高中物理人教版选修3-1第一章第7节静电现象的应用同步练习
一、选择题
1．下列属于静电防止的是（ ）
A．静电复印 B．静电除尘 C．静电喷涂 D．避雷针
【答案】D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，A不符合题意；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，B不符合题意；喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，C不符合题意；避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，D符合题意。
【分析】避雷针属于尖端放电.
2．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比（ ）
A．Ea最大 B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea=Eb=Ec
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消．c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大，即Ec最大．故选C.
【分析】球内合场强为零，由MN在此形成电场和感应电荷在此形成电场大小相等方向相反而得，故而c离MN最近，它在此场强最大，感应电场最大。
3．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度大小关系为EM＝EN＝0
B．M、N两点电势高低关系为φM＞φN
C．M、N两点电势高低关系为φM＞φN＞0
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM′＞EN′
【答案】A,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】M、N两点的场强为导体球与B上感应电荷在这两处的场强之和，合场强的大小为零，即EM＝EN＝0；而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式可知，离A越远，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM′＞EN′，故AD正确；处于静电平衡的导体，其整体是等势体，故φM=φN，故BC错误。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体为等势体，表面为等势面。
4．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。在静电平衡后，下列物理量中不为零的是（ ）
A．导体空腔内任意点的电场强度 B．导体空腔内任意点的电势
C．导体外表面的电荷量 D．导体空腔内表面的电荷量
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，且内表面不带电。由于导体接地，故整个导体的电势为零。导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷量不为零，故选项C正确。
【分析】静电平衡的金属体内部场强处处为零，没有电荷，与大地连接电势为零，由于静电感应在近端为异种电荷，远端为同种电荷。
5．处于强电场中的空气分子会被电离，使灰尘颗粒带电，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，下列说法中正确的是（ ）
A．烟尘因为带负电而被吸附到缝被针上
B．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D．若烟尘颗粒在被吸附过程中带电量不变，离铝板越近则加速度越大
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】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，因此，带电尘粒在电场力的作用下，向铝板运动，被吸附到铝板上，故A错误；烟尘向铝板运动时，在电场力作用下做加速运动，所以离铝板越近速度越大，故B错误，C正确；根据针尖端的电场线密集，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离针越近加速度越大，故D错误。
【分析】在电场中加速飞向铝板，速度越来越大，但加速度在针尖场强较大的地方才大，
6．把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，选项A、D错误；金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，选项B正确，C错误。
【分析】电荷和金属板静电平衡，金属导体是等势体，表面是等势面，电场线与等势面垂直，右侧接地，没有电荷。
7．（2017高二上·广州期中）如图所示是模拟避雷针作用的实验装置（ ）
A．A放电 B．B放电
C．A、B一起放电 D．A，B之间放电
【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】解：如图所示，A为尖头、B为圆头．当金属板M、N接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故A金属柱容易放电，
故选：A．
【分析】末端越尖越容易放电，容易使空气被电离。
8．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三点的电势都相等
B．a点的电场强度为零，但电势最高
C．b点的电场强度为零，但电势大于零
D．a、b、c三点的电场强度都为零
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】A球带正电，不带电的空腔B可以理解为导体的静电平衡，故Ea=Ec=0，空腔内壁感应电荷为负，外壁感应电荷为正。空腔内的电场线分布为由A指向B，所以φa>φb>φc，Eb≠0，选项B正确。
【分析】静电平衡导体内部场强为零.
9．（多选）在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是（ ）
A．飞机轮子上搭地线 B．印染车间保持湿度
C．复印图片 D．电工钳柄装有绝缘套
【答案】A,B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量的静电荷，降落时会对地面的人员带来危害及火灾隐患，因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电会给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中的安全措施之一就是使车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，刚好需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保护电工的安全。故选AB。
【分析】与大地连接可以将静电尽快排出，印染车间保持湿度将电荷通过气流排出，复印图片是对静电的应用，电功钳柄的绝缘漆是防止静电.
10．下列哪些措施是为了防止静电产生的危害（ ）
A．静电复印
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器
C．静电喷漆
D．在高大的建筑物顶端装上避雷针
【答案】D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电复印、静电喷漆以及在高大的烟囱中安装静电除尘器都是利用了静电知识；而在高大的建筑物顶端装上避雷针是防止静电的危害，故选D。
【分析】ABC都是对静电的应用，D是对静电的防护.
