9. 4 静电的防止与利用同步练习 人教版（2019） 必修 第三册（含解析）

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9.4 静电的防止与利用
一、单选题
1.关于静电的利用和防止，以下说法正确的是(　　)
A. 印染厂应保持环境干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B. 油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上， 避免产生电火花引起爆炸
C. 飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚
D. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧
2.如图是制作口罩的一种新颖的“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. 静电喷涂 B. 静电吸附 C. 静电感应 D. 尖端放电
3.一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部的电场强度(　　)
A. 一定增强 B. 不变 C. 一定减弱 D. 可能增强，也可能减弱
4.如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为＋Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是(　　)
A. EO≠0　EM＝0 B. EO＝0　EM≠0
C. EO＝0　EM＝0 D. EO≠0　EM≠0
5.一金属球原来不带电，现沿球直径的延长线上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三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则(　　)
A. Ea最大 B. Eb最大 C. Ec最大 D. Ea＝Eb＝Ec
6.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场是图中的(　　)
A. B.
C. D.
7.矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是(　　)
A. B.
C. D.
8.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，则(　　)
A. B的空腔内电场强度为零 B. B不带电
C. B的外表面带正电 D. B的内表面带负电
9.如图为静电除尘器除尘原理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的.下列表述正确的是(　　)
A. 到达集尘极的尘埃带正电荷
B. 电场方向由放电极指向集尘极
C. 带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D. 同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大
10.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中心处有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为(　　)
A. Ea>Eb>Ec>Ed B. Ea>Ec＝Ed>Eb C. Ea>Ec>Ed>Eb D. Ea11.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，则(　　)
A. B的空腔内电场强度为零 B. B不带电
C. B的外表面带正电 D. B的内表面带负电
12.下列应用与防护不属于尖端放电现象的是(　　)
A. 一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑 B. 一般马路表面建造的很平滑
C. 夜间高压线周围会出现一层绿色光晕 D. 一般高楼大厦顶部装有避雷针
13.如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。先产生放电现象的是(　　)
避雷针模拟实验
A. A金属柱 B. B金属柱
C. A、B金属柱同时 D. 可能是A金属柱，也可能是B金属柱
14.如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手接触一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则(　　)
A. A球带负电荷，B球带正电荷 B. A球带负电荷，B球不带电
C. A、B两球都带负电荷 D. A、B两球都带正电荷
15.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
二、多选题
16.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，高压线在体内的电场强度不为零
D. 电工穿上屏蔽服后，感应电荷在体内的电场强度为零
17.对于图中所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是(　　)
A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有异种性质的电荷
B. 乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽原理
18.如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A. 云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷
B. 云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷
C. 避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D. 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
19.如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是(　　)
A. N接电源的正极 B. M接电源的正极
C. 电场强度EB＞EA D. 电场强度EB＜EA
20.下列图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的是(　　)
A. B. C. D.
21.如图所示，当在真空中把一不带电导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法正确的是(　　)
A. B端的感应电荷越来越多
B. 导体内部场强越来越大
C. 导体上的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强
D. 导体上的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
22.静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是(　　)
A. 在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 B. 涂料微粒一定带正电
C. 涂料微粒一定带负电 D. 涂料微粒可能带正电，也可能带负电
23.如图所示的四组静电实验中，能使左边的验电器的金属箔片张开的是(　　)
A. B. C. D.
24.如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。下列实验方法中能使验电器箔片张开的是(　　)
A. 用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触
B. 用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触
C. 用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触
D. 使验电器A靠近B
三、计算题
25.如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋q的点电荷。
(1)金属杆中点处的电场强度为多少？
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大？
9.4 静电的防止与利用
一、单选题
1. B【解析】印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误；油罐车在运动的过程中，由于油罐里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条铁链就可以及时地把产生的静电导走，避免产生电火花引起爆炸，故B正确；飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，故C错误；绝缘性能良好的化纤制品的衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故D错误。
2. B【解析】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B。
3. B【解析】孤立的带电金属球处于静电平衡，则内部电场强度为零，当它带的电荷量增加，再次达到静电平衡，则其内部电场强度仍为零，故B正确.
4. C【解析】静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零，故C正确。
5. C【解析】处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零，故a、b、c三点的电场强度都为零，处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的电场强度与MN在这一点产生的电场的电场强度等大反向，由于c点离MN最近，故MN在c点的电场强度最大，则感应电荷在c点的电场强度也最大，故C正确，A、B、D错误。
6. B【解析】把正电荷放在金属球壳内部，由于静电感应的作用，在球壳的内壁会感应出负电荷，在球壳的外壁会感应出正电荷，由于正电荷的电场和感应电场的共同作用，在金属球壳的壳壁之间的电场强度为零，所以在金属球壳的壳壁之间没有电场，但球壳外部的电场分布情况不会受到影响，选项B正确，A、C、D错误。
7. A【解析】导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处处为零，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场强度大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误。
8. D【解析】因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，B的内表面带负电，D正确，B、C错误；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，所以空腔内电场强度不为零，A错误.
