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．如图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述不正确的是（　　）
A．到达集尘极的尘埃带负电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
2．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．超高压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．天气越潮湿，越容易积累静电
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
3．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
4．处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法正确的是（　　）
A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上
B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大
5．如图所示，魔法球（又名等离子球）外层为高强度透明玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体，球中央有黑色球状电极，通电后，在电极周围空间产生高频高压交变电场，球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐射状的辉光。站在大地上的人用手触摸球壳时辉光会随手移动，好像人施了魔法一样，关于通电后的魔法球下列说法正确的是（　　）
A．球内各处电势均为零 B．球内电极产生的电场方向沿球半径向外
C．用手触摸球时，不会有电流从手流过 D．用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称
6．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
7．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
8．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
9．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
10．如图所示，放在绝缘台上的金属罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　）
A．金属罩B内的场强不为零
B．在B的右侧内表面带正电荷
C．若将B接地，验电器的金属箔片将张开
D．B和C电势处处相等
11．如图所示，一有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是（ ）
A．加固作用不易折断信号线
B．用于信号的传输
C．为防止外界电场干扰
D．铜芯与金属网分别接在电路的两极，便于构通回路
12．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
13．用金属罩把验电器罩住，然后靠近带电金属球，验电器的箔片不张开。下列说法正确的是（　　）
A．金属球上的电荷产生的电场被金属罩挡在外面
B．金属罩上的感应电荷的电场被金属罩挡在外面
C．金属罩上的感应电荷的电场和金属球上的电荷的电场都不能被挡在外面，只是这两个电场在罩中区域的合电场为零
D．以上说法都不正确
14．用金属做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。张同学用绝缘材料做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5cm时圆环被吸引到笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是（　　）
A．笔套与头发摩擦后，笔套与头发带上同种电荷
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下感应出异种电荷
C．笔套靠近圆环过程中，圆环带的电荷量逐渐增大
D．圆环碰到笔套后，圆环带上与笔套异种的电荷
15．某物理实验中，小明手拿一带负电的金属棒靠近某一导体的左侧，发现放置于导体旁边的蜡烛火焰向右飘动。对此下列说法正确的是（　　）
A．该实验利用了尖端放电原理
B．该实验利用了静电屏蔽原理
C．导体右侧有正电荷喷出
D．导体右侧没有电荷向导体喷射管移动
二、填空题
16．如图所示，将用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器（不接触），验电器锡箔上会________（选填“带正电”或“带负电”）；用手摸一下验电器金属球，再移走玻璃棒，锡箔________（选填“带正电”、“带负电“或“不带电”）。
17．复印机的半导体硒鼓工作时事先带有________电荷，当利用光学系统将原稿的字迹成像在硒鼓上时，受到光照的部分会成为________，使原来带有的电荷被导走；而在字迹成像部分，由于未受光照，仍是很好的________，能将原来的________电荷很好地保留下来，成为带________电的“静电潜像”．当带________电的墨粉与之接触后，墨粉就会很好地被“静电潜像”所吸引，显示出墨粉组成的字迹，最后带________电的白纸与硒鼓表面的墨粉字迹挤压接触再将墨粉吸附到白纸上就完成了复印任务．
18．如图所示，在带电荷量为＋Q的带电体C右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上．若先把A、B分开，再将C移走，则A、B分别带什么电？A带_________电，B带_______电（选填“正”负”“不带”）
三、解答题
19．如图所示的是一根电警棍，请设想：电警棍的工作原理是怎样的？
20．以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉．图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，而且距离B越近电场强度越大，B附近的空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子．正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子，电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中，从而除去了煤粉等有害粒子．
若某一大型火力发电厂的烟囱高20 m、直径4 m，问：
（1）为了除去烟气中的煤粉，A、B分别应该接在高压电源的哪一极？
（2）设这一静电除尘器的吸附能力为，则在一天中能回收多少煤粉？
21．在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？
22．(1)如图在静电计上装一个几乎封闭的空心金属球C(仅在上端开有小孔)，D是带有绝缘柄的带正电的小球，仅仅将小球D靠近C，静电计的指针会张开吗？如果会张开，金属球C带何种电荷？
