2.3静电的利用与防护同步练习（word版含答案）

粤教版（2019）必修三 2.3 静电的利用与防护 同步练习
一、单选题
1．以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是（　　）
A．空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离
B．带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动
C．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线
D．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大
2．下列现象中，与静电现象无关的是（　　）
A．微波炉加热食物
B．干燥天气里脱毛衣时，会听到噼啪声
C．干燥天气里塑料笔摩擦头发后能吸引碎纸屑
D．油罐车运送油品时，必须安装一条拖地的铁链
3．我国的1100千伏特高压带电作业关键技术填补世界空白。超高压带电作业的电工穿戴的工作服是用包含铜丝的织物制成的，下列说法正确的是（　　）
A．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用
B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用
C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
4．以下说法中正确的是（　　）
A．处在静电平衡状态的导体，导体内部既无正电荷，又无负电荷
B．由可知，电场强度E跟放入的电荷q所受的电场力成正比
C．由可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度达无穷大
D．处在静电平衡状态的导体，导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果
5．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，φB=φC=0
B．金属网罩B的右侧外表面带正电荷
C．验电器的金属箔片将张开，φB<φC
D．φB≠φC，金属网罩B左、右两侧的电势不相等
6．一金属球，原来不带电，现在沿球直径的延长线上放置一根均匀带电的细杆MN，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上、、三点的场强大小分别为、、，三者相比，则（　　）
A．最大 B．最大
C．最大 D．
7．下列说法正确的是（　　）
A．洗衣机脱水利用了水的重力
B．玻璃棒和丝绸摩擦后玻璃棒带负电荷
C．物体在接近光速运动时，仍然遵从牛顿运动定律
D．避雷针是利用尖端放电将空气中的电荷中和使建筑物避免雷击
8．下列说法正确的是（　　）
A．电场强度大的地方电势一定高
B．电荷在电势高的地方电势能一定大
C．不管是正电荷还是负电荷，电场力做正功，电势能一定减小
D．处于静电平衡的导体，内部电势处处为零
9．用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。张同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是（　　）
A．笔套与头发摩擦后，笔套与头发带上同种电荷
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出异种电荷
C．笔套靠近圆环过程中，圆环带的电荷量逐渐增大
D．圆环碰到笔套后，圆环带上与笔套异种的电荷
10．高大的建筑物上安装接闪杆（避雷针），阴雨天气时云层中的大量电荷可以带电云层通过接闪杆直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是某次接闪杆放电时，带负电的云层和接闪杆之间三条等势线的分布示意图；实线是空气中某个带电粒子q由M点到N点的运动轨迹，不计该带电粒子的重力，则（　　）
A．接闪杆尖端带负电
B．带电粒子q带正电
C．q在M点的电势能大于在N点的电势能
D．q越靠近接闪杆尖端，其加速度越小
11．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
12．某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　）
A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织
B．乙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使身体能够导电，对人体起保护作用
C．丙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使体内场强保持为零，对人体起保护作用
D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
13．如图所示，电工穿上用铜丝编织的防护服进行高压带电作业时，防护服能保护电工的安全，其原因是（　　）
A．防护服用铜丝编织不易拉破，对人体起到保护作用
B．编织防护服的铜丝电阻小，对人体起到保护作用
C．电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用
D．电工被防护服所包裹，人体场强为零，对人体起到保护作用
14．如图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述不正确的是（　　）
A．到达集尘极的尘埃带负电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
15．如图所示，把一个带正电的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内并接触，其结果可能是（　　）
A．只有球壳外表面带正电
B．球壳的内表面带负电，外表面带正电
C．球壳的内、外表面都带正电
D．球壳的内表面带正电，外表面带负电
二、填空题
16．（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________。
17．在生产和社会生活中，防范静电危害的主要措施有______、______和______。
18．如图所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。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___________（填“张开”或者“闭合”）。先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔___________（填“张开”或者“闭合”）。
19．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。
三、解答题
20．在实验室完成下述实验（图）：将一只开口的空心金属球放在验电器A的导杆上，用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触空心金属球，观察验电器A指针的情况。用带正电的玻璃棒分别与空心金属球外表和内壁接触，再分别与验电器B的金属球接触（即把电荷转移到验电器B上分别反复操作几次，观察两种情况下验电器B指针的位置变化。你发现了什么？请完成实验报告。
21．身上穿的化纤衣服常会贴在人的身体上，为什么？
22．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？
23．如图，将带正电荷的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成、两部分，这两部分所带电荷量分别为、；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和。
(1)请分别说出以上四个部分电荷量的正负，并简述理由。
(2)请列出以上四个部分电荷量（绝对值）之间存在的一些等量关系，并简述理由。
24．在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种情况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？
（1）Q不跟A接触，如图①所示。
（2）Q跟A接触，如图②所示。
（3）Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．在距离金属丝B越近的地方，电场越强，空气分子越容易被电离。A正确；
BCD．带上负电的煤粉在向A运动的过程中，主要受到变化的电场力及重力的作用，合力的大小、方向均在变化，所以煤粉做的是变加速运动，轨迹不是抛物线，电场力做正功，电势能减少。BCD错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
A．微波炉加热食物是利用微波任意被有机分子吸收的原理，不属于静电现象，故A符合题意；
