9.4静电的防止与利用练习（word版含答案）

人教版必修第三册 9.4 静电的防止与利用
一、单选题
1．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标。关于图标的含义，下列说法正确的是（　　）
A．工作人员工作时间须穿纯棉服装
B．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
D．制作这些图标的依据是为了应用静电现象
2．下列措施中是为了防止静电产生的危害的是（　　）
A．在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器
C．雷雨天中在孤立的高大树木下避雨
D．在高大的建筑物顶端安装电视公用天线
3．如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是（　　）
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
4．关于避雷针能够避免建筑物被雷击的原因，下列分析不正确的是（　　）
A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷
C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地
D．避雷针由尖锐的导体做成，利用的是尖端放电现象
5．用金属罩把验电器罩住，然后靠近带电金属球，验电器的箔片不张开。下列说法正确的是（　　）
A．金属球上的电荷产生的电场被金属罩挡在外面
B．金属罩上的感应电荷的电场被金属罩挡在外面
C．金属罩上的感应电荷的电场和金属球上的电荷的电场都不能被挡在外面，只是这两个电场在罩中区域的合电场为零
D．以上说法都不正确
6．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块易拉罐（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，下列说法正确的是（　　）
A．锯条附近电场强度大 B．金属片附近电场强度大
C．锯条和金属片之间为匀强电场 D．锯条和金属片之间电场强度处处为零
7．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．球体带正电荷
B．球心处电场强度最大
C．A、B两点电场强度相同
D．一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大
8．静电给人们带来很多方便，但有时也会带来麻烦，甚至造成危害。下列选项中属于防止静电危害的是（　　）
A．静电喷漆 B．静电复印 C．静电除尘 D．导电轮胎
9．如图所示是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．粉尘由于吸附作用而带上正电荷
B．粉尘由于吸附了电子而带上负电荷
C．带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁
D．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场
10．下列说法正确的是（　　）
A．元电荷、点电荷均属于理想物理模型
B．物体通常呈现电中性，是因为物体没有电荷
C．由于电流的磁效应，装有避雷针的建筑物可以免遭雷击
D．飞机起落架的轮胎应该采用导电橡胶制成以防止静电积聚
11．以下不属于静电防范的有效措施是（　　）
A．使用避雷针 B．静电复印 C．保持良好接地 D．保持空气湿度
12．如图所示，原来不带电的金属球，现沿球直径的延长线上放置一个点电荷，球内直径上三点a、b、c，三点场强大小分别为、、三者相比（　　）
A．最大 B．最大
C．最大 D．
13．一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则（　　）
A．Ea最大 B．Eb最大
C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec
14．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（　　）
A．M、N两点电场强度大小的关系为EM>EN
B．M端感应出负电荷，N端感应出正电荷，所以M、N两点电势高低的关系为
C．若用导线将M、N两端连起来，将发生电荷中和现象
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度为
15．在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B，下列实验方法中不能使验电器箔片张开的是（　　）
A．用取电棒（带绝缘柄的导体棒）先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B．用取电棒先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C．用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
二、填空题
16．避雷针利用______________原理来避电：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.
17．如图，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，使导体靠近带电物体的A端带______（填“正”或“负”）电荷，远离带电物体的B端带______（填“正”或“负”）电荷；若导体B端用导线经接地过一段时间再断开，再移走A，则导体A端带______（填“正”或“负”）电荷，远离带电物体的B端带______（填“正”或“负”）电荷。
18．如图所示，电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P，当导体P处于静电平衡状态时，感应电荷在a、b连线的中点c处（c在导体P内）产生的电场强度大小为________，方向为_____（选填“向左”或“向右”）
三、解答题
19．超高压带电作业的工人穿戴的工作服（图），为什么要用包含金属丝的织物制成？
20．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？
21．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘．
请思考一下：这是什么原因？
22．静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．加油站工作人员在工作时应避免产生静电，可以穿纯棉衣服，但不是必须的，故A错误；
B．用塑料梳子梳头时会产生静电，故B错误；
C．化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险，故C正确；
D．这些图标都是为了减少静电的产生，故D错误。
故选C。
2．A
【解析】
【详解】
A．在地毯中夹杂的不锈钢丝导电纤维，防止出现静电，选项A正确；
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器，这是利用静电，选项B错误；
C．当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，因此雷雨天中在孤立的高大树木下避雨，属于静电危害，故C错误；
D．在高大的建筑物顶端安装电视公用天线，利用开放电路接受和发射电磁波信号，属于电磁波的发射与接受。故D错误。
故选A。
3．A
【解析】
【详解】
AB．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致。故A正确；B错误；
C．起电机起电的过程是电荷转移的过程。故C错误；
D．绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地。故D错误。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
带电云层靠近建筑物时，避雷针会产生感应电荷，尖端放电，逐渐中和云层中的电荷，同时将云层中的电荷通过导线导入大地，使建筑物避免遭到雷击，故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
验电器不受外电场的影响并不是金属球上的电荷没有在罩中区域激发电场，而是被金属罩上的感应电荷在该区域激发的电场抵消，所以从效果上来看，罩内区域不受外界电场的影响，仿佛罩子把外电场“挡住”一样。
