9.4 静电的防止与利用 同步习题 （Word版含答案）

第9章 静电场及其应用
4　静电的防止与利用
课时练
一、单选题
1．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．感应电荷在B内的场强为零
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
2．口罩是人们抗击新冠病毒的一种有效防护物品。普通一次性口罩一般有三层，对病毒起阻隔作用的主要是中间层，该层为熔喷无纺布，其经过高压静电处理后能在较长时间内带有静电，堪称口罩的“心脏”。下列说法正确的是（　　）
A．熔喷无纺布的导电性强
B．熔喷无纺布经静电处理后其纤维更加紧密
C．熔喷无纺布能吸附带有病毒的粉尘
D．潮湿的环境会增强口罩对病毒的隔离性能
3．如图是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、B是同一等势面上的两点，C是另一等势面上的一点。下列说法不正确的是（　　）
A．带电导体内部的场强处处为零
B．A、B两点的电势均高于C点的电势
C．若给带电导体所在空间外加一个电场，则带电导体依然是等势体，且电势一定为零
D．正电荷从A点沿虚线移到C点的过程中电场力做正功，电势能减小
4．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，下列实验方法中不能使验电器箔片张开的是（　　）
A．用取电棒（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跟取电棒的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触
D．使验电器A靠近B
5．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，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，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示（俯视图）。将锯条与起电机的负极相连，金属片与起电机的正极相连。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。关于此实验下列说法正确的是（　　）
A．烟尘在向某极运动过程中一定做匀加速运动
B．烟尘被吸附的过程中电势能增加
C．起电机工作后烟尘会带上负电向金属片运动，最终被金属片吸附
D．起电机工作后烟尘会带上正电向锯条运动，最终被锯条吸附
6．静电除尘装置如图所示，它由金属管A和管中金属丝B组成，A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是（　　）
A．煤粉等烟尘在靠近B时被电离成正、负离子
B．因为金属外壳接地，所以B的电势比A的电势高
C．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
D．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上，最后由于重力的作用掉落在装置底部
7．下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况下，放在绝缘板上的小纸屑（图中S）会被吸引 （ ）
A． B．
C． D．
8．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EM≠0,EN=0
B．若使B带电,则EM≠0,EN≠0
C．若使A，B两球分别带上等量异种电荷,则EM≠0,EN=0
D．若使A球带电,B球接地,则EM=0,EN=0
二、填空题
9．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、电场强度大小为E的匀强电场时，验电器的箔片___________（选填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称为___________false此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的电场强度大小为___________，方向与所加的电场方向___________（选填“相同”或“相反”）。
10．将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则：
（1）a点的电场强度比b点的______（填“大”“小”）；
（2）a点的电势比b点的______（填“高”“低”）；
（3）检验电荷－q在a点的电势能比在b点的______（填“大”“小”）。
11．如图，在无穷大均匀带正电金属板和负点电荷形成的电场中，金属板接地，金属导体置于负点电荷和金属板之间且在过负点电荷垂直于金属板的直线上，A、B、C是垂线上的三个点且B、C在金属导体表面，B、C两点的电场强度ＥＢ__ＥＣ，(填“大于”“等于”或“小于”)B、C两点的电势ФＢ____ФＣ(填“大于”“等于”或“小于”)，负电荷在A点的电势能与在C点的电势能EPA____EPC(填“大于”“等于”或“小于”) 。
12．将一个枕形金属导体AB放一绝缘底座上，现将一带正电的物体C靠近AB的左端，如图所示。则在枕形导体的A端将感应出_______电荷（选填“正”或“负”），导体内部O点的电场强度为_______。
参考答案
1．D
【详解】
A．金属罩处于静电平衡状态，在金属罩内任意位置激发的合电场为零，感应电荷在B内的场强不为零，故A错误；
B．由于金属罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属罩表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”的结论，B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面负电荷，故B错误；
C．由于金属罩的静电屏蔽作用，B的内部电场强度处处为零，故验电器的金箔不张开，故C错误；
D．金属罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】
