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同步课时精练（四）9.4静电的防止与应用（学生版）
一、多选题
1．下列事例中不属于静电应用的是（ ）
A．油罐车拖一条铁链 B．静电除尘
C．织地毯时夹一些不锈钢丝 D．静电复印
2．下列说法正确的是( )
A．一定要用密闭的金属容器才能实现静电屏蔽
B．金属网也能实现静电屏蔽
C．在纸筒子外面包裹一层金属箔也能实现静电屏蔽
D．带电作业的工人穿戴含有金属丝编织的衣服更安全
3．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。取大地的电势为零，则在静电平衡后，下列物理量中等于零的是（ ）
A．导体空腔内任意点的场强 B．导体空腔内任意点的电势
C．导体空腔内表面的电荷量 D．导体外表面的电荷量
二、单题
4．如图所示，小莉同学站在绝缘木板上将一只手搭在了一个大的带电金属球上，出现了“怒发冲冠”的现象。下列说法正确的是（ ）
A．这种现象是静电感应造成的
B．将另一只手也搭在带电球上，则这种现象消失
C．小莉的电势与带电球的电势相等
D．金属球内部有大量自由移动的电子才使它带电
5．下图是一种新颖的“静电”绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩面料构成示意图。其中熔喷层经驻极工艺，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．静电感应 B．摩擦起电 C．静电吸附 D．静电屏蔽
6．下列关于生活中静电现象说法不正确的是
A．富兰克林发现尖端放电并于1753年发明避雷针
B．建筑物上安装避雷针可以避免强烈放电现象的发生
C．空气净化器不能利用静电除尘
D．农业中利用静电喷雾能提高效率和降低农药的利用
7．下列事例中属于利用静电的有：
A．静电复印； B．飞机机轮用导电橡胶制成；
C．织地毯时夹一些不锈钢丝； D．油罐车拖一条铁链。
8．将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．A点的电势低于B点的电势
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
C．一带负电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D．由于静电感应，小球N左端应带负电、右端应带正电
9．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，高压线在体内的场强为零
D．电工穿上屏蔽服后，感应电荷在体内的场强为零
10．如图甲所示是某静电除尘机原理图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根较细的金属棒和一块较大的易拉罐（金属）片，把它们分别和静电起电机的两极相连（金属棒接负极，金属片接正极）。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看到烟雾缭绕，当把起电机一摇，顿时塑料瓶里清澈通明（烟尘被收集到金属片一侧），停止摇动，又是烟雾缭绕，关于这个过程下列分析正确的是（ ）
A．起电机摇动时，塑料瓶内金属棒和金属片间形成匀强电场
B．金属棒附近的电势比较高
C．烟尘会带上负电
D．烟尘在迁移过程中电势能增加
11．接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的小
C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度大于零
12．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．球体带正电荷
B．球心处电场强度最大
C．A、B两点电场强度相同
D．一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大
三、解答题
13．在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形（图）。这是为什么？与此相反，验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？
14．如图所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为q1＝-9.0×10－9C、q2＝2.7×10－8C，彼此相距r＝6cm，在其连线中点处放一半径为1cm的金属球壳，求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度。
15．如图所示是滚筒式静电分选器，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落。沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。
（1）刮板D的作用是什么？
（2）粉粒a会落人哪个料槽，粉粒b会落人哪个料槽？为什么？21世纪教育网名师求索工作室系列
同步课时精练（四）9.4 静电的防止与应用（解析版）
一、多选题
