前后，关于电场中各点场强变化情况的说法正确的是（　　）
A．枕形导体的左端附近的A点场强变弱
B．枕形导体的内部的B点场强变弱
C．枕形导体的右端附近的C点场强变弱
D．枕形导体的内部的D点场强变强
8．把一个导体放入匀强电场中，静电平衡时（　　）
A．把一个负电荷从A移动到B，电场力做正功
B．三点的场强相比，
C．导体内感应电荷的电场方向向左
D．三点的电势相比，
9．下列选项中，会导致静电危害的是
A．建筑物屋顶安放避雷针
B．印染厂车间保持空气干燥
C．赛车轮胎采用导电橡胶制成
D．高档的地毯中夹一些不锈钢丝
10．库仑定律是电磁学的基本定律．1766年英国的普里斯特利通过实验证实了带电金属空腔不仅对位于空腔内部的电荷没有静电力的作用，而且空腔内部也不带电．他受到万有引力定律的启发，猜想两个点电荷（电荷量保持不变）之间的静电力与它们的距离的平方成反比.1785年法国的库仑通过实验证实了两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比．下列说法正确的是（ ）
A．普里斯特利的实验表明，处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电势为零
B．普里斯特利的猜想运用了“对比”的思维方法
C．为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比，库仑制作了库仑扭秤装置
D．为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑精确测定了两个点电荷的电荷量
11．如图所示，P处有电荷量为Q的正电荷，MN是长为l的导体细杆，P、a、b、c是位于MN所在直线上的点，则以下说法正确的是（　　）
A．b、c两处的电势大小φb＞φc
B．若规定a处电势为0，则c处电势小于0
C．正电荷Q在b处产生的电场强度为0
D．a、b两处的电场强度大小Ea＜Eb
12．矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时，感应电荷产生的电场在导体内的电场线正确的是（　　）
A． B．
C． D．
13．不带电的导体置于电场强度方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体表面处的电场线与导体表面垂直，、为电场中的两点，则（　　）
A．点的电势高于点的电势 B．点电场强度小于点的电场强度
C．导体内部的电场强度大于点的电场强度 D．负试探电荷在点的电势能比在点的电势能大
14．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的两金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是（ ）
A．导体B带负电
B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
15．ab是长为l的导体细杆，P、c是位于ab所在直线上的两点，位置如图所示，P处有电荷量为Q的正电荷，则以下说法正确的是（　　）
A．正电荷Q在c点的场强为0
B．c、d两处的电场大小
C．c、d两处的电势大小
D．a、b、c三点电势相等且为零
16．如图所示，P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引　　
A． B． C． D．
二、填空题
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．（1）如图所示，一个枕形导体位于带正电小球的附近，A、B为导体的左、右端点，C为导体内的一点．则由于静电感应，A端带______电，B端带______电，（填“正””或“负”）C点处的电场强度为_______，A端电势_______B端电势（填“高于”、“低于”或“等于”）．若用手接触一下枕形导体的B端，导体将____________（填“带不带电，如果带电请填带什么电”）．
(2)下列各图中所画的电场线，正确的是：___________
A． B．
C． D．
19．长为l的导体棒原来不带电并水平放置，现将一带电量为q的正点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒内中点处的场强为零，则棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于______，方向为水平向______。
综合题
20．用一块干的毛皮摩擦一个塑料球，再把带电的塑料球悬吊在半空，在它正下方的桌面上放置一台电子秤，秤上放置一个静止的中性金属球。然后把塑料球慢慢接近金属球，如图所示。
（1）试画出两个球体上的电荷分布。
（2）试描述并解释电子秤的示数变化。
（3）一名同学认为这个装置可以用来验证库仑定律。他的看法对吗？为什么？
（4）如果保持塑料球静止，把金属球瞬时接地，电子秤的示数有什么变化？
21．请你上网或去图书馆收集关于防止雷电危害的资料，写一篇科普报告。
22．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．车上的感应电荷均匀分布在车体的左右两边的外表面。故A错误；
B．车上的感应电荷在车内产生的电场强度不为零，与车外高压静电场的场强等大方向。故B错误；
C．车处于静电平衡，车内任意两点间的电势差为零。故C正确；
