2023-2024学年高二上学期物理（人教版2019）9.4 静电的防止与利用 同步过关检测（含解析）

9.4 静电的防止与利用
一、单选题
1．以下说法中不正确的是（　　）
A．电场强度为零的地方，电势也一定为零
B．电势降低的方向不一定是场强的方向
C．打雷时待在汽车里比待在木屋里要安全
D．避雷针能起到避雷作用，其原理是尖端放电
2．如图是制作预防新型冠状病毒性肺炎口罩的一种新颖的“静电”绝缘纤维布，熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的飞沫，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
3．把一个架在绝缘座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体（　　）
A．导体内部场强为零
B．A 端的电势比 B 端的电势高
C．A 端的电势与 B 端的电势低
D．导体内部电场线从 A 端指向 B 端
4．带正电的空心金属球壳置于绝缘支架上，将4个原来不带电的金属小球按图示位置放置，A球用绝缘轻绳竖直悬挂，B球接地，C球用导线与球壳内部相连，D球与球壳内部接触．设大地电势为零，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．由于静电感应，A球带负电，
B．B球接地带负电，但电势为零
C．C球不带电，但电势与球壳电势相等
D．D球带正电，电势为零
5．如图所示四种仪器中，对电现象的利用，其原理不同于其他三种的是
A． 静电除尘器
B． 静电复印机
C． 感应起电机
D． 静电植绒仪
6．下列做法是为了防止静电的危害的是（　　）
A．油罐车尾部装有导电拖地带 B．使用静电处理种子提高发芽率
C．高大的烟囱中安装静电除尘器 D．汽车制造车间里进行静电喷漆
7．如图所示是一个金属杆，原来不带电。现在沿着杆的轴线方向放置一个点电荷Q。金属杆上感应电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小分别为，三者相比（　　）
A． B． C． D．
8．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
9．下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电和感应起电的本质是产生了新的电子
B．元电荷就是质子
C．电场是假想的，不是客观存在的
D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人
10．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
11．如图所示，AB是足够大的上表面光滑且绝缘的金属板，在板的上方有一带正的点电荷Q，一个带正电的小球从板的某一点以初速度沿斜面向上运动，小球能上升的最大高度为（　　）
A．大于 B．小于 C．等于 D．无法确定
12．如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　）
A．A，B两球均不偏离竖直方向
B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
二、多选题
13．如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（　　）
A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破
B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽
C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零
D．屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用
14．下列有关电荷和静电现象的说法正确的是（　　）
A．只要带电物体足够小，它就可以视为点电荷
B．所有物体带电量一定是元电荷的整数倍
C．摩擦起电和感应起电的实质都是电荷发生了转移
D．处于静电平衡的导体，其内部场强和电势处处为零
15．如图所示，导体球A与导体球壳B同心，原来都不带电，也不接地，设M、N两点的场强大小为EM和EN，下列说法中正确的是（　　）
A．若使A带电，则，
B．若使B带电，则，
C．若使A、B两球分别带上等量异种电荷，则，
D．若使A球带电，B球接地，则，
三、解答题
16．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为＋3.0×10－8C和－2.4×10－8C，彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳，求球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度。（静电力常量）
17．一种静电除尘器，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。
参考答案：
1．A
【详解】A．电场强度由电场本身决定，而电势的确定，需要先规定零电势点。所以这两个物理量没有直接的联系。故电场强度为零的地方，电势不一定为零。故A错误，与题意相符；
