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．如图是一款避雷针原理演示器，上下金属板之间用绝缘材料固定，尖端电极和球形电极与下金属板连接，给上下金属板接感应圈并逐渐升高电压，当电压逐渐升高时（　　）
A．尖端电极先放电 B．球形电极先放电 C．两电极同时放电 D．两电极都不放电
2．如图所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；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QA′和QB′。对于上述实验，下列判断正确的是（　　）
A．QAB．QA=QB， QA为正电荷
C．QA′D．QA′=QB′，QA′为负电荷
3．2018年我国的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．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，d为导体内的一点。下列说法正确的是（　　）
A．导体a端的电势小于导体b端的电势
B．导体内d点的电势大于导体b端的电势
C．导体内d点的电势等于零
D．导体内d点的电场强度等于零
5．静电复印机的中心部件，是一个可以旋转的接地的铝辊，表面镀着一层半导体硒，叫做硒鼓。半导体硒有特殊的光电性质，没有光线照射时是很好的绝缘体，能保持电荷，受到光的照射就立刻变成导体，将所带的电荷导走。复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，这些步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的。如图所示，曝光后的硒鼓上留下H字符，关于H字符，下列说法中正确的是（　　）
A．H字符是没有光照射的地方，不带电荷
B．H字符是没有光照射的地方，保持着正电荷
C．H字符是有光照射的地方，不带电荷
D．H字符是有光照射的地方，带正电荷
6．关于静电场的描述，下列说法正确的是（　　）
A．元电荷就是电子
B．沿电场线方向，电场强度一定越来越小
C．电势降低的方向就是电场的方向
D．处于静电平衡状态的导体内部，电场强度处处为零
7．如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是（　　）
A．金属球将产生出正电荷
B．点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零
C．金属球左侧将出现负的净电荷
D．A的内部合电场强度处处为零
8．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
9．如图所示，安放在固定绝缘支架上的A球带正电，B为不带电的枕形导体，也被固定在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A．M点电场强度大于N点电场强度
B．M点电场强度小于N点电场强度
C．若用导线将导体B两端连起来，导体B左端仍然带负电、右端仍然带正电
D．M点电势高于N点电势
10．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
11．小黄在暑假旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，如图所示。这些细针的功能最有可能的是（　　）
A．扰乱空气流 B．发射与地面飞机场联系的电磁波
C．预防雷电击中高空飞行的飞机 D．释放高速飞行与空气摩擦时产生的静电
12．如图是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、B是同一等势面上的两点，C是另一等势面上的一点。下列说法不正确的是（　　）
A．带电导体内部的场强处处为零
B．A、B两点的电势均高于C点的电势
C．若给带电导体所在空间外加一个电场，则带电导体依然是等势体，且电势一定为零
D．正电荷从A点沿虚线移到C点的过程中电场力做正功，电势能减小
13．关于电场中的一些概念，有如下一些说法，其中正确的是（　　）
A．电荷在某点的电势能越大，则那点的电势一定高
B．等势面上各点的场强方向不一定相同，但场强大小一定相同
C．电场中某两点之间的电势差由电场决定，与零电势点的选择无关
D．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，电势也都为零
14．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
15．如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（　　）
A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波
C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度
二、填空题
16．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当使带电的金属球靠近验电器的金属球时，验电器的箔片_____（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为_____。
17．如图所示，A、B是两个不带电的相同的绝缘金属小球，它们靠近带正电荷的金属球C。在下列情况中，判断A、B两球的带电情况：
(1)A、B接触后分开，再移去C，则A带______电，B带______电。
(2)A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C，则A带______电，B带______电。
(3)A、B接触，用手指接触A，先移去C后再移去手指，则A______，B______。
18．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒的左端带________电（填“正”或“负”）棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小等于________，方向为________。
19．（1）处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。( )
（2）静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，导体的电势也为零。( )
（3）因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。( )
（4）避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。( )
（5）用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。( )
（6）飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。( )
三、解答题
20．电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小，直到最后使人体的电势与输电线电势相等试问：
（1）人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
（2）超高压输电线周围存在强电场，人靠近输电线时，人体会有什么现象发生？
（3）工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服，有什么作用？
21．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？
22．打开水龙头，慢慢调节使水流变得很细，再用摩擦过的气球靠近细水流，如图所示，仔细观察，会发现什么现象？这是静电现象吗？
23．如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r ．
（1）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？
（2）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？
24．一种静电除尘器，由两块相距为的平行金属板A、B组成，两板间接上的电压时，在两板之间产生一个很强的电场，如果有一个尘埃，其质量为，电荷量为，试通过计算来比较尘埃所受到的重力和电场力的大小，并以此来说明除尘原理。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
由图示可知，一个为尖头、一个为圆头。当上下金属板接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故可以观察到尖的金属柱容易放电，这种放电现象叫做尖端放电，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．B
【解析】
【详解】
