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．如图所示，一有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是（ ）
A．加固作用不易折断信号线
B．用于信号的传输
C．为防止外界电场干扰
D．铜芯与金属网分别接在电路的两极，便于构通回路
2．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
3．电荷量为的点电荷与一无限大接地金属板（电势为零）相距为，所形成的电场的电场线如图所示。图中点与金属板相距为，点与点关于点电荷对称，且测得点电势为。则下列说法中正确的是（　　）
A．点的场强大小大于点
B．带正电试探电荷从点移动到点，电场力做功等于零
C．点电荷与金属板间的电势差等于
D．金属板表面电势相等
4．下列现象不属于摩擦起电的是（　　）
A．将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑，纸屑被吸起
B．在干燥的冬季脱毛衣时，会听到轻微的“噼啪”声
C．擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬，四处飘落
D．穿着化纤类织物的裤子走路时，裤腿上常容易吸附灰尘
5．人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。防静电地板又叫做耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体。下列关于防静电地板的说法，正确的是（　　）
A．地板下面铺设铝箔的作用是防潮
B．地板必须是绝缘体材料
C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维
D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可
6．下列实例中属于利用静电的是（　　）
A．常用的复印机复印文件
B．油罐车拖一条接触地面的铁链
C．建筑物顶上安装避雷针
D．印染厂的车间保持一定的湿度
7．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．金属罩B内的场强不为零
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
8．为了研究工业除尘，某学习小组设计了如图所示的装置，在一个没有底的空塑料瓶中心固定着一根粗铜线，瓶子周围套上剪去顶和底的易拉罐圆桶（金属材质制成），把它们分别跟静电起电机的两极相连，正、负极情况如图所示。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。当摇动静电起电机后，塑料瓶内很快变得清澈透明（烟雾消失）。下列关于该现象的说法正确的是（　　）
A．因为烟尘本身就带正电，起电机摇动过程中，烟尘向粗铜线处移动
B．因为烟尘本身就带负电，起电机摇动过程中，烟尘向粗铜线处移动
C．因起电机摇动后，塑料瓶内空气电离，使烟尘带上负电，向易拉罐圆桶移动
D．因起电机摇动后，塑料瓶内空气电离，使烟尘带上正电，向易拉罐圆桶移动
9．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
10．下列说法正确的是 （　　）
A．处于静电平衡的导体，由于导体内的电场强度为零，所以导体内的电势也为零
B．处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场的出现，导体内的原电场变为零
C．处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场和原电场相互抵消，导体内的电场变为零，但导体表面的电场不为零，且与表面垂直
D．处于静电平衡的导体，导体表面的电势与导体内部的电势不相等
11．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．
12．避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面，M、N、P是电场中三个点，其中M、P关于AB直线对称的两个点，下列说法正确的是（　　）
A．N点的电势比M点的电势高
B．M点的场强和P点的场强相同
C．一个试探电荷从M点到N点，电场力做负功
D．通常取CD的电势为零，且其表面附近的电场线和地面垂直
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，原来不带电的空心金属球放在绝缘支架上，O为球心，在其右侧放置一个带正电的小球P，当金属球达到静电平衡状态时，下列说法正确的是（　　）
A．金属球左侧带负电，右侧带正电
B．用导线连接金属球左右侧，可将两侧的电荷中和
C．金属球球心O处的电场强度为零
D．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势
15．物理是来源于生活，最后应用服务于生活。下面请同学们根据学过的有关静电场的知识判断下列说法正确的是（　　）
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
二、填空题
16．如图所示的A、B、C、D四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是______组和______组（A、B两组实验中小球的手柄均为绝缘手柄，D组实验中虚线框表示金属网罩）。
A． B． C． D．
17．将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图，金属球表面的电势处处相等，a、b为电场中的两点，则：a点的电势比b点的_____；检验电荷-q在a点的电势能比在b点的_____。