B．电势降落最快的方向是场强的方向，所以电势降低的方向不一定是场强的方向。故B正确，与题意不符；
C．打雷时待在汽车里比待在木屋里要安全，是因为汽车的外壳能起到静电屏蔽的作用。故C正确，与题意不符；
D．避雷针能起到避雷作用，其原理是尖端放电。故D正确，与题意不符。
故选A。
2．C
【详解】带电物体能吸引轻小物体，带有病毒的飞沫靠近口罩的熔喷层后，会被吸附在表面，无法通过，从而起到隔离病毒的作用，属于静电吸附。
故选C。
3．A
【详解】AD．枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致导体内部电荷重新分布，在导体两端出现如图所示等量异种电荷，静电平衡时在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，使得导体内部电场强度处处为零，导体内部无电场线可言，故A正确，D错误；
CD．处于静电平衡的导体是等势体，表面是等势面，所以A 端的电势等于 B 端的电势。故BC错误。
故选A。
4．B
【详解】A、由于静电感应，A球的左右两端带上不同的电荷，但整体不带电，故A错误；
B、由于静电感应，B球带负电，但电势和大地的电势相等，为零，故B正确；
C、C球在金属球壳的外部，会带上与球壳相同的电荷，且电势与球壳电势相等，故C错误；
D、D球在球壳的内部，与球壳接触后成为球壳内部的一部分，所以D不带电，故D错误．
点睛：达到静电平衡状态时，其电势相等，是一个等势体，其净电荷由于静电斥力作用，尽可能远离，故都分布在导体的外表面上，所以小金属球C带电，而A、B也会由于静电感应而带电．
5．C
【详解】静电除尘器、静电复印机和静电植绒仪都是利用静电的原理工作的，而感应起电机是通过感应产生静电的仪器，与其他三个不同；
A．与结论不符，选项A错误；
B．与结论不符，选项B错误；
C．与结论相符，选项C正确；
D．与结论不符，选项D错误；
故选C.
6．A
【详解】A．油罐车尾部装有导电拖地带，属于防止静电的危害，A正确；
B．使用静电处理种子提高发芽率，属于静电应用，B错误；
C．静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，C错误；
D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆，属于静电的应用，D错误；
故选A。
7．B
【详解】处于静电平衡状态的导体，内部的合场强处处为零。感应电荷在导体内某点的场强的大小应等于点电荷在这一点产生的场强的大小，方向应相反。显然点电荷Q在a、b、c三点产生的场强，是c点最大，a点最小，所以感应电荷的电场也是在c点场强最大，a点最小。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】A．摩擦起电和感应起电的本质是电荷的转移，而不是产生了新的电子，A错误；
B．元电荷是指最小的电荷量，电子和质子的电荷量等于元电荷，元电荷不是质子，B错误；
C．电场是客观存在的，C错误；
D．高压作业服是用包含金属丝的织物制成，能起到静电屏蔽作用，保护工人，D正确。
故选D。
10．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。
11．C
【详解】金属表面是一个等势面，电场线与金属表面垂直，则电场力也与金属表面垂直，所以带点小球在向上运动的过程中，电场力不做功，根据机械能守恒有
解得
故选C。
12．B
【详解】CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；
AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。
故选B。
13．BC
【详解】屏蔽服的作用是在穿上后，使处于高压电场中的人体内电场强度处处为零，从而使人体免受高压电场及电磁波的危害，可知BC正确，AD错误;
故选BC。
14．BC
【详解】A．当带电体的大小和形状对研究的问题可以忽略不计时，可以将带电体看作点电荷，与物体的体积无关，故A错误；
B．元电荷是自然界中最小的电荷量，即任何物体带电量一定是元电荷的整数倍，故B正确；
C．摩擦起电、感应起电以及接触起电的实质都是电荷发生了转移，故C正确；
D．处于静电平衡的导体，其内部场强为零，导体是等势体，但电势不一定为零，故D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】A．如果A带电，则会感应B内部带异种电荷，外部电性与A相同，则
故A错误；
B．如果B带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面，则
即
故B正确；
C．如果A、B带等量异种电荷，A与B的静电感应使B外表面恰好无电荷量，则
故C正确；
D．如使A球带电，B球接地，是接地屏蔽，则
故D错误。
故选BC。
16．5.4×105N/C，方向由O指向A
【详解】＋q1在O点的场强大小为
方向由O指向B，－q2在O点的场强大小为
方向由O指向B。设感应电荷在O点处产生的场强大小为E3，由静电平衡条件知
E3＝E1＋E2＝5.4×105N/C
方向由O指向A。
17．，，F远大于G；原理见解析
【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。