D．车为一个等势体，与外界的电势关系不明确，所以放带电体的时候，不能确定哪个位置更大一些。故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，由于电压高，是一种微弱的尖端放电现象；优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网；超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物；精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响；均是属于静电屏蔽作用。所以A选项涉及的物理原理与其他三个不同。
故选A。
3．B
【详解】
A．高压输电线上方有两根导线与大地相连，把高压线屏蔽起来，可免遭雷击，故A正确；
B．小鸟的两只脚之间的距离很小，所以小鸟的两只脚之间的电压很小，不会对小鸟造成伤害，故B错误；
C．燃气灶的电子点火器运用了尖端放电的原理，钉尖形电极比球形好，故C正确；
D．一辆金属车身的汽车可以起到静电屏蔽的作用，是一个比较好的“避雷所”，故D正确。
故选B。
4．A
【详解】
ABC．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
故A错误，BC正确；
D．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D正确。
本题选择错误的，故选A。
5．D
【详解】
A．两个能量的单位焦耳与电子伏之间的关系为 ，A错误；
B．摩擦起电可以让原先不带电的两个不同的物体带电，说明了电荷被转移，而不可以被创造，是遵守电荷守恒定律，B错误；
C．带电体能否看作点电荷是由研究问题的性质决定的，与自身大小形状无具体关系，当带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这个带电体可以看作点电荷，C错误；
D．油罐车下部拖一条铁链是避免静电的积累，防止静电的危害，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．元电荷是最小的电量单位，不是指电子和质子本身，选项A错误；
B．尽可能保持印刷厂空气潮湿，可以有效防止静电的危害，选项B错误；
C．摩擦起电的实质是摩擦使电子从一个物体转移到了另一个物体上，选项C错误；
D．丝绸摩擦玻璃棒时，电子从玻璃棒上转移到丝绸上，玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电，选项D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AC．因枕形导体靠近后，带正电荷的小球上电荷分布不变，则小球在A点的场强不变，则当枕形导体靠近后，因枕形导体在A点的场强与小球在A点的场强方向一致，可知导体的左端附近的A点场强变强，同理可知，枕形导体的右端附近的C点场强变弱，因为枕形导体远离C点，选项A错误，C正确；
BD．由于静电平衡，则枕形导体的内部的B点和D点的场强均为零，则当枕形导体靠近前后，枕形导体内部场强不变，即BD两点场强均不变，选项BD错误；
故选C。
8．C
【详解】
A．达到静电平衡后，整个的导体是等势体，所以将负电荷在AB间移动时，电场力不做功，故A错误；
B．达到静电平衡后，整个的导体是等势体，所以A与B点的电场强度都是0，而C点的电场强度不是0，故B错误；
C．由于原电场向右，则感应电场的方向与原电场方向相反，即感应电荷的电场方向向左，故C正确；
D．AB处在同一等电势点上，电势相等，且AB的电势高于C点的电势，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A.避雷针是讲空气中的电荷导入大地，不属于静电现象；
B. 印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害,B正确；
C. 轮胎用导电橡胶制成，可以有效将飞机上的静电导入大地，属于防止静电危害，C错误；
D. 高档的地毯中夹一些不锈钢丝，可以有效将因摩擦产生的静电导入大地，属于防止静电危害，D错误；
故选B。
10．C
【详解】
试题分析：普里斯特利的实验表明，处于静电平衡状态的带电金属空腔内部的电场处处为0，但电势不一定为零，整个金属为一个等势体，A错误；普里斯特利联想到万有引力定律的猜想，故运用了“类比”的思维方法，B错误；为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的距离的平方成反比，库仑制作了库仑扭秤装置，C正确；为了验证两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量的乘积成正比，库仑定性的比较了电荷的变化，故D错误；
11．B
【详解】
A．根据静电感应原理，处于静电平衡的导体是等势体，b、c两处的电势大小相等，A错误；
B．P处有电荷量为Q的正电荷，沿着电场线方向，电势逐渐降低，a处电势为0，则c处电势小于0，B正确；
C．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即Eb=0，内部场强为感应电荷产生的场强与正电荷Q在b处产生的场强之和，所以正电荷Q在b处产生的电场强度不为0，C错误；
D．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即Eb=0，a处的电场强度不为0，所以
D错误。
故选B。
12．B
【详解】
