2.3静电的利用与防护 同步练习(含解析)

文档属性

名称 2.3静电的利用与防护 同步练习(含解析)
格式 docx
文件大小 739.6KB
资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-30 23:44:48

图片预览

文档简介

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.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
2.如图所示,将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触,在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B,则(  )
A.A,B两球均不偏离竖直方向
B.A球不偏离竖直方向,B球向右偏离竖直方向
C.A球向左偏离竖直方向,B球不偏离竖直方向
D.A球向左偏离竖直方向,B球向右偏离竖直方向
3.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
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.静电现象在自然界中普遍存在,下列现象与静电现象无关的是(  )
A.梳过头发的梳子吸起纸屑
B.磁体吸引小铁球
C.干燥天气,手碰到金属把手时感到被电了一下
D.冬天脱毛衣时,毛衣发出噼噼啪啪的响声
6.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.需要加大室内的空气湿度,这个实验才可能完成好
B.起电机摇动前,需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
C.起电机摇动时,塑料瓶内易拉罐(金属)片边电场强度最大
D.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
7.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是(  )
A.铜丝编织的衣服不易拉破
B.电工被铜丝衣服所包裹,使体内没有电荷
C.电工被铜丝衣服所包裹,使体内电场强度为零
D.铜线电阻小,能对人体起到保护作用
8.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
9.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
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.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
12.如图所示,先用金属网把不带电的验电器罩起来,再使带正电金属球靠近金属网。下列说法中正确的是(  )
A.验电器的金属球带负电
B.若将金属网接地,箔片会张开
C.金属网罩和带正电的金属球电势相等
D.拿掉金属网,验电器的箔片会张开
13.一金属球,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.
14.如图所示,用绝缘柱支持的不带电的枕形导体A放置在水平桌面上,手握绝缘棒把带正电荷的带电体B移近导体A左侧后静止放置。关于导体A内部某点P的电场强度,下列说法正确的是( )
A.大小不为零,方向向右 B.大小不为零,方向向左
C.大小为零 D.无法判断
15.某书中有如图所示的图,用来表示横截面是“<”形导体右侧的电场线和等势面,其中a、b是同一条实线上的两点,c是另一条实线上的一点,d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法正确的是(  )
A.实线表示电场线
B.离d点最近的导体表面电荷密度最大
C.“<”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同
D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零
二、填空题
16.下图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球C。在下列情况中,判断A、B两球的带电情况(填“正”、“负”或“不带电”)
①A、B接触后分开,再移去C,则A_____________,B_____________;
②A、B接触,先移去C后,再把AB分开,则A_____________,B_____________;
③A、B接触,用手指瞬间接触B后再移去C,则A_____________,B_____________.
17.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.
18.电场中某点的电场强度的方向与_______电荷在该点所受静电力的方向相同,沿着电场线的方向电势逐渐_________,电场线跟等势面垂直,并且由电势_____的等势面指向电势______的等势面.处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为_____.
19.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近的P点,放置一个正点电荷+Q,达到静电平衡后,a端的电势________(填“大于”、“等于”或“小于”)b端的电势,杆中有一点c,c点与P点相距为l,则感应电荷在杆内c处的场强的大小为___________(静电力常量为k)
三、解答题
20.如图所示,真空中有相距为L=3.0m的A、B两点放置着等量同种正点电荷Q=3.0×10-6C,现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒,棒内有一点P(恰好落在中垂线上),且∠PAB=30°,已知静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,当棒达到静电平衡后,求∶
(1)两点电荷间的库仑力大小
(2)棒上感应电荷在棒内P点产生的场强E感的大小和方向
21.简述范德格拉夫起电机的原理。
22.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置。金属板M接高压电源的正极,金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B,A为尖头,B为圆头,逐渐升高电源电压,当电压达到一定数值时,可以看到放电现象。A、B两个金属柱,哪个容易放电?(实验时注意身体要远离带电体,以防触电。)
23.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?
24.人在地毯上行走或从椅子上起立时,人体静电电压可高达1万多伏;脱下衣服时产生的静电电压可高达数万伏,为什么它们没对人体造成伤害?
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.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。
2.B
【解析】
【详解】
CD.由于静电屏蔽,小球B的电场对A无影响,小球A不会偏离竖直方向,选项CD错误;
AB.由于静电感应空心球C的内表面带负电,外表面带正电,小球B和空心球C之间异种电荷相吸引,小球B会偏离竖直方向向右靠近C球,选项A错误,B正确。
故选B。
3.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。
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.梳子与头发摩擦会产生静电,吸起纸屑,是静电现象, A不符合题意;
B.磁体吸引小铁球,是磁体的固有性质,不属于静电现象,B符合题意;
C.干燥天气,手碰到金属把手时有被电击的感觉是由于摩擦会产生静电,也是静电现象,C不符合题意;
D.冬天脱毛衣时,毛衣发出噼噼啪啪的响声,是静电的放电现象,不符合题意,D不符合题意。
故选B。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.加大空气湿度,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.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。B错误;
C.起电机摇动时,铁锯条处电场强度最大。C错误;
D.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。D正确。
故选D。
7.C
【解析】
【详解】
本题考查静电平衡与静电屏蔽,电工穿铜丝编织的高压作业服,铜丝处于静电平衡状态,根据静电平衡的特点可知,导体内部场强处处为零,即电工处于静电屏蔽状态,使体内的电场强度为零,从而使人体更安全。故ABD错误,C正确。
故选C。
8.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。
9.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。
10.D
【解析】
【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.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。
12.D
【解析】
【详解】
A.用一个空腔导体把外电场遮住,使其内部不受影响,也不使电器设备对外界产生影响,故用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,金属球不带电,A错误;
B.根据静电屏蔽可知,用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,金属球不带电,箔片不张开,B错误;
C.静电屏蔽时,金属网罩内部电场强度为零,故金属网罩和带正电的金属球电势不相等,C错误;
D.拿掉金属网后,由于感应起电,验电器的箔片会张开,D正确。
故选D。
13.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。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
当把带正电荷的带电体B移近导体A左侧后,由静电感应A的左端感应带上负电荷、右端感应带上正电荷,则在P处的场强向左、B在P处产生的场强向右,当达到静电平衡后二者等大反向,则P处的场强为0。
故选C。
15.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.处于静电平衡的导体,是个等势体,则整个导体为等势体,由于电场线方向总是与等势面垂直,所以实线不是电场线,是等势面,则A错误;
B.根据等势面的疏密表示场强的强弱,则d点的场强较弱,并且电场强度越大的地方电荷密度越大,所以B错误;
C.在“<”形导体右侧表面上下部分附近电场强度方向不相同,所以C错误;
D.由于a、b在同一等势面上,则电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零,所以D正确;
故选D。
16. 正 负 不带电 不带电 负 负
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]把导体A和B接触后分开,再移走C,导体A和B由于感应起电带上异种电荷,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,离C比较近的B带上与C相反的电荷,即负电荷,A带上正电荷;
(2)[3][4]A、B接触,先移去C后,AB上的电荷重新分布,再把AB分开,则AB都不带电;
(3)[5][6]A、B接触,用手指瞬间接触B后,由于人也是导体,人体上的负电荷经过B中和A上的正电荷,再移去C,则AB带上负电荷。
17.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.
18. 正 降低 高 低 0
【解析】
【详解】
电场强度的方向与正电荷所受电场力的方向相同,沿着电场线的方向电势降低,电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为0.
19. 等于
【解析】
【详解】
[1]在原来不带电的金属细杆 ab 附近的 P 点,放置一个正点电荷+Q,达到静电平衡后,金属细杆ab是等势体,即a 端的电势等于b 端的电势;
[2]达到静电平衡时,导体内部场强处处为零,即c处外加电场的场强和感应电荷的场强等大反向,即感应电荷在杆内 c 处的场强的大小为 ,方向向右。
20.(1)9.0×10-3 N;(2)-9.0×10-3 N/C; 方向由P指向O
【解析】
【详解】
(1)根据库仑定律,A、B两点间的库仑力大小为
代入数据得
F=9.0×10-3 N
(2)由知,A、B处电荷+Q在P点产生场强,大小都是
方向背离A或B;
故P处外场强为
方向过P背离O;