故选C。
6．A
【解析】
【分析】
【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，锯条和金属片之间存在强电场，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。
故选A。
7．D
【解析】
【详解】
A．从球出发向两侧电势升高，而电场线从正电荷出发，沿着电场线电势降低，故球带负电荷，A错误；
B．球是等势体，故内部任意两点间的电势差为零，故场强为零，B错误；
C．A点与B点的电场强度大小相等，但方向相反，故不同，C错误；
D．从B到C，电势升高，根据
故负电荷电势能减少，D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．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，故A不符合题意；
B．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，故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，故C不符合题意；
D．导电轮胎是将轮胎上的电荷导入大地，是防止静电危害，故D符合题意。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
AB．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，粉尘向正极运动，可知粉尘吸附电子后带负电．故A错误，B正确；
C．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向正极运动，可知粉尘是在静电力作用下飞向筒壁．故C正确；
D．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，因此筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场．故D正确．
此题选择不正确的选项，故选A。
10．D
【解析】
【详解】
A. 元电荷不是理想物理模型，A错误；
B. 物体通常呈现电中性，是因为物体内部正、负电荷总量等于零，B错误；
C. 装有避雷针的建筑物可以免遭雷击的原理是避雷针将电荷导入大地，C错误；
D. 飞机起落架的轮胎应该采用导电橡胶制成以防止静电积聚，D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．使用避雷针是属于静电防范的有效措施，选项A不符合题意；
B．静电复印是利用静电，则选项B符合题意；
C．保持良好接地是属于静电防范的有效措施，选项C不符合题意；
D．保持空气湿度是属于静电防范的有效措施，选项D不符合题意；
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
静电平衡后，金属球上感应电荷产生的附加电场与点电荷产生的场强大小相等，方向相反，金属球内的合场强处处为零，所以a、b、c三点的场强是相等的，都是0。
故选D。
【点睛】
本题静电感应问题，抓住静电平衡导体的特点是关键．常规题．要注意金属球内场强为零是指合场强为零。
13．C
【解析】
【详解】
处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零，处于静电平衡状态的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向，比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强，由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点的场强也最大，故C正确，ABD错误。
故选C。
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
AD．M、N两点的场强为导体球与B上感应电荷在这两处的场强之和，处于静电平衡的导体，合场强的大小为处处为零，即有
而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式
可知，离A越远，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度
故A错误，D正确；
BC．处于静电平衡的导体，其整体是等势体，所以
若用导线将M、N两端连起来，没有电荷移动，故BC错误。
故选D。
15．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．手持一个带绝缘柄的金属小球C，把C接触B的内壁，由于净电荷只分布在外表面上，所以不能使小球C带上电荷，所以，再移出C与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电。故A符合题意；
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触，由于净电荷只分布在外表面上，所以能使小球C带上电荷，C与A接触时A能带电，使金属箔张开。故B不符合题意；
C．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触后三者组成新的等势体，电荷将传递到A，使金属箔张开。故C不符合题意；；
D．使验电器A靠近B，A将由于静电感应，金属球处带上负电荷，而金属箔处带上正电荷，使金属箔张开，故D不符合题意。
故选A。
16．尖端放电
【解析】
【详解】
试题分析：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；
考点：避雷针
【名师点睛】
本题考查了避雷针的原理，雷电是云层与大地之间或云层之间的放电现象，在高大的建筑物上安装避雷针，可使云层所带电荷通过避雷针进入大地，从而保护建筑物不受雷击；难度不大，属于基础题．
17． 负 正 负 负
【解析】
【详解】
[1][2]导体AB在带正电的物体C附近时，导体上的自由电子在静电力的作用下会向带电体的左边运动，故A端因有了多余的电子而带负电，右端因缺少电子而带正电；故答案为：负，正。
[3][4]若导体B端用导线经接地，导体与大地构成一个大导体，大地上的电子在静电力作用下集聚在A端，断开导线后，再移走A，则导体A端带负电；同理，在静电力作用下，远离带电物体的B端也将带负电荷。故答案均为负电荷。
18． 向左
【解析】
【详解】
[1]由点电荷的电场强度公式
得+Q和-Q的两个点电荷在c点产生的电场强度
同理
再由矢量合成得
根据静电感应原理可知c点的合场强为零，即感应电荷和两个点电荷在c点产生的场强等大反向，可知感应电荷在c点的场强为
[2]方向向左。
19．见解析
【解析】
【详解】
超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，通过静电屏蔽保证工人带电作业时的安全。
20．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。
21．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场．烟尘颗粒都是带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上．
【解析】
【分析】
利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法．在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集．
【详解】
静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法．在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极。
【点睛】
当然近年来通过技术创新，也有采用负极板集尘的方式．以往常用于以煤为燃料的工厂、电站，收集烟气中的煤灰和粉尘．冶金中用于收集锡、锌、铅、铝等的氧化物，现在也有可以用于家居的除尘灭菌产品．
22．见解析
【解析】
【分析】
【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．
答案第1页，共2页
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