11．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（ ）
A．铜丝编织的衣服不容易拉破，所以用铜丝编织衣服
B．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内的电势保持为零，对人体起保护作用
C．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内的电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】当人体直接处于强大电场中时，很容易由于静电感应而被电到。但若被铜丝编织的衣服所包裹，当达到静电平衡时，铜丝衣服的屏蔽作用使人体内的电场强度保持为零，对人体起保护作用。故选C。
【分析】静电平衡导体内部场强为零.
12．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三点的电势都相等 B．c点的场强为零，但电势最低
C．b点的场强为零，但电势大于零 D．a、b、c三点的场强都为零
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】将带正电的导体球A放入不带电的空腔导体球B中，当静电平衡时，B空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，内部场强处处为零，电场线辐射状向外，沿电场线的方向电势降低，故a、b、c三点的电势相依次降低，c点的电势最小，导体内部的场强为零，根据点电荷的场强公式 知，b点的电场强度不为零，故B正确。
【分析】静电平衡导体内部场强为零.
13．（多选）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。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．导体外表面的电荷量 D．导体空腔内表面的电荷量
【答案】A,B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】因为接地空腔导体里面无电荷，带电体Q感应远端为正电荷，近端为负电荷，导体接地，说明远端为地球，近端为导体，故导体外表面带负电荷，外表面的电荷量不为零，C错误；而空腔内由于静电屏蔽的作用，其内部的场强为零，故A正确；但因为无穷远处的电势为零，而地球相当于很远的地方，故地球上电势为零，而导体与地球相连，是一个等势体，故导体空腔内任意点的电势也为零，B正确；导体空腔内表面的电荷量为零，即内表面没有电荷，D正确。
【分析】静电平衡的金属体内部场强处处为零，没有电荷，与大地连接电势为零，由于静电感应在近端为异种电荷，远端为同种电荷。
14．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，下述说法正确的是（ ）
A．A，B两点场强相等，且都为零
B．A，B两点的场强不相等
C．感应电荷产生的附加场强大小是EAD．当电键S闭合时，电子从导体沿导线向大地移动
【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此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，内部电场强度处处为零，故A正确；A、B两点场强相等，且都为零，电势相等，故B错误；点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强，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，叠加后电场为零，所以感应电荷产生的附加电场 ，故C错误；当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D错误。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体为等势体，表面为等势面。内部感应电场与原电场等大反向，故A离源电荷较近，在该点形成场强较大，感应电场也较大。导体接地应该远端电荷为零，负电荷流向导体与之中和.
15．（多选）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与G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地，如图所示，电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离并产生大量离子。现在导电性能不同的两种物质粉粒a、b混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性，下列说法正确的是（ ）
A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽E
B．粉粒b落入斜槽F，粉粒a落入料槽E
C．若滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是不允许的
D．若滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是允许的
【答案】A,C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】滚筒式静电分选器工作原理，粉粒a具有良好的导电性，带电后到达正极C与正电荷中和，在重力作用下落入料槽F，粉粒b具有良好的绝缘性，带电后到达正极C，在D的作用下落入料槽E，故A正确，B错误；为了安全避免触电事故发生，电源的正极要接地，故C正确，D错误。
【分析】电荷中和后直接下落到F，无电荷中和的落到E.
16．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后（ ）
A．a端的电势比b端的高 B．b端的电势比d点的低
C．a端的电势不一定比d点的低 D．杆内c处电场方向由c指向b
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】首先画出电场线（如图所示），沿电场线的方向电势降低，b端电势比d点低，B正确。金属杆ab静电平衡后是一个等势体，a端的电势等于b端的电势，也比d点的低，选项AC错误。静电平衡后的导体内部的电场为零，选项D错误。
【分析】静电平衡导体是等势体，表面是等势面，内部场强为零，沿电场线电势降低，可得选项B.