(2)将D迅速地与C的内表面和外表面接触，指针都会张开吗？如果会张开，金属球C带何种电荷？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A不符题意；
B．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B符合题意；
C．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C不符题意；
D．根据可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D不符题意；
故选B。
2．B
【详解】
A．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋等，可以对人体起到静电屏蔽的作用，使人安全作业，故A错误；
B．因为塑料和油摩擦容易起电，而塑料是绝缘体，产生的静电不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，故B正确；
C．天气越潮湿，越不容易积累静电，故C错误；
D．一辆金属车身的汽车也是最好的避雷针，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，故D错误。
故选B。
3．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。
4．C
【详解】
A．在铝板和缝被针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，而被吸附到铝板上，A错误；
BC．由于静电力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大， B错误C正确；
D．由于离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．球内各处电势均不为零，因为球内有高频电场有一定的电势差，所以A错误；
B．球内电极产生的电场方向沿球半径向里，因为球内稀薄气体受到高频电场的电离负离子向外运动，所以B错误；
C．用手触摸球时，会有电流从手流过，所以C错误；
D．用手触摸球时，球内的电场、电势分布不对称，因为用手触摸后，电场强弱发生了变化，所以D正确；
故选D。
6．B
【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。
7．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。
8．D
【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。
9．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。
10．D
【详解】
A．由于金属网罩的静电屏蔽作用，内部场强为零，A错误；
B．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属网罩表面的自由电子重新分布， B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷， B错误；
C．由于金属网罩的静电屏蔽作用，B内的场强为零，验电器的金属箔片不张开，C错误；
D．金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
根据静电屏蔽原理，金属网能屏蔽外部电场，使其不受外部电场的影响，则有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是为防止外界电场干扰。
故选C。
12．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。
13．C
【详解】
验电器不受外电场的影响并不是金属球上的电荷没有在罩中区域激发电场，而是被金属罩上的感应电荷在该区域激发的电场抵消，所以从效果上来看，罩内区域不受外界电场的影响，仿佛罩子把外电场“挡住”一样。
故选C。
14．B
【详解】
A．笔套与头发摩擦后，电子从一个物体转移到另一个物体，笔套与头发带上异种电荷，A错误；
B．笔套靠近圆环时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引规律，圆环上、下感应出异种电荷，B正确；
C．笔套靠近圆环过程中，圆环所带的正电荷与负电荷的总量始终等于零，C错误；
D．圆环碰到笔套后，电子发生转移，圆环带上与笔套同种的电荷，D错误。
故选B。
15．A
【详解】
一带负电的金属棒靠近某一导体的左侧，由于静电感应，会使导体内的负电荷向右侧聚集，而右侧有尖端，会产生尖端放电的现象，而导致导体旁边的蜡烛火焰向右飘动，该实验利用了尖端放电原理，BCD错误，A正确。
故选A。
16． 正 带负电
【详解】
[1][2]用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器时，玻璃棒带正电，由于静电感应原理，验电器上的电子会靠近玻璃棒，而验电器的金属箔上会带上正电荷；用手摸一下验电器金属球，由于金属球带正电，电势高，地球上的自由电子移动到金属球上，移走玻璃棒后，由于验电器上自由电子多了，所以带负电
17． 正 导体 绝缘体 正 正 负 正
【详解】
复印机的工作原理是先使硒鼓带正电，并利用光学方法将原稿。上的字迹成像在硒鼓上，留下带正电的静电潜像，再靠静电的吸引力吸住带负电的墨粉，显出字迹，然后用带正电的白纸与硒鼓接触，带走其上的墨粉，最后加热使墨粉牢固地停留在纸上。
18． 负 正
【详解】
[1][2]．由于静电感应，A带上负电，B带上正电；先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷不会再移走，所以此时A带负电，B带正电．
19．利用静电产生高压
【详解】
电警棍的工作原理是利用静电产生瞬时高压而伤人。
20．（1）A接高压电源的正极，B接高压电源的负极 （2）86815 kg
【详解】
（1）电极AB间接高电压后，之间产生了很强的电场，气体分子被电离成为电子和正离子，电子较轻，容易被粉尘吸附，故粉尘带负电，只有A极带正电，才能被正极A吸引,从而达到除尘的目的，所以A接高压电源的正极，B接高压电源的负极。
（2）设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积
代入数据得
21．，方向向右
【详解】
根据电场的叠加和静电平衡，球心O处的合场强为0，即感应电荷的电场强度与A、B两点电荷在O处所产生的合场强等大、反向，即
E感＝EA＋EB
A、B在O处产生的场强方向向左，所以E感向右。
22．(1)会　负电荷　(2)会　正电荷
【详解】
（1）根据静电感应知识可知，带电体靠近导体，导体近端感应异种电荷，远端感应同种电荷，则静电计的指针会张开，金属球C带负电荷．
（2）根据导体处于静电平衡状态，净电荷分布在外表面可知，D与C的内表面接触和与C的外表面接触，指针都会张开，金属球带正电荷．
【点睛】
感应起电的实质不是产生了电荷，而是导体上的自由电荷从一端移动到另一端，从而使导体两端带上等量异号的电荷，且符合近端所带电荷的电性与引起静电感应的带电体的电性相反，而远端相同的规律．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页