EP=E外+E感=0

负号表示方向由P指向O;
21.见解析
【解析】
【详解】
结构如图所示,空心金属圆球A放在绝缘圆柱 C 上,圆柱内B为由电动机带动上下运动的丝带(绝缘传送带),金属针尖 E 与数万伏的直流电源相接,电源另一端接地,由于针尖的放电作用,电荷将不断地被喷送到传送带B上。另一金属针尖F与导体球 A 的内表面相联。当带电的传送带转动到针尖 F 附近时,由于静电感应和电晕放电作用,传送带上的电荷转移到针尖 F 上,进而移至导体球A的外表面,使导体球A带电。随着传送带不断运转,A球上的电量越来越多,电势也不断增加。通常半径为1米的金属球可产生约 1 兆伏(对地)的高电压。为了减少大气中的漏电,提高电压,减小体积,可将整个装置放在充有10~20个大气压的氮气的钢罐之中。
22.A金属柱容易放电
【解析】
【详解】
如图中所示,A为尖头、B为圆头。当金属板M、N接在高压电源上,因末端越尖越容易放电,故A金属柱容易放电。
23.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。
24.见解析
【解析】
【分析】
【详解】
静电现象中,虽然静电电压很高,但一般电荷量都很微小,能量转化极小,故不可能造成伤害。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页