2.3静电的利用与防护 同步练习（Word版含解析）

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．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
2．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
3．如图所示，电工穿上用铜丝编织的防护服进行高压带电作业时，防护服能保护电工的安全，其原因是（　　）
A．防护服用铜丝编织不易拉破，对人体起到保护作用
B．编织防护服的铜丝电阻小，对人体起到保护作用
C．电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用
D．电工被防护服所包裹，人体场强为零，对人体起到保护作用
4．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
5．如图所示，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，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A．金属球右侧感应出负电荷
B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零
C．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势
D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为
6．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，则有关放电的论述正确的是（　　）
A．A放电 B．B放电
C．A、B一起放电 D．A、B之间放电
7．如图所示是静电除尘装置示意图，装置的外壁连接高压电源的正极，中间的金属丝连接负极。将混浊气体通入该装置时，气体中的粉尘会不断向筒壁积累，最后在重力作用下坠落在筒底。在该装置除尘的过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．粉尘由于吸附作用而带上正电荷
B．粉尘由于吸附了电子而带上负电荷
C．带电粉尘在静电力作用下飞向筒壁
D．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场
8．如图所示，小明同学在坐飞机的时候发现机翼末端边缘有一条条针一样的装置，此装置作用是（　　）
A．防止闪电击中飞机，起到避雷针的作用 B．加强电磁通讯信号，起到天线的作用
C．通过尖端放电使云层中的电荷消失 D．释放飞机表面的静电
9．如图所示是用一种新颖的“静电“绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）
A．静电屏蔽 B．摩擦起电
C．静电吸附 D．电磁感应
10．疫情期间，我国人民通过戴口罩来阻断疫情传播，体现了“人人为我、我为人人”的优良传统和守望相助的家国情怀。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）
A．尖端放电 B．静电屏蔽
C．静电感应和静电吸附 D．静电感应和静电屏蔽
11．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
12．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
13．一空心金属球壳内球心右侧放一带正电点电荷，于是在球内外形成如图所示电场，其中a在球心，b在球壳内壁，c在球壳内，d在球外，若以无穷远电势为0，下列说法正确的是（　　）
A．b点和c点电势均为0
B．c点电场强度大于a点电场强度
C．若一电子从a点运动到b点，电势能减少
D．两点电势差小于两点的电势差
14．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
15．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中。导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点场强相等，有可能不为零
B．A点电势比B点电势高
C．感应电荷产生的电场
D．当电键S闭合时，质子从导体沿导线向大地移动
二、填空题
16．1752年，伟大的科学家__________（选填“富兰克林”或“伽利略”）冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的；避雷针的避雷原理是__________。到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量，这个电荷量用e表示，所有带电物体的电荷量都是e的整数倍，电荷量e叫做__________。
17．长为L的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q的正电荷放在距棒左端R处，将一带电荷量为q的负点电荷放在距棒右端R处，如图所示，当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点O处产生的电场强度的大小为______，方向______（填向左或右）。
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．静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为______.外电场对壳（网）内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫作______．
三、解答题
20．传送带被广泛应用于各行各业。在干燥的日子里，人靠近传送带，会有什么感觉？为什么？可以用什么方法解决这个问题？
21．如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异种电荷．请思考下列问题：
（1）自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
（2）自由电子能否一直定向移动？为什么？
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．把带正电荷的导体球移近彼此接触的、不带电的绝缘金属导体、（如图所示）．则：
（1）金属箔片是否张开？
（2）如果先把移走，再将和分开，上面的金属箔片会怎样？
（3）如果先把和分开，然后移开，上面的金属箔片又会怎样？
（4）在（3）的基础上，再让和接触，上面的金属箔片又会怎样？
24．如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r.
（1）求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E.