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．将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则：
（1）a点的电场强度比b点的______（填“大”“小”）；
（2）a点的电势比b点的______（填“高”“低”）；
（3）检验电荷－q在a点的电势能比在b点的______（填“大”“小”）。
三、解答题
20．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。
21．在一个导体尖端附近放一根点燃的蜡烛，当我们不断地给导体充电时，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏斜。应用尖端放电解释这一现象。
22．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C。
（1）此时，金属桶内、外表面带电荷量分别为多少？
（2）如果用丝线在桶内悬挂一带电量q＝－2×10－6 C的小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内、外表面带电荷量分别为多少？
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则桶内、外表面电荷量又为多少？
23．在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？
24．如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10 8C和 2.4×10 8C，彼此相距6cm.若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳，则球壳上感应电荷在该中点处产生的电场强度.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
根据静电屏蔽原理，金属网能屏蔽外部电场，使其不受外部电场的影响，则有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是为防止外界电场干扰。
故选C。
2．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。
3．D
【解析】
【详解】
A．根据电场线的疏密表示场强的大小，则点的场强小于点，A错误；
B．电场线的疏密表示场强的大小，Q左侧电场强度小于右侧的电场强度，根据
无穷远处电势为零，则点电势大于0.5V，带正电试探电荷从点移动到点，电场力做功不等于零，B错误；
C．P点左侧电场线比较密，则左侧的场强较大， 根据
则
点电荷与金属板间的电势差等大于0.1V，C错误；
D．金属板处于静电平衡状态，是等势体，表面是等势面，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．将被绸子摩擦过的玻璃棒靠近纸屑，纸屑被吸起，属于摩擦起电现象，故A不符合题意；
B．在干燥的天气中脱毛衣时，毛衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，发出“噼啪”声，属于摩擦起电现象，故B不符合题意；
C．擦黑板时粉笔灰四处飘落是力改变了粉笔灰的运动状态，不属于摩擦起电现象，故C符合题意；
D．化纤的衣服和皮肤摩擦带电，带电的衣服吸引轻小的灰尘，属于摩擦起电现象，故D不符合题意。
故选C。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，故选项C正确，ABD错误。
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
常用的复印机复印文件是利用静电；而油罐车拖一条接触地面的铁链，建筑物顶上安装避雷针以及印染厂的车间保持一定的湿度，都是防止静电。
故选A。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于金属网罩的静电屏蔽作用，内部场强为零，A错误；
B．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布， B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷， B错误；
C．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B内的场强为零，验电器的金属箔片不张开，C错误；
D．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
起电机摇动后，在粗铜线和易拉罐圆桶之间形成辐射状电场，塑料瓶内靠近粗铜线的空气容易被电离，其中负离子在电场力作用下向正极即易拉罐圆桶移动碰到烟尘使烟尘带上负电，在电场力作用下向带正电的易拉罐圆桶移动。故ABD错误；C正确。
故选C。
9．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。
10．C
【解析】
【详解】
AD．处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零，整个导体是一个等势体，导体内部与表面电势相等，但电势不一定等于零，故AD错误；
B．处于外电场中的静电平衡的导体，其内部某点由于静电感应产生的附加电场的场强与原场强等大、反向，相互抵消，合场强为零，原场强不变，故B错误；
C．由于净电荷或感应电荷都分布在等势体的表面，故导体表面的电场强度不为零，导体表面是等势面，电场方向垂直导体表面，故C正确。
故选C。
11．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。
12．D
【解析】
【详解】
A．沿电场线电势降低，可知N点的电势比M点的电势低，选项A错误；
B．场强是矢量，场强方向在电场线的切线方向上，由图可知两点切线方向不同，所以M点的场强和P点的场强不同，选项B错误；