17．如图所示，将原来不带电的金属导体杆放到一个电荷量为Q的小球旁边，则导体杆上感应电荷在a、b、c三点产生的场强大小关系是（ ）
A．Ea=Eb=Ec B．EaEb>Ec D．无法判断
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，即导体杆上感应电荷在某处产生的场强与带电小球产生的场强等大反向，由 知Ea【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，感应电场和原电场在导体内部等大反向，故而源电荷在此形成电场大小就是感应电荷在此形成电场大小。
18．（多选）如图所示，一个原来不带电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，空心金属球的球心为O，a、b两点为空心金属球内部的两点，a、b、O与点电荷Q位于一条直线上。下列说法正确的是（ ）
A．O点的场强为零，a、b两点场强不为零
B．a、b、O三点的电势相等
C．空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向相反
D．空心金属球上的感应电荷在a点产生的场强比在b点产生的场强小
【答案】B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，导体是等势体，所以a、b、O三点的场强均为零，电势相等，A错误；B正确；空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向均与Q在a、b两点产生的场强方向相反，C错误；空心金属球上的感应电荷产生的场强等于点电荷Q各自位置产生的场强大小，所以在a点产生的场强比在b点产生的场强小，D正确；故选BD。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是等势体，表面微等势面。感应电场和原电场在导体内部等大反向，故而源电荷在此形成电场大小就是感应电荷在此形成电场大小。
19．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
【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】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；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球在金属球壳的外部，会带上与球壳相同的电荷，故C错误；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。故选B。
【分析】静电感应近端带有与源电荷异种电荷，在静电平衡的导体内部无电荷，外部有电荷.
20．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩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移近金属网罩B，则（ ）
A．在B的内表面带正电荷，φB=φC=0
B．在B的右侧外表面带正电荷
C．验电器的金属箔片将张开，φB<φC
D．φB=φC，B的左右两侧电势相等
【答案】B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡时，电荷分布于导体的外表面上，选项A错误；由于产生静电感应，使B金属网罩的左侧外表面感应出负电荷，所以B的右侧外表面感应出正电荷，选项B正确；由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故C上无感应电荷，验电器的金属箔片不会张开，选项C错误；由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，选项D正确。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是等势体，表面微等势面。静电平衡导体近端为异种电荷，远端为同种电荷.
二、填空题
21．如图所示，绝缘开口空心金属球壳A已带电，今把验电器甲的小金属球与A的内部用导线连接，用带绝缘柄的金属小球B与A内壁接触后再与验电器乙的小球接触，甲、乙验电器离球壳A足够远。那么甲验电器的箔片 ，乙验电器的箔片 。（填“张开”或“不张开”）
【答案】张开；不张开
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】B与A内壁接触后，电荷全部转移到外表面，B不再带电，故乙验电器的箔片不会张开。不管甲接A的外表面还是内表面，验电器与A就构成一个整体，验电器甲属于外表面的一个部分，因平衡状态下带电体电荷只分布在外表面上，验电器一定带电，故箔片会张开。
【分析】静电平衡内部无电荷，故而乙不会张开，而甲在外和空腔直接连接即为等势体，均有电荷.
22．如图所示，带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为 ，方向 。（静电力常量为k）
【答案】；向左
【知识点】库仑定律；电场强度和电场线；静电的防止与利用
【解析】【解答】a点处的场强由两部分组成，一是点电荷在a处的场强，大小为E＝ ，方向向左；二是带电薄板在a处的场强，由题知，这两个场强的合场强为零，所以薄板在a处的场强大小为Ea＝ ，方向向右。根据对称性可知，薄板在b处的场强为Eb＝ ，方向向左。
【分析】根据对称性，可得电荷在a，极板在a,b所形成的场强等大。
三、计算题
23．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10－8 C和－2.4×10－8 C，彼此相距6 cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm的金属球壳，求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度。
【答案】解：＋q1在O点的场强大小为E1＝ ＝3×105N/C，方向由O指向B；－q2在O点的场强大小为E2＝ ＝2.4×105 N/C，方向由O指向B。设感应电荷在O点的场强为E3，由静电平衡条件知E3＝E1＋E2＝5.4×105 N/C，方向由O指向A。
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，感应电场与源电荷在此形成电场等大反向，利用矢量合成法则即可得到结果。
24．如图所示，在枕形金属导体外的M、N两点分别放置一个电荷量为+Q的点电荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一水平线上，且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
【答案】解:由点电荷的电场强度公式E= ，得：+Q和+Q的两个点电荷在A点产生的电场强度都为：E= ，枕形金属导体处于静电平衡状态时，内部电场强度处处为零，枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E大小等于+Q和+Q的两个点电荷在A点产生的合场强，方向相反，则由矢量合成得：E合= E= V/m，场强方向沿二者的角分线斜向右上方。
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，感应电场与源电荷在此形成电场等大反向，利用矢量合成法则即可得到结果。
1 / 1高中物理人教版选修3-1第一章第7节静电现象的应用同步练习
一、选择题
1．下列属于静电防止的是（ ）
A．静电复印 B．静电除尘 C．静电喷涂 D．避雷针
2．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比（ ）
A．Ea最大 B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea=Eb=Ec
3．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度大小关系为EM＝EN＝0
B．M、N两点电势高低关系为φM＞φN
C．M、N两点电势高低关系为φM＞φN＞0
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM′＞EN′