9. D【解析】由于集尘极与电源的正极连接，尘埃在静电力作用下向集尘极迁移并沉积，说明到达集尘极的尘埃带负电，A错；电场方向由集尘极指向放电极，B错；尘埃带负电荷，在电场中受静电力的方向与电场方向相反，C错；根据F＝qE可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大，D正确.
10. C【解析】当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的电场与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零.画出电场线的大致分布如图所示.由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，C正确.
11. D【解析】因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，B的内表面带负电，D正确，B、C错误；B的空腔内带正电的小球A与金属壳内表面感应电荷之间产生电场，所以空腔内电场强度不为零，A错误。
12. B【解析】马路表面建造的很平滑与静电无关，A、C、D属于尖端放电现象，故选B.
13. A【解析】根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知，A金属柱尖端电荷密集，容易发生尖端放电现象，故选项A正确。
14. B【解析】首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，根据静电感应现象可知，A球内表面带负电荷，外表面带正电荷。用手接触A球相当于把A球接地，由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，A球外表面电势为零，此时A球对内起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部。用手接触B时，无电荷移动，B球不带电。当带正电荷的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以此时A球带负电荷。由上述可知，选项B正确。
15. C【解析】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，选项A错误；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，选项B错误，C正确；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，选项D错误。
二、多选题
16. BC【解析】采用金属材料编织衣服的作用是利用静电屏蔽，故A错误，B正确；电工穿上屏蔽服后，体内合电场强度为零，高压线、感应电荷在体内的电场强度不为零，故C正确，D错误。
17. CD【解析】题图甲中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A错误；题图乙中，线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；题图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；题图丁中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。
18. AD【解析】避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，D正确；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知底端带负电的云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确，B错误；由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误。
19. AC【解析】电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电，因此可知N接电源正极，A正确，B错误；金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，电场线分布情况如图所示，由图可知金属棒附近的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处电场强度比A处电场强度大，即EB＞EA，C正确，D错误。
20. AD【解析】选项A、C中当负电荷放在金属壳外上方，金属壳上端带正电荷，下端带负电荷，内部合电场强度为零，外部电场强度不为零，故内部绝缘板上的小纸屑不会被吸引，外部绝缘板上的小纸屑会被吸引，故A正确，C错误；选项B、D中负电荷放在金属壳内，金属壳未接地，金属壳内部带正电，外部带负电，外部电场强度不为零，故外部绝缘板上的小纸屑会被吸引，金属壳接地，则金属壳内部电场对壳外空间没有影响，外部电场强度为零，外部绝缘板上的小纸屑不会被吸引，故B错误，D正确。
21. AC【解析】由于导体AB缓慢移动，所以导体AB内部可以认为始终处于静电平衡状态，导体内部场强始终为零，选项B错误；由于导体AB距P越来越近，所以导体A、B两端积累的感应电荷会越来越多，选项A正确；M点距小球P的距离比N点要近，带负电的小球P在M点产生的场强大于在N点产生的场强，而导体内部的合场强处处为零，那么导体上的感应电荷在M点产生的场强就大于在N点产生的场强，故选项C正确，选项D错误.
22. AC【解析】工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被涂工件之间形成了强电场，由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电，故A、C正确.
23. AC【解析】处于静电平衡状态下的导体所带的电荷分布在导体的外表面，A项正确，B项错误；C项因导线与右侧验电器的金属盒表面接触，左侧验电器相当于右侧验电器的远端，金属箔片应张开，D项中左边的验电器处于金属网罩的静电屏蔽中，左边验电器的金属箔片不会张开，C项正确，D项错误.
24. BCD【解析】A项中取电棒先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；B项中可以使C球带电，从而使A带电；C项中实际上是将验电器A和B连成了一个导体，A在外面故带电；D项是感应起电，所以B、C、D项正确。
三、计算题
25. (1)0　(2)
【解析】(1)金属杆处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零。因此，金属杆中点处的电场强度为0。
(2)点电荷q在金属杆中点处产生的电场强度E点＝k＝，方向水平向左。由于杆中点处的电场强度为零，所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，所以，感应电荷在杆中点处产生的电场强度大小E感＝E点＝。
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