处于静电平衡状态的导体，其内部合电场强度处处为零，感应电荷产生的电场在导体内的电场线一定与点电荷的电场线反向。
故选B。
13．A
【详解】
C.导体处于静电场中，达到静电平衡，导体内部导体电场强度处处为零，导体内部的电场强度小于点的电场强度，C错误；
B.在同一静电场中，某点电场线越密集，该店的电场强度越大，处的电场线比处的电场线密集，点电场强度大于点的电场强度，B错误；
AD.处于静电平衡的导体是一个等势体，导体表面为等势面，又因为沿着电场线的方向电势降低，可知点的电势高于，根据
可知，负电荷在电势越高的位置电势能反而越低，A正确，D错误。
故选A。
14．BD
【详解】
AD．由于静电感应，导体B左端带负电，右端带正电，导体总电量为零．故A错误，D正确；
B．B的左端感应出负电荷，右端出现正电荷，电荷量的大小相等．故B正确；
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。
故选BD。
15．BC
【详解】
A．根据点电荷场强公式，可得正电荷Q在c点的场强为
显然不为0，故A错误；
B．导体细杆处于静电平衡，导体内部场强处处为0，即
d处的电场强度不为0，所以
故B正确；
C．根据静电感应原理，可知导体ab的b端感应带上负电荷，所以电场线由P指向b端，且处于静电平衡的导体是等势体，所以根据沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知
故C正确；
D．处于静电平衡的导体为等势体，所以a、b、c三点电势相等，但是电势的高低与选取的零电势点有关，所以不一定为零，故D错误。
故选BC。
16．AC
【详解】
A图中当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电荷，两端形成感应电荷，感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零，因此绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引；故A正确B图中当负电荷放在金属壳内时，使金属壳内部带正电荷，外部带负电荷，导致外部出现感应电场，从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引；故B错误；
C图中当负电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引；故C正确；D图中当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电，导致出现感应电场.从而使得绝缘板上的小纸屑(图中S)会被吸引；故D错误．本题选择小纸屑S不会被P吸引的，故选AC．
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 正 0 等于 带负电 D
【详解】
(1)由于静电感应，A端带负电，B端带正电，若用手接触一下枕形导体的中部，大地中电子跑到导体上，将正电荷中和，所以导体将负电；
把一个在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带正电的导体A附近，达到静电平衡后，枕形导体是个等势体，各点的电势相等；带正电的导体产生的是发散的电场，产生的电场的电场线由A到B，而感应电荷产生电场与正电荷电场叠加，导致合电场强度为零，即C点电场强度为零；
(2) 所有的电场线都是电场线总是从正电荷出发，终止于负电荷；或从无穷远出发，终止于负电荷；或从正电荷出发，终止于无穷远；两个正电荷的电场线分布如图，
故ABC错误，D正确；故选D．
19． 左
【详解】
由静电感应现象可知，电量为q的正点电荷放在距棒左端R处，棒的左端感应出负电荷，右端感应出正电荷。由点电荷产生电场强度公式，可得+q在棒上中点P处产生场强大小
方向为水平向右；
由静电平衡原理可知，当达到静电平衡后棒内中点P处的合电场强度是零，棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小与带电量为+q的正点电荷在棒的中点P处产生的场强大小相等，方向相反， 棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小
方向为水平向左。
20．（1）见解析；（2）见解析；（3）不对，原因见解析；（4）变小
【解析】
（1）塑料球被毛皮摩擦后带负电，靠近中性金属球，金属球发生静电感应，靠近塑料球的一端将带上正电荷，远离塑料球的一端将带上负电荷，如图所示。
（2）金属球近端正电荷所受吸引力大于远端负电荷所受排斥力，所以所受合力表现为吸引力，则电子秤的示数减小。
（3）该同学看法不对，由于金属球所带净电荷为零，所以不能用该装置来验证库仑定律。
（4）如果保持塑料球静止，把金属球瞬时接地，其一端的负电荷会从金属球流入大地，金属球所受塑料球的吸引力增大，则电子秤的示数变小。
21．见解析
【解析】
(1)应该留在室内，并关好门窗；在室外工作的人应躲入建筑物内。
(2)不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器，不宜使用水龙
头。
(3)切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离电线等带电
设备或其它类似金属装置。
(4)减少使用电话和手提电话。
22．
【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