（2）求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向．
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．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。
2．A
【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。
3．D
【详解】
电工被金属丝做成的防护服所包裹，则人体处于静电屏蔽状态，人体场强为零，对人体起到保护作用。
故选D。
4．B
【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。
5．A
【详解】
A．因右侧点电荷带正电，则金属球右侧感应出负电荷，选项A正确；
B．金属球内的各点的场强为零，即点电荷Q在金属球内产生的电场的场强与感应电荷在该点产生的场强等大反向，即点电荷Q在金属球内产生的电场的场强不为零，选项B错误；
C．金属球达到静电平衡时是等势体，则最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势，选项C错误；
D．点电荷Q在金属球球心处的场强等于感应电荷在球心处的场强，则感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为，选项D错误。
故选A。
6．A
【详解】
由题图知，A为尖头、B为圆头。当金属板M、N接在高压电源上时，因末端越尖越容易放电，A容易放电，BCD错误，A正确。
故选A。
7．A
【详解】
AB．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，粉尘向正极运动，可知粉尘吸附电子后带负电．故A错误，B正确；
C．筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场，粉尘向正极运动，可知粉尘是在静电力作用下飞向筒壁．故C正确；
D．装置的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极，因此筒壁与中间金属丝之间存在强大的静电场．故D正确．
此题选择不正确的选项，故选A。
8．D
【详解】
飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电，采用尖端放电的原理释放静电。
故选D。
9．C
【详解】
静电能吸引轻小物体，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，会被静电吸附在表面，无法通过，从而起到隔离病毒的作用，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．C
【详解】
熔喷布的主要原料是聚丙烯，是一种超细静电纤维布，是一种纤维过滤器，含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，就会被吸收在喷绒布的表面，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒。
故选C。
11．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。
12．C
【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。
13．D
【详解】
A．b点和c点电势相等，场强为零，但电势不为0，A错误；
B．c点场强为零，a点场强不为零，c点电场强度小于a点电场强度，B错误；
C．若一电子从a点运动到b点，电场力做负功，电势能增加，C错误；
D．因为d点电势小于b点电势，所以两点电势差小于两点的电势差。D正确。
故选D。
14．C
【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。
15．C
【详解】
A．导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，即A、B两点场强相等，且都为零，A错误；
B．导体处于静电平衡时，导体是等势体，即A点电势等于B点电势，B错误；
C．因AB两点的合场强都为零，即感应电荷在该点的场强与正电荷在该点的场强等大反向，因正电荷在A点的场强大于B点的场强，可知感应电荷产生的附加电场EBD．因导体的电势大于零，即高于大地的电势，则当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，D错误。
故选C。
16． 富兰克林 尖端放电 元电荷
【详解】
[1]．1752年，伟大的科学家富兰克林冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的；
[2]．避雷针的避雷原理是尖端放电。
[3]．到目前为止，科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量，这个电荷量用e表示，所有带电物体的电荷量都是e的整数倍，电荷量e叫做元电荷。
17． 水平向左
考查了处于静电平衡状态下导体内部场强的计算。
【详解】
[1][2]导体处于静电平衡，所以内部和场强为零，故
方向水平向左。
【点睛】
物体带电有接触起电，有感应带电，有摩擦起电，对于感应带电，是利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原理。
18． 张开 张开
【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． 0 静电屏蔽
【详解】
略
20．因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电；要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传动带变成导体，或者干脆用导体制成传送带，再用适当方法把传动带接地，静电便不会积累，人也不会再遭电击。
【详解】
因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电；要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传动带变成导体，或者干脆用导体制成传送带，再用适当方法把传动带接地，静电便不会积累，人也不会再遭电击。
21．（1）见解析；见解析；（2）不能；见解析
【详解】
（1）自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动，向着与电场相反的方向定向移动．
（2）不能．感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止．
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
【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．见解析
【详解】
（1）可以看到、上的金属箔片都张开了，表示、都带上了电荷．
（2）如果先把移走，和将不再带电，上面的金属箔片就会闭合．
（3）如果先把和分开，然后移开，和上的金属箔片仍然张开．
（4）再让和接触，它们就不再带电，和上的金属箔片会闭合．这说明和分开后所带的是等量异种电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．
24．(1) ；(2) ， 方向向左
【详解】
（1）+Q到球心的距离为3r，根据点电荷场强公式
可知点电荷在球心O处产生的场强大小为
方向向右；
（2）根据静电平衡可知O点场强为零，即感应电荷在O点产生的场强与点电荷Q在O点产生的场强大小相等，方向相反，所以
，
方向向左．
答案：(1) ；(2) ， 方向向左
答案第1页，共2页
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