A．口罩中间层的熔喷无纺布材料一般是聚丙烯，可以通过电晕放电使其带静电，其导电性差，选项A错误；
BC．熔喷无纺布带有静电，静电的排斥作用使其纤维扩散成网状孔洞，由于静电吸附作用，能将带电颗粒与病毒吸附，选项B错误，C正确；
D．在潮湿的环境下，口罩中间层熔喷无纺布上的静电容易失去，从而使口罩对病毒的隔离性能减弱，选项D错误；
故选C。
3．C
【详解】
A．处于静电平衡的导体，内部没有电场线，它的内部的电场强度一定是0，故A正确；
B．沿电场线方向电势降低，A、B两点的电势均高于C点的电势，故B正确；
C．若给带电导体所在空间外加一个电场，则带电导体依然是等势体，但电势不一定为零，故C错误；
D．正电荷从A点沿虚线移到C点的过程中电场力与位移夹角小于90°，做正功，电势能减小，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
4．A
【详解】
A．手持一个带绝缘柄的金属小球C，把C接触B的内壁，由于净电荷只分布在外表面上，所以不能使小球C带上电荷，所以，再移出C与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电。故A符合题意；
B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触，由于净电荷只分布在外表面上，所以能使小球C带上电荷，C与A接触时A能带电，使金属箔张开。故B不符合题意；
C．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触后三者组成新的等势体，电荷将传递到A，使金属箔张开。故C不符合题意；；
D．使验电器A靠近B，A将由于静电感应，金属球处带上负电荷，而金属箔处带上正电荷，使金属箔张开，故D不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】
A．烟尘在向某极运动过程中，越接近两极则场强越大，电场力越大，加速度越大，则烟尘不是做匀加速运动，选项A错误；
B．烟尘被吸附过程中电场力对它做正功，电势能减小，故B错误。
CD．当静电除尘装置接通起电机的静电高压时，存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，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，带电尘粒在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，故C正确，D错误；
故选C。
6．D
【详解】
A．靠近B的空气被电离成正负离子，煤粉等烟尘吸附电子后带负电。A错误；
B．A接高压电源的正极，B接高压电源的负极，所以B的电势比A的电势低。B错误；
C．因为A接高压电源的正极，煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上。C错误；
D．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在A上，最后由于重力的作用掉落在装置底部。D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电荷，两端出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零．因此绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故A错误；
B．当负电荷放在金属壳内时，使金属壳内部带正电荷，外部带负电荷，导致出现感应电场．从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）会被吸引，故B正确；
C．当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，由于下端接地，则不带电，两端仍出现电压，导致感应电场与外电场相互叠加，出现合电场强度为零．从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故C错误；
D．当负电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故D错误；
8．C
【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，那么EM≠0，EN≠0；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E内=0，即EM＝0，EN≠0，B错误；
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EM≠0，EN=0，故C正确；
D．如使A球带电，B球接地，是接地屏蔽，EM≠0，EN=0，D错误。
9．不张开 静电屏蔽 E 相反
【详解】
[1]金属网罩起到静电屏蔽的作用，所以箔片不张开。
[2][3][4]因为在金属内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而金属上电荷重新分布，就是所谓“静电屏蔽”的原理
10．大 高 小
【详解】
(1)[1] 电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大。
(2)[2] a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高。
(3)[3] 电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小。
11．小于 等于 小于
【详解】
[1]由电场线分布可知，C点电场线较B点密集，可知EB小于EC；
[2]金属导体处于静电平衡状态后，整个导体是一个等势体，故B、C两点的电势相等
ФＢ=ФＣ
[3]沿电场线方向电势逐渐降低可知
φA>φB=φC
由于负电荷在电势越高的地方电势能越小，故负电荷在A点的电势能小于在C点的电势能
EPA12．负 0
【详解】
[1] 物体C靠近AB的左端，由于静电感应，A端带负电，B端失去电子带等量的正电。
[2] 枕形金属导体AB处于静电平衡状态，内部的电场强度为零。