9.4 静电的防止与利用 同步练习基础卷 （word版含解析）

人教版必修三高中物理9.4静电的防止与利用 同步练习基础卷
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 如图所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处依次有带电量为＋Q和带电量为－Q的两个点电荷，一个带电量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中(　 　)
A．先减速，后加速 B．先加速，后减速
C．先减速，后加速，再减速 D．一直匀速
2. 1如图所示，水平放置表面粗糙的大金属板正上方有一固定的正点电荷Q，现让一表面绝缘带正电的小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以初速度v0滑上金属板的上表面向右运动到右端，在运动过程中（ ）
A．小球作匀速运动
B．小球先减速运动，后加速运动
C．小球的加速度先增大，后减小
D．小球的电势能先减小，后增加
3. 根据你所学的物理知识，判断以下说法中正确的是（ ）
A．处于静电平衡的导体，内部合场强等于0
B．吊扇在正常转动时悬挂点受的拉力与未转动时相等
C．绕地球两极运行的极地卫星，可能与地球保持相对静止
D．电势降低的方向就是电场强度的方向
4. 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
5. 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
6. 2008年6月24日强雷电袭击杭州，威力之猛近期少有．雷暴天气和雷击事件，引起了杭州市委、市政府的高度重视，要求有关部门加大防雷避雷知识的宣传，提高广大人民群众的防范意识，做好防雷工作，保障人民群众安全．假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是(　　)
①在大树下避雷雨
②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨
③不要快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔
④在空旷地带，最好关掉手机电源
A．①③ B．②③ C．①④ D．③④
7. 下列生活情境中，利用静电屏蔽原理的是（　　）
A．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿” 的奇观
B． 燃气灶上电子点火器的针头电极
C． 超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝
D． 静电复印机
8. 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（本大题共4道小题）
9. 如图，在无穷大均匀带正电金属板和负点电荷形成的电场中，金属板接地，金属导体置于负点电荷和金属板之间且在过负点电荷垂直于金属板的直线上，A、B、C是垂线上的三个点且B、C在金属导体表面，B、C两点的电场强度ＥＢ__ＥＣ，(填“大于”“等于”或“小于”)B、C两点的电势ФＢ____ФＣ(填“大于”“等于”或“小于”)，负电荷在A点的电势能与在C点的电势能EPA____EPC(填“大于”“等于”或“小于”) 。
10. 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”）
11. 将一个枕形金属导体AB放一绝缘底座上，现将一带正电的物体C靠近AB的左端，如图所示。则在枕形导体的A端将感应出_______电荷（选填“正”或“负”），导体内部O点的电场强度为_______。
12. 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______。
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 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？
14. 静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？
15. 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？
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】D
【解析】
【详解】
根据题意可知，铁板处在+Q和-Q两个点电荷的电场中，铁板是导体，在电场中处于静电平衡状态，整个铁板是一个等势体，铁板表面是等势面，则小球在通过铁板的过程中，根据W=qU可知，电场力对小球不做功，小球的动能不发生变化，故小球一直匀速运动．ABC错误，D正确．故选D．
【点睛】
本题考查静电平衡的应用，注意：静电平衡状态，整个铁板是一个等势体，铁板表面是等势面．
2. 【答案】C
【解析】
【详解】
金属板在Q的电场中达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直，小球所受的电场力与金属板表面垂直，在金属板上向右运动的过程中，电场力不做功，电场力先增大后减小，所以摩擦力先增大后减小，小球的加速度先增大后减小，速度逐渐减小，根据动能定理得知，小球的动能逐渐减小，所以小球一直做减速运动．故C正确AB错误．电场力不做功，小球的电势能不变，故D错误．故选C．
【点睛】金属板在Q的电场中要产生静电感应现象，达到静电平衡时，金属板是一个等势体，表面是一个等势面，表面的电场线与表面垂直．分析小球的受力情况，确定其运动情况，判断电场力是否做功，分析电势能如何变化．
3. 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．处于静电平衡状态的导体是一个等势体，金属导体的内部电场强度处处为零，故A正确；
B．吊扇在正常转动时对空气有向下的推力，故空气对吊扇有向上的反作用力，故悬挂点受的拉力比未转动时要小，故B错误；
C．绕地球两极运行的极地卫星，由于地球的自转，不可能相对地球静止，要相对地面静止，只能是地球的同步卫星，万有引力提供向心力，静止在赤道上空，故C错误；
D．沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的，而电势降低的方向不一定是电场强度的方向，应是电势降低最快的方法才是电场强度的方向，故D错误。
故选A。
4. 【答案】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。
5. 【答案】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。
6. 【答案】D
【解析】
【详解】
试题分析：大树、山顶、山脊的凉亭、楼顶等地方是表面具有突出尖端的导体，可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电，故不能避雷雨；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象．所以选D，
考点：本题考查的是关于避雷雨的常识，
点评：表面具有突出尖端的导体，在尖端的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电．因此不要在大树下避雨；别停留在 山顶、山脊的凉亭等地方，快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔；身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成 为闪电的放电对象．
7. 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
ABD．都是利用了静电，ABD错误；
C．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝，可以起到静电屏蔽的作用，使输电线周围的电场被工作服屏蔽起来，C正确。
故选C。
8. 【答案】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。
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 【答案】 小于 等于 小于
【详解】
由电场线分布可知，C点电场线较B点密集，可知EB小于EC；
金属导体处于静电平衡状态后，整个导体是一个等势体，故B、C两点的电势相等
ФＢ=ФＣ
沿电场线方向电势逐渐降低可知
φA>φB=φC
由于负电荷在电势越高的地方电势能越小，故负电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
EPA10. 【答案】 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。
11. 【答案】 负 0
【解析】
【详解】
[1] 物体C靠近AB的左端，由于静电感应，A端带负电，B端失去电子带等量的正电。
[2] 枕形金属导体AB处于静电平衡状态，内部的电场强度为零。
12. 【答案】 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。
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 【答案】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．
【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。
14. 【答案】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．
15. 【答案】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。
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