4．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。在静电平衡后，下列物理量中不为零的是（ ）
A．导体空腔内任意点的电场强度 B．导体空腔内任意点的电势
C．导体外表面的电荷量 D．导体空腔内表面的电荷量
5．处于强电场中的空气分子会被电离，使灰尘颗粒带电，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，下列说法中正确的是（ ）
A．烟尘因为带负电而被吸附到缝被针上
B．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D．若烟尘颗粒在被吸附过程中带电量不变，离铝板越近则加速度越大
6．把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
7．（2017高二上·广州期中）如图所示是模拟避雷针作用的实验装置（ ）
A．A放电 B．B放电
C．A、B一起放电 D．A，B之间放电
8．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三点的电势都相等
B．a点的电场强度为零，但电势最高
C．b点的电场强度为零，但电势大于零
D．a、b、c三点的电场强度都为零
9．（多选）在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是（ ）
A．飞机轮子上搭地线 B．印染车间保持湿度
C．复印图片 D．电工钳柄装有绝缘套
10．下列哪些措施是为了防止静电产生的危害（ ）
A．静电复印
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器
C．静电喷漆
D．在高大的建筑物顶端装上避雷针
11．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（ ）
A．铜丝编织的衣服不容易拉破，所以用铜丝编织衣服
B．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内的电势保持为零，对人体起保护作用
C．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内的电场强度保持为零，对人体起保护作用
D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
12．如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是（ ）
A．a、b、c三点的电势都相等 B．c点的场强为零，但电势最低
C．b点的场强为零，但电势大于零 D．a、b、c三点的场强都为零
13．（多选）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。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．导体外表面的电荷量 D．导体空腔内表面的电荷量
14．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，下述说法正确的是（ ）
A．A，B两点场强相等，且都为零
B．A，B两点的场强不相等
C．感应电荷产生的附加场强大小是EAD．当电键S闭合时，电子从导体沿导线向大地移动
15．（多选）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与G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地，如图所示，电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离并产生大量离子。现在导电性能不同的两种物质粉粒a、b混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性，下列说法正确的是（ ）
A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽E
B．粉粒b落入斜槽F，粉粒a落入料槽E
C．若滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是不允许的
D．若滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是允许的
16．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后（ ）
A．a端的电势比b端的高 B．b端的电势比d点的低
C．a端的电势不一定比d点的低 D．杆内c处电场方向由c指向b
17．如图所示，将原来不带电的金属导体杆放到一个电荷量为Q的小球旁边，则导体杆上感应电荷在a、b、c三点产生的场强大小关系是（ ）
A．Ea=Eb=Ec B．EaEb>Ec D．无法判断
18．（多选）如图所示，一个原来不带电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，空心金属球的球心为O，a、b两点为空心金属球内部的两点，a、b、O与点电荷Q位于一条直线上。下列说法正确的是（ ）
A．O点的场强为零，a、b两点场强不为零
B．a、b、O三点的电势相等
C．空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向相反
D．空心金属球上的感应电荷在a点产生的场强比在b点产生的场强小
19．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
20．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩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移近金属网罩B，则（ ）
A．在B的内表面带正电荷，φB=φC=0
B．在B的右侧外表面带正电荷
C．验电器的金属箔片将张开，φB<φC
D．φB=φC，B的左右两侧电势相等
二、填空题
21．如图所示，绝缘开口空心金属球壳A已带电，今把验电器甲的小金属球与A的内部用导线连接，用带绝缘柄的金属小球B与A内壁接触后再与验电器乙的小球接触，甲、乙验电器离球壳A足够远。那么甲验电器的箔片 ，乙验电器的箔片 。（填“张开”或“不张开”）
22．如图所示，带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中a点处的电场强度为零，带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小为 ，方向 。（静电力常量为k）
三、计算题
23．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为3.0×10－8 C和－2.4×10－8 C，彼此相距6 cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm的金属球壳，求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度。
24．如图所示，在枕形金属导体外的M、N两点分别放置一个电荷量为+Q的点电荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一水平线上，且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，A不符合题意；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，B不符合题意；喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，C不符合题意；避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，D符合题意。
【分析】避雷针属于尖端放电.
2．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消．c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大，即Ec最大．故选C.