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QA′为正电，QB和QB′为负电；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部分有多余电子而带负电；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
QA′=QB′
ACD错误，B正确。
故选B。
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】
AB．处于静电平衡状态下的导体是个等势体，导体a端的电势等于导体b端的电势，导体内d点的电势等于导体b端的电势，AB错误；
C．导体处于正电荷的电场中，导体的电势大于零，导体内d点的电势大于零，C错误；
D．处于静电平衡状态下的导体内部电场强度等于零，所以导体内d点的电场强度等于零，D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，硒鼓上字迹的像是没有光照射的地方，保持着正电荷，而其他地方受到了光线照射，正电荷被导走，所以B正确，ACD错误。
故选B。
6．D
【解析】
【详解】
A．元电荷是自然界中最小的电荷量，不是带电粒子，故A错误；
B．电场线的疏密程度表示场强强弱，越密，电场强度越大，沿电场线方向，电场强度不一定越来越小，故B错误。
C．电势降低最快的方向就是电场的方向，故C错误；
D．处于静电平衡状态的导体内部，电场强度处处为零，故D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．感应起电的实质电子的转移，没有产生新的电荷，故A错误；
BD．由于球处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，即正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零，正点电荷Q在球心处产生的场强方向向左，所以感应电荷在球内球心处产生的场强方向向右，故B错误，D正确；
C．达到静电平衡后，金属球右侧将出现负的净电荷，属球左侧将出现正的净电荷，故C错误。
故选D。
8．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。
9．C
【解析】
【详解】
AB．处于静电平衡的导体，内部的电场强度大小处处为零，即
AB错误；
C．若用导线将导体B两端连起来，但A依然在，则没有电荷移动，C正确；
D．处于静电平衡的导体，其整体是等势体，所以
D错误。
故选C。
10．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。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越尖锐的地方分布越多，从而可以通过尖端放电将静电释放出去。
故选D。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．处于静电平衡的导体，内部没有电场线，它的内部的电场强度一定是0，故A正确；
B．沿电场线方向电势降低，A、B两点的电势均高于C点的电势，故B正确；
C．若给带电导体所在空间外加一个电场，则带电导体依然是等势体，但电势不一定为零，故C错误；
D．正电荷从A点沿虚线移到C点的过程中电场力与位移夹角小于90°，做正功，电势能减小，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
13．C
【解析】
【详解】
A．正电荷在某点的电势能大，则那点的电势一定高，若负电荷在某点的电势能越大，则电势低，故A错误；
B．电场线与等势面垂直，等势面上各点场强方向和大小都不一定相同，故B错误；
C．由电势差的关系
可知电场中某两点之间的电势差由电场决定，与零电势点的选择无关，故C正确；
D．处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，为一个等势体，但是电势不一定为零，故D错误。
故选C。
14．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。
15．C
【解析】
【分析】
【详解】
在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭。
故选C。
16． 不张开 静电屏蔽
【解析】
【详解】
[1][2]金属网罩在水平向右的匀强电场作用下，使得金属网罩左侧带负电，右侧带正电，使得网罩内存在两个电场，匀强电场向右和网罩正负电荷形成的向左的电场，当网罩电荷不再移动时，两个电场等大反向合场强为0，因此验电器的金属片不会张开，我们把这种现象称之为静电屏蔽。
17． 正 负 负 负 不带电 不带电
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]A、B接触后，由于静电感应A左端带正电，B右端带负电，分开AB，再移去C，则A带正电，B带负电。
(2)[3][4]A、B接触，用手指瞬间接触B，则大地中的负电被吸引到AB上，则再移去C，则A B均带负电。
(3)[5][6]A、B接触，用手指接触A，则大地中的负电被吸引到AB上，先移去C后，负电又会重新回到大地，再移去手指，则AB均不带电。
18． 负 向左
【解析】
【详解】
[1] 根据静电感应原理，棒左端放置正电荷，则棒的左端感应出负电荷，右端则出现正电荷。
[2] 带电量为+q的点电荷在棒内中点处的场强大小为
水平导体棒当达到静电平衡后，P处的合场强为零，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为
[3] 点电荷+q在该处产生的电场强度方向是水平向右，水平导体棒当达到静电平衡后，P处的合场强为零，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以感应电荷产生的场强方向向左。
19． 对 错 对 错 错 对
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]处于静电平衡状态的导体是个等势体，其内部任意两点间的电势差为零，所以对；
（2）[2]静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，导体是个等势体，但是电势不一定为零，所以错；
（3）[3] 因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0，所以对；
（4）[4] 避雷针能避免建筑物被雷击是因为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，所以错；
（5）[5] 用金属网把验电器罩起来，由于静电屏蔽，所以再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片不能张开，则错；
（6）[6] 飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地，所以对。
20．（1）人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；（2）人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；（3）由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态
【解析】
【详解】
(1)人与输电线电势相等时，任意两点间的电势差均为0，则电荷不会发生定向移动，因此不会对人产生危险；
(2)人体靠近高压输电线周围的强电场时，由于静电感应，人体内的自由电荷重新分布，瞬时间负电荷向E的反方向运动，如图形成了瞬时电流；
(3)由金属丝和绵纱织成的均压服可以起到静电屏蔽的作用；从而使人体处于静电平衡状态．
【点睛】
本题根据生活中的原理来考查相应的物理规律，要注意能将物理学以致用．
21．（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。
22．细水流被吸引而偏向气球，是
【解析】
【详解】
摩擦过的气球靠近细水流，会发现细水流被吸引而偏向气球，是由于摩擦过的气球带电，而带电物体能吸引轻小物体，这是一种静电现象。
23．（1），方向水平向右；（2）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
【解析】
【详解】
（1）球心处的场强为零，则感应电荷在球心激发的电场强度与点电荷在球心形成的电场等大反向，则根据点电荷场强公式，则 ，方向与点电荷场强方向相反，即水平向右；
（2）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
24．，，F远大于G；原理见解析
【解析】
【分析】
【详解】
电场力
重力
静电除尘原理是设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。A、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到极板上。重力对除尘的影响可忽略不计。
答案第1页，共2页
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