1.5静电的利用与防护 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第三册 1.5 静电的利用与防护
一、单选题
1．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
2．2018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
3．如图所示，不带电的金属球Q放在绝缘支架上，并用导线与大地相连，将带正电的物体P移近金属球Q，则在移近过程中，下列说法错误的是（　　）
A．金属球Q带负电
B．金属球Q的电势越来越高
C．物体P受到的电场力越来越大
D．物体P具有的电势能越来越小
4．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
5．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．
6．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
7．随着科学技术的发展，人们对静电特性的认识越来越深入，静电在生产、生活实践中得到了广泛地应用，但有时也要防止静电产生的危害．下列措施属于利用静电的是（ ）
A．油罐车尾的铁链
B．静电喷涂机
C．避雷针
D．飞机上的“放电刷”
8．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
9．如图为静电植绒的装置及简图，将表面涂有黏合剂的被植体放在金属板上，打开电源开关后，在金属网与金属板间会产生的高压，放在金属网上的绒毛将垂直地粘植在被植体上。金属网和金属板间的距离为，忽略边缘效应，将网与板间的电场视为匀强电场，则下列说法正确的是（　　）
A．绒毛在飞往被植体的过程中电势能不断增大
B．若增大金属网和金属板的距离，则网和板的电势差也增大
C．若减小金属网与金属板间的电势差，会安全点，效果会更好
D．绒毛穿过金属网时带上负电飞向金属板，垂直地粘植在被植体上
10．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
11．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
12．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
13．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
14．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
15．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则（　　）
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
二、填空题
16．一金属球，原来不带电，现沿球的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三点的场强大小相比，________点最大．
17．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________。
18．尖端放电和静电屏蔽
（1）电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场强度___________，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正、负电荷___________的现象。
（2）尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷___________，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
（3）静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场___________，外电场对壳内不会产生影响。
（4）尖端放电和静电屏蔽的应用、防止。
a.尖端放电
①应用：___________是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
②防止：高压设备中导体的表面尽量___________，减少电能的损失。
b.静电屏蔽的应用
①电学仪器和电子设备外面会有金属罩，通讯电缆外面包一层铅皮，可以防止外电场的干扰。
②电工进行高压带电作业时，穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋子，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业。
三、解答题
19．举出两个利用静电的实例。
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．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？
22．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：
人与输电线电势相等时，为什么没有危险？
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？
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？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【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。
2．C
【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。
3．B
【详解】
A．根据静电感应，金属球Q带负电。A正确，不符合题意；
B．金属球Q与大地相连，电势为零。所以金属球Q的电势不变。B错误，符合题意；
C．越靠近金属球Q，电场越强，所以物体P受到的电场力越来越大。C正确，不符合题意；
D．金属球Q对物体P是吸引力，该力做正功，所以物体P具有的电势能越来越小。D正确，不符合题意。
故选B。
4．C
【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。
5．D
【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。
6．C
【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。
7．B
【详解】
油罐车尾的铁链、避雷针、飞机上的“放电刷”属于防止静电带来的危害，静电喷涂机属于利用静电技术．
故选B．
8．D
【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。
9．D
【详解】
A．绒毛在飞往被植体的过程中，电场力做正功，电势能减小，选项A错误；
B．金属网与金属板之间的电势差由电源电压决定，与金属网与金属板之间的距离无关，选项B错误；
C．减小金属网与金属板间的电势差，绒毛到达被植体上时速度减小，会影响植绒效果，选项C错误；
D．绒毛穿过金属网时带上负电飞向金属板，因金属板是等势体，场强方向与金属板垂直，则绒毛被垂直地粘植在被植体上，选项D正确；
故选D。
10．D
【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。
11．C
【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。
12．B
【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。
13．D
【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。
14．C
【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。
15．A
【详解】
处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，BCD错误，A正确。
故选A。
16．C
【详解】
静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，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．
17． 负 向左
【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。
18． 很强 分离 中和 处处为零 避雷针 光滑
【详解】
略
19．静电除尘；静电复印；静电喷漆
【详解】
静电现象在技术中有很多应用，如：静电除尘利用了静电吸附作用工作的；静电复印、静电喷漆是利用静电吸附作用工作的。
20．见解析
【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．（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
【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．
22．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；
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；
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．
【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．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页