【分析】球内合场强为零，由MN在此形成电场和感应电荷在此形成电场大小相等方向相反而得，故而c离MN最近，它在此场强最大，感应电场最大。
3．【答案】A,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】M、N两点的场强为导体球与B上感应电荷在这两处的场强之和，合场强的大小为零，即EM＝EN＝0；而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式可知，离A越远，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM′＞EN′，故AD正确；处于静电平衡的导体，其整体是等势体，故φM=φN，故BC错误。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体为等势体，表面为等势面。
4．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，且内表面不带电。由于导体接地，故整个导体的电势为零。导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷量不为零，故选项C正确。
【分析】静电平衡的金属体内部场强处处为零，没有电荷，与大地连接电势为零，由于静电感应在近端为异种电荷，远端为同种电荷。
5．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】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，因此，带电尘粒在电场力的作用下，向铝板运动，被吸附到铝板上，故A错误；烟尘向铝板运动时，在电场力作用下做加速运动，所以离铝板越近速度越大，故B错误，C正确；根据针尖端的电场线密集，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离针越近加速度越大，故D错误。
【分析】在电场中加速飞向铝板，速度越来越大，但加速度在针尖场强较大的地方才大，
6．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，选项A、D错误；金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，选项B正确，C错误。
【分析】电荷和金属板静电平衡，金属导体是等势体，表面是等势面，电场线与等势面垂直，右侧接地，没有电荷。
7．【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】解：如图所示，A为尖头、B为圆头．当金属板M、N接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故A金属柱容易放电，
故选：A．
【分析】末端越尖越容易放电，容易使空气被电离。
8．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】A球带正电，不带电的空腔B可以理解为导体的静电平衡，故Ea=Ec=0，空腔内壁感应电荷为负，外壁感应电荷为正。空腔内的电场线分布为由A指向B，所以φa>φb>φc，Eb≠0，选项B正确。
【分析】静电平衡导体内部场强为零.
9．【答案】A,B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量的静电荷，降落时会对地面的人员带来危害及火灾隐患，因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电会给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中的安全措施之一就是使车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，刚好需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保护电工的安全。故选AB。
【分析】与大地连接可以将静电尽快排出，印染车间保持湿度将电荷通过气流排出，复印图片是对静电的应用，电功钳柄的绝缘漆是防止静电.
10．【答案】D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电复印、静电喷漆以及在高大的烟囱中安装静电除尘器都是利用了静电知识；而在高大的建筑物顶端装上避雷针是防止静电的危害，故选D。
【分析】ABC都是对静电的应用，D是对静电的防护.
11．【答案】C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】当人体直接处于强大电场中时，很容易由于静电感应而被电到。但若被铜丝编织的衣服所包裹，当达到静电平衡时，铜丝衣服的屏蔽作用使人体内的电场强度保持为零，对人体起保护作用。故选C。
【分析】静电平衡导体内部场强为零.
12．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】将带正电的导体球A放入不带电的空腔导体球B中，当静电平衡时，B空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，内部场强处处为零，电场线辐射状向外，沿电场线的方向电势降低，故a、b、c三点的电势相依次降低，c点的电势最小，导体内部的场强为零，根据点电荷的场强公式 知，b点的电场强度不为零，故B正确。
【分析】静电平衡导体内部场强为零.
13．【答案】A,B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】因为接地空腔导体里面无电荷，带电体Q感应远端为正电荷，近端为负电荷，导体接地，说明远端为地球，近端为导体，故导体外表面带负电荷，外表面的电荷量不为零，C错误；而空腔内由于静电屏蔽的作用，其内部的场强为零，故A正确；但因为无穷远处的电势为零，而地球相当于很远的地方，故地球上电势为零，而导体与地球相连，是一个等势体，故导体空腔内任意点的电势也为零，B正确；导体空腔内表面的电荷量为零，即内表面没有电荷，D正确。
【分析】静电平衡的金属体内部场强处处为零，没有电荷，与大地连接电势为零，由于静电感应在近端为异种电荷，远端为同种电荷。
14．【答案】A
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】枕形导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此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，内部电场强度处处为零，故A正确；A、B两点场强相等，且都为零，电势相等，故B错误；点电荷的产生电场在A点的场强大于在B点的场强，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，叠加后电场为零，所以感应电荷产生的附加电场 ，故C错误；当电键S闭合时，电子从大地沿导线移向导体中和枕形导体右端的正电荷，相当于右端正电荷流向远端，故D错误。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体为等势体，表面为等势面。内部感应电场与原电场等大反向，故A离源电荷较近，在该点形成场强较大，感应电场也较大。导体接地应该远端电荷为零，负电荷流向导体与之中和.