C．由于试探电荷电性未知，所以从M点到N点电场力做功无法判断，选项C错误；
D．电场线与等势面垂直，则地面CD为等势面，则其表面附近的电场线和地面垂直，选项D正确。
故选D。
13．A
【解析】
【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．C
【解析】
【详解】
A．由于静电感应，则金属球左侧带正电，右侧带负电，选项A错误；
BD．平衡时金属球是等势体，即表明各点电势相等，用导线连接金属球左右侧，电荷不会移动，即不能将两侧的电荷中和，选项BD错误；
C．根据静电感应原理可知，平衡时金属球内部各点的场强均为零，即金属球球心O处的电场强度为零，选项C正确；
故选C。
15．B
【解析】
【详解】
A．电工穿金属衣比穿绝缘衣安全，因为金属衣能起到屏蔽静电的作用，A错误；
B．因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，B正确；
C．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也很小，所以不会对小鸟造成危害，C错误；
D．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，打雷时，呆在汽车里更安全，D错误。
故选B。
16． A C
【解析】
【详解】
[1][2]AB．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A能使验电器带电，B不能使验电器带电；
C．将验电器与带电物体用导线连接，二者组成新的导体，导致电荷在新的导体表面重新分布，所以可以使验电器带电，故C能使验电器带电；
D．由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金属箔是闭合的，D不能使验电器带电。
17． 高； 低
【解析】
【分析】
电场线的疏密表示场强的大小；a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势；电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小。
【详解】
[1] a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高；
[2]电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点低。
【点睛】
该题考查电场线的特点与电场力做功的特点，解题的关键是电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加，基础题目。
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． 大 高 小
【解析】
【详解】
(1)[1] 电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大。
(2)[2] a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高。
(3)[3] 电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小。
20．（1）0；（2），方向向左
【解析】
【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
21．见详解
【解析】
【详解】
我们不断地给导体充电时，在导体尖端附近强电场的作用下，空气中残留的离子会发生激烈运动，在激烈运动的过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离。从而产生了大量新的离子，与尖端上电荷同号的离子受排斥而飞向远方，蜡烛火焰偏斜就是受到这种离子流形成的“电风”吹动的结果。
22．（1）内表面为0，外表面为4×10－6 C；（2）内表面为2×10－6 C，外表面为2×10－6 C；（3）内表面为0，外表面为2×10－6 C，（4）内表面为0，外表面为2×10－6 C
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由静电平衡条件，静电荷分布在导体的外表面，可得金属桶内表面电荷量为零，外表面电荷量为＋4×10－6C；
（2）负电荷移入桶内后，由于静电感应，内壁感应出2×10－6 C的正电荷，相当于负电荷将等量的正电荷吸引到内壁。由电荷守恒定律可知，外表面有2×10－6 C的正电荷；
（3）当金属球与桶内壁接触，球所带负电荷迅速与内壁正电荷中和，从而内壁不带电，外壁带2×10－6 C的正电荷；
（4）若小球悬挂时，用手接触桶外表面，外表面的正电荷被中和，内壁正电荷受金属球负电荷束缚，保持不动。若再将小球从桶中取出，则由于导体在静电平衡时，净电荷只能分布在外表面，内壁2×10－6 C的正电荷将在电场力作用下移到外表面，即内表面带电荷为零。
23．，方向向右
【解析】
【详解】
根据电场的叠加和静电平衡，球心O处的合场强为0，即感应电荷的电场强度与A、B两点电荷在O处所产生的合场强等大、反向，即
E感＝EA＋EB
A、B在O处产生的场强方向向左，所以E感向右。
24．5.4×105N/C ，水平向左
【解析】
【详解】
两个点电荷在O处产生的场强为：，方向水平向右．根据静电平衡状态的特点可知，球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度与两个点电荷在O处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小E′=E=5.4×105N/C，方向水平向左．
点睛：解决本题的关键知道静电平衡导体的特点：内部场强处处为零，即外加电场和感应电荷产生电场的合场强为零．
答案第1页，共2页
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