1．下列事例中不属于静电应用的是（ ）
A．油罐车拖一条铁链 B．静电除尘
C．织地毯时夹一些不锈钢丝 D．静电复印
答案：AC
解析：A．油罐车拖一条铁链是为了有效地导出所产生的静电，防止静电危害，故A符合题意；
B．静电除尘是静电的利用，故B不符合题意；
C．织地毯时夹一些不锈钢丝，是为了有效地导出所产生的静电，防止静电危害，故C符合题意；
D．静电复印是静电的利用，故D不符合题意。
2．下列说法正确的是( )
A．一定要用密闭的金属容器才能实现静电屏蔽
B．金属网也能实现静电屏蔽
C．在纸筒子外面包裹一层金属箔也能实现静电屏蔽
D．带电作业的工人穿戴含有金属丝编织的衣服更安全
答案：BCD
解析：AB．静电屏蔽可以用密封的金属容器，也可以用金属网，都能起到屏蔽作用。A错误，B正确；
C．在纸筒子外面包裹一层金属箔也能实现静电屏蔽，C正确；
D．带电作业的工人穿戴含有金属丝编织的衣服能起到静电屏蔽的作用，所以更安全，D正确；
3．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。取大地的电势为零，则在静电平衡后，下列物理量中等于零的是（ ）
A．导体空腔内任意点的场强 B．导体空腔内任意点的电势
C．导体空腔内表面的电荷量 D．导体外表面的电荷量
答案：ABC
解析：A．由于静电屏蔽，导体空腔内任意点的电场强度均为零，A正确；
B．整个导体（包括内部空腔）是等势体，电势与大地电势相等，为零，B正确；
C．由于静电屏蔽，导体内部场强为零，没有电场线，因此内表面没有电荷，C正确；
D．由于静电感应，导体外表面的带有正电荷，他和Q产生的电场叠加，使导体内部场强为零，D错误。
二、单题
4．如图所示，小莉同学站在绝缘木板上将一只手搭在了一个大的带电金属球上，出现了“怒发冲冠”的现象。下列说法正确的是（ ）
A．这种现象是静电感应造成的
B．将另一只手也搭在带电球上，则这种现象消失
C．小莉的电势与带电球的电势相等
D．金属球内部有大量自由移动的电子才使它带电
答案：C
解析：A．该现象是接触带电，电荷分布于外表面，不属于静电感应现象，故A错误；
B．将另一只手也搭在带电球上，电量不会发生变化，仍是等势体，这种现象不会消失，故B错误；
CD．处于静电平衡状态下电荷分布于外表面，所以小莉的电势与带电球的电势相等。故C正确，D错误。
5．下图是一种新颖的“静电”绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩面料构成示意图。其中熔喷层经驻极工艺，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．静电感应 B．摩擦起电 C．静电吸附 D．静电屏蔽
答案：C
解析：静电能吸引轻小物体，含有病毒的飞沫靠近熔喷层时会被静电吸附在表面无法通过，从而起到隔离病毒的作用，这种静电的阻隔作用属于静电吸附；
6．下列关于生活中静电现象说法不正确的是
A．富兰克林发现尖端放电并于1753年发明避雷针
B．建筑物上安装避雷针可以避免强烈放电现象的发生
C．空气净化器不能利用静电除尘
D．农业中利用静电喷雾能提高效率和降低农药的利用
答案：C
7．下列事例中属于利用静电的有：
A．静电复印； B．飞机机轮用导电橡胶制成；
C．织地毯时夹一些不锈钢丝； D．油罐车拖一条铁链。
答案：A
解析：飞机机轮用导电橡胶制成、织地毯时夹一些不锈钢丝、油罐车拖一条铁链，都是为了消除静电，静电复印是利用静电，故BCD错误，A正确；
8．将一原来不带电的金属小球N放在一带电小球M的旁边，它们在周围空间产生电场，其电场线分布如图所示。则下列说法中正确的是（ ）
A．A点的电势低于B点的电势
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，一定沿电场线运动到B点
C．一带负电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能
D．由于静电感应，小球N左端应带负电、右端应带正电
答案：D
解析：A．根据沿电场线方向电势不断降低，可知，A点的电势高于B点的电势，故A错误；
B．一带正电的粒子从A点由静止释放，仅在电场力作用下，由于速度方向不断变化，故带正电的粒子不会沿着电场线运动到B点，故B错误；
C．根据负电荷在电势越低点的电势能越大，且A点的电势高于B点的电势，可知带负电粒子在A点的电势能小于在B点的电势能，故C错误；
D．由图可知，小球M带正电，根据静电感应的原理“近异远同”，可知，小球N左端应带负电、右端应带正电，故D正确。
9．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，高压线在体内的场强为零
D．电工穿上屏蔽服后，感应电荷在体内的场强为零
答案：B
解析：AB．采用金属材料编织衣服的作用是使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等势屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，故A错误，B正确；
CD．电工穿上屏蔽服后，使体内形成等势体，从而使体内合场强为零，高压线、感应电荷在体内的场强不为零，故CD错误。