15．【答案】A,C
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】滚筒式静电分选器工作原理，粉粒a具有良好的导电性，带电后到达正极C与正电荷中和，在重力作用下落入料槽F，粉粒b具有良好的绝缘性，带电后到达正极C，在D的作用下落入料槽E，故A正确，B错误；为了安全避免触电事故发生，电源的正极要接地，故C正确，D错误。
【分析】电荷中和后直接下落到F，无电荷中和的落到E.
16．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】首先画出电场线（如图所示），沿电场线的方向电势降低，b端电势比d点低，B正确。金属杆ab静电平衡后是一个等势体，a端的电势等于b端的电势，也比d点的低，选项AC错误。静电平衡后的导体内部的电场为零，选项D错误。
【分析】静电平衡导体是等势体，表面是等势面，内部场强为零，沿电场线电势降低，可得选项B.
17．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，即导体杆上感应电荷在某处产生的场强与带电小球产生的场强等大反向，由 知Ea【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，感应电场和原电场在导体内部等大反向，故而源电荷在此形成电场大小就是感应电荷在此形成电场大小。
18．【答案】B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，导体是等势体，所以a、b、O三点的场强均为零，电势相等，A错误；B正确；空心金属球上的感应电荷在a、b两点产生的场强方向均与Q在a、b两点产生的场强方向相反，C错误；空心金属球上的感应电荷产生的场强等于点电荷Q各自位置产生的场强大小，所以在a点产生的场强比在b点产生的场强小，D正确；故选BD。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是等势体，表面微等势面。感应电场和原电场在导体内部等大反向，故而源电荷在此形成电场大小就是感应电荷在此形成电场大小。
19．【答案】B
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】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；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球在金属球壳的外部，会带上与球壳相同的电荷，故C错误；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。故选B。
【分析】静电感应近端带有与源电荷异种电荷，在静电平衡的导体内部无电荷，外部有电荷.
20．【答案】B,D
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】静电平衡时，电荷分布于导体的外表面上，选项A错误；由于产生静电感应，使B金属网罩的左侧外表面感应出负电荷，所以B的右侧外表面感应出正电荷，选项B正确；由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故C上无感应电荷，验电器的金属箔片不会张开，选项C错误；由静电屏蔽特点知，导体是等势体，导体表面是等势面，选项D正确。
【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是等势体，表面微等势面。静电平衡导体近端为异种电荷，远端为同种电荷.
21．【答案】张开；不张开
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【解答】B与A内壁接触后，电荷全部转移到外表面，B不再带电，故乙验电器的箔片不会张开。不管甲接A的外表面还是内表面，验电器与A就构成一个整体，验电器甲属于外表面的一个部分，因平衡状态下带电体电荷只分布在外表面上，验电器一定带电，故箔片会张开。
【分析】静电平衡内部无电荷，故而乙不会张开，而甲在外和空腔直接连接即为等势体，均有电荷.
22．【答案】；向左
【知识点】库仑定律；电场强度和电场线；静电的防止与利用
【解析】【解答】a点处的场强由两部分组成，一是点电荷在a处的场强，大小为E＝ ，方向向左；二是带电薄板在a处的场强，由题知，这两个场强的合场强为零，所以薄板在a处的场强大小为Ea＝ ，方向向右。根据对称性可知，薄板在b处的场强为Eb＝ ，方向向左。
【分析】根据对称性，可得电荷在a，极板在a,b所形成的场强等大。
23．【答案】解：＋q1在O点的场强大小为E1＝ ＝3×105N/C，方向由O指向B；－q2在O点的场强大小为E2＝ ＝2.4×105 N/C，方向由O指向B。设感应电荷在O点的场强为E3，由静电平衡条件知E3＝E1＋E2＝5.4×105 N/C，方向由O指向A。
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，感应电场与源电荷在此形成电场等大反向，利用矢量合成法则即可得到结果。
24．【答案】解:由点电荷的电场强度公式E= ，得：+Q和+Q的两个点电荷在A点产生的电场强度都为：E= ，枕形金属导体处于静电平衡状态时，内部电场强度处处为零，枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E大小等于+Q和+Q的两个点电荷在A点产生的合场强，方向相反，则由矢量合成得：E合= E= V/m，场强方向沿二者的角分线斜向右上方。
【知识点】静电的防止与利用
【解析】【分析】静电平衡的导体内部场强处处为零，感应电场与源电荷在此形成电场等大反向，利用矢量合成法则即可得到结果。
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