B．干燥天气里脱毛衣时，会听到噼啪声，是由于毛衣与头发摩擦产生了静电。与静电现象有关。故B不符合题意；
C．干燥天气里塑料笔摩擦头发后能吸引碎纸屑，塑料笔摩擦头发后带上电荷的原因，与静电现象有关。故C不符合题意。
D．油罐车运送油品时，必须安装一条拖地的铁链，是为了将摩擦产生的静电荷能及时导走，与静电现象有关。故D不符合题意。
本题选择与静电现象无关的，故选A。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
屏蔽服作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。所以C正确，ABD错误；
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
A．处在静电平衡状态的导体，其内部电场强度处处为零，导体内部不再有电荷的定向移动，导体的内部没有多余的净电荷，但是不能说导体内部既无正电荷，又无负电荷。故A错误；
B．电场强度是由电场本身决定的，是电场的一种性质，与试探电荷是否存在无关，与放入的电荷q所受的电场力无关，故B错误；
C．点电荷的电场公式，并不适用于r接近0的情况，故C错误；
D．处在静电平衡状态的导体，其内部电场强度处处为零，导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果，故 D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，故A项错误；
B．由于静电感应，使金属罩B的左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故B项正确；
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项错误；
D．由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，故D项错误；
故选B。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消。c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大；而a点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在a点处产生的场强最小，所以Ec>Eb>Ea。
故选C。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．洗衣机脱水利用了水滴在衣物上的附着力不满足做圆周运动的向心力时，做离心运动，A错误；
B．玻璃棒和丝绸摩擦后玻璃棒带正电荷，因为玻璃棒上原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，所以玻璃棒带正电荷，丝绸带负电荷，B错误；
C．物体在接近光速运动时，由狭义相对论可知，物体的质量随速度的增大而增大，所以不再遵从牛顿运动定律，C错误；
D．避雷针是利用尖端放电将空气中的电荷中和使建筑物避免雷击，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
A．因为电场强度与电势无关，所以在电场中，电场强度大的地方电势不一定高，故A错误；
B．由可知，正电荷在电势高的地方电势能才大，负电荷在电势高的地方电势能反而低，故B错误；
C．只要电场力做正功，电势能一定减小，即正或负电荷一定是从电势能高的位置移动到电势能低的位置，故C正确；
D．处于静电平衡的导体是等势体，但电势不一定为零，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．笔套与头发摩擦后，电子从一个物体转移到另一个物体，笔套与头发带上异种电荷，A错误；
B．笔套靠近圆环时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引规律，圆环上、下感应出异种电荷，B正确；
C．笔套靠近圆环过程中，圆环所带的正电荷与负电荷的总量始终等于零，C错误；
D．圆环碰到笔套后，电子发生转移，圆环带上与笔套同种的电荷，D错误。
故选B。
10．C
【解析】
【详解】
A．云层带负电，根据感应起电原理可知，接闪杆尖端带正电，故A错误；
B．带电粒子q由M点到N点的运动轨迹，合力指向曲线的凹侧，所以粒子带负电，故B错误；
C．因为尖端带正电，粒子带负电，M点到N点，电场力做正功，电势能减小，q在M点的电势能大于在N点的电势能，故C正确；
D．q越靠近接闪杆尖端，等势面越密集，场强越大，其加速度越大，故D错误。
故选C。
11．B
【解析】
【分析】
【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。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
电工穿的铜丝编织的高压作业量可以有效避免电工受到电击，使内部场强处处为零，对人体起到保护作用，主要应用了静电屏蔽原理，选项C正确，ABD错误。
故选C。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
电工被金属丝做成的防护服所包裹，则人体处于静电屏蔽状态，人体场强为零，对人体起到保护作用。
故选D。
14．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A不符题意；
B．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B符合题意；
C．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C不符题意；
D．根据可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D不符题意；
故选B。
15．A
【解析】
【详解】
小球与球壳接触构成一个新导体，它的电荷量都分布在新导体的外表面，即只有球壳外表面带正电，故BCD错误A正确。
故选A。
16． 强度处处为零 等势体 等势面
【解析】
【详解】
(1)[1]处于静电平衡状态的导体，电荷分布在外表面上，因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零。
(2)[2][3]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。
17． 保持空气湿度 使用避雷针 让物体有良好接地
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]在生产和社会生活中，防范静电危害的主要措施有保持空气湿度、使用避雷针和让物体有良好接地。
18． 张开 张开
【解析】
【分析】
【详解】
[1]将一带正电荷的物体C置于A附近，由于静电感应，此时A带负电，B带正电，则贴在A、B下部的金属箔张开。
[2]先把A和B分开，然后移去C，此时A带负电，B带正电，贴在A、B下部的金属箔都张开。
19． 正 等于 等于
【解析】
【详解】
[1][2][3]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。
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
若使带正电的玻璃棒接触空心金属球内表面，玻璃棒上的电荷全部转移到A上，则玻璃棒不带电；然后接触B，B不能带电；操作若干次，观察到B指针的张角不变；
若使带正电的玻璃棒接触空心金属球外表面，玻璃棒上的部分电荷转移到A上，则玻璃棒仍然带电；然后接触B，B带电；操作若干次，观察到B指针的张角变大。
21．见详解
【解析】
【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。
22．见解析
【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。
23．(1)见解析；(2)见解析
【解析】
【详解】
(1)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 带正电，QB和 带负电。
(2)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部分多带了电子而带负电；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，
24．（1）B球受到A的吸引力而向右偏；（2）B球受到A的吸引力而向右偏；（3）B球不受A的作用力
【解析】
【详解】
（1）如图①所示，Q不跟A接触，A的内、外表面分别感应出等量的负、正电荷，故B受到引力向右偏移。
（2）如图②所示，Q跟A接触后组成一个新的等势体，A的外表面带正电，对B产生引力，使之右偏。
（3）如图③所示，Q不跟A接触，但A接地，A与大地组成一个等势体，A的外部场强为零，B不受电场力作用。
答案第1页，共2页
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