10．如图甲所示是某静电除尘机原理图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根较细的金属棒和一块较大的易拉罐（金属）片，把它们分别和静电起电机的两极相连（金属棒接负极，金属片接正极）。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看到烟雾缭绕，当把起电机一摇，顿时塑料瓶里清澈通明（烟尘被收集到金属片一侧），停止摇动，又是烟雾缭绕，关于这个过程下列分析正确的是（ ）
A．起电机摇动时，塑料瓶内金属棒和金属片间形成匀强电场
B．金属棒附近的电势比较高
C．烟尘会带上负电
D．烟尘在迁移过程中电势能增加
答案：C
解析：A．由于金属棒和金属片形状不同，面积不等，且金属棒上电荷分布不均匀，则金属棒和金属片之间的电场不为匀强电场，A错误；
B．由于金属棒接负极，金属棒附近的电势比较低，B错误；
C．起电机产生高电压使金属棒和金属片之间的电场将空气中的分子电离，电离出来的电子被烟尘颗粒吸附，俘获电子的烟尘颗粒带负电，故C正确；
D．烟尘在向金属片迁移过程中电场力做正功，电势能减小，选项D错误。
11．接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（ ）
A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的小
C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度大于零
答案：B
解析：A．电场线由正电荷出发，可知点电荷带正电，A错误：
B．电场线越密，场强越大，a点的电场强度比b点的小，B正确；
C．因球壳接地，则球壳处的电势是零，沿电场线方向电势降低，则b点的电势大于零，C错误：
D．由静电屏蔽知，导体球壳内的场强处处是零，D错误。
12．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．球体带正电荷
B．球心处电场强度最大
C．A、B两点电场强度相同
D．一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大
答案：D
解析：A．从球出发向两侧电势升高，而电场线从正电荷出发，沿着电场线电势降低，故球带负电荷，A错误；
B．球是等势体，故内部任意两点间的电势差为零，故场强为零，B错误；
C．A点与B点的电场强度大小相等，但方向相反，故不同，C错误；
D．从B到C，电势升高，根据
故负电荷电势能减少，D正确。
三、解答题
13．在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形（图）。这是为什么？与此相反，验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？
答案：见解析
解析：在尖端处，电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然需要电荷密集，所以点火器的放电电极做成了针尖形，容易使空气电离形成电火花而放电。验电器的金属杆上端固定的电极要尽可能减少放电，所以固定一个金属球，是为了防止空气电离放电。
14．如图所示，两个点电荷A和B，电荷量分别为q1＝-9.0×10－9C、q2＝2.7×10－8C，彼此相距r＝6cm，在其连线中点处放一半径为1cm的金属球壳，求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强度。
答案：，方向由O指向B
解析：两电荷在O处产生的场强大小为
方向由O指向A，当导体处于静电平衡状态时，导体内部场强处处为零，球壳上感应电荷在球心O处产生的场强与外电场在O点的场强大小相等，方向相反，故感应电荷在球心O处产生的电场强度大小为，方向O指向B。
15．如图所示是滚筒式静电分选器，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落。沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。
（1）刮板D的作用是什么？
（2）粉粒a会落人哪个料槽，粉粒b会落人哪个料槽？为什么？
答案：（1）见解析；（2）a粉粒落入料槽F，b粉粒落入料槽E；原因见解析
解析：（1）放电针G附近的空气，受高压电场作用而电离。在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射在粉粒a上，使a带负电。带负电的物质粉粒a，因具有良好的导电性，所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被C上的正电中和并带上正电，带了正电的粉粒a一方面随滚筒转动，一方面受到C上正电的静电斥力而离开滚筒，最后落于料槽F，绝缘性能良好的粉粒b，其所带负电不容易传给滚筒C，在C的静电吸引力作用下，b附着于C的表面并随C转动，最后，b中粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E，粉粒较小者由刮板D将其刮入料槽E；
（2）a粉粒落入料槽F，b粉粒落入料槽E，粉粒b中较小者，因其重力较小，不能借助重力落入E中，它们附着于滚筒表面随C转至D处，由刮板D将其刮入料槽E。
