人教版 (2019)必修 第三册第九章 静电场及其应用4 静电的防止与利用课时练习

2020-2021学年度人教版（2019）必修第三册

9.4静电的防止与利用同步训练5（含解析）

1．如图所示，A、B两点距离一处于静电平衡状态下的导体的两端很近。场强EA∶EB=1∶10。有一电荷仅在电场力作用下第一次通过A运动至无限远处，第二次通过B点运动至无限远处，则当该电荷经过A、B两点时的加速度之比aA∶aB；这两个过程中，电场力做功之比WA∶WB。（  ）

A．1∶10   1∶1 B．1∶10  1∶10

C．10∶1   1∶1 D．无法确定

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三点的场强的大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比 （　　）

A．Ea最大 B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea=Eb=Ec

3．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q 的点电荷，用 E 表示球壳外任一点的场强，则（　　）

A．当＋Q 在球壳中央时，E＝0

B．不论＋Q 在球壳内何处，E 一定为零

C．只有当＋Q 在球心且球壳接地时，E＝0

D．只要球壳接地，不论＋Q 在球壳内何处，E 一定为零

4．口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极分别接高压直流电源正负极，针尖附近的空气被电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，平板电极表面为等势面，熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A．针状电极上，针尖附近的电场较弱

B．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电

C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐减小

D．两电极相距越远，熔喷布捕获的带电粒子速度越大

5．如图所示，运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这样做的目的是（　　）

A．发出声音，引起路人注意

B．减缓车速，保证行车安全

C．把静电引入大地，避免因放电引起爆炸

D．与地面发生摩擦，在运输车上积累电荷

6．某同学设想了一个奇妙的静电实验。如图所示，在带电体C附近，把原来不带电的绝缘导体A、B相碰一下后分开，然后分别接触一个小电动机的两个接线柱，小电动机便开始转动。接着再把A、B移到C附近，A、B相碰一下分开，再和小电动机两接线柱接触。重复上述步骤，小电动机便能不停地转动。下列说法正确的是（　　）

A．小电动机一直转动下去，成为永动机

B．A、B相接触放在C附近时，A的电势高于B的电势

C．A、B相接触放在C附近时，A内部中心点的场强大于B内部中心点的场强

D．A、B相接触放在C附近，由于静电感应，A左端带负电B右端带正电

7．如图所示，在“中国达人秀”舞台上，16岁的卢驭龙上演了这样一幕表演:他站在电压达几万伏的电极旁边，轻松地把玩着“闪电”，却安然无恙。据了解，他身上穿着一件特别的衣服叫“高压屏蔽服”这种“高压屏蔽服”制成的材料可能是（    ）

A．玻璃 B．木屑

C．塑料片 D．金属丝

8．某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是(　　)

A．将电视机用一金属笼子罩起来

B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地

C．将高频热合机用一金属笼子罩起来

D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地

9．如图所示，在两个等量异号点电荷A、B之间放一金属导体，b、d是场中的两点，c是金属导体内部一点。开关S处于断开状态，取无限远处为电势零点。稳定后 下列说法正确的是（　　）

A．把一点电荷从b点移到d点，静电力做功可能为零

B．感应电荷在c点产生的场强为0

C．开关合上瞬间，导体一定有电子流向大地

D．闭合开关S，导线上可能无电流

10．避雷针上方有雷雨云时，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面，M、N是电场中的两个点。下列说法正确的是（　　）

A．避雷针尖端感应出了负电荷

B．M点的场强比N点的场强大

C．M点的电势比N点的电势高

D．负电荷从M点移动到N点，电场力做正功

11．如图所示为某静电除尘器的工作原理图，根据此图请判断以下说法正确的是（　　）

A．集尘盘负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电

B．离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电

C．若预过滤网破裂，不影响除尘器的除尘效果

D．该除尘器能有效去除空气中的有毒气体

12．在地毯的编织线中加入少量的导电金属丝，其主要目的是（　　）

A．减轻静电影响 B．增强美观效果 C．增加地毯弹性 D．增加抗磨损能力

13．在电力行业，有一种“超高压带电作业法”。这种作业方法是施工人员穿上由金属丝和棉纱制成的“均压服”，使人体在接近高压带电体的过程中，逐步减小人体与高压带电体间的电势差，最终使人体的电势与高压带电体的电势相等。下列说法正确的是（　　）

A．“均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内电势为零，可以保护人体

B．“均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内的电场强度为零，可以保护人体

C．当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷定向移动的速率较小，因此人体无危险

D．当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷在“均压服”上移动，因此人体无危险

14．遵义市科技馆有一个法拉第笼（FaradayCage），它是一个由金属制成的球形状笼子，其笼体与大地连通。当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端距笼体10厘米时，出现放电火花。周日15：00限时体验时，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。关于法拉第笼下列说法正确的是（　　）

A．法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上

B．同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能

C．法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零

D．法拉第笼内部任意两点间的电势差为零

15．医用口罩的熔喷布经过驻极处理，在保证常规滤材的物理碰撞阻隔作用基础上，增加了静电吸附作用，吸附可简化为如下过程：某根经过驻极处理后的滤材纤维，其两侧分别带有正负电荷，可吸附带不同电荷的污染物颗粒，某带负电的颗粒物在图中A点时的速度方向如图所示，在很短时间内被吸附到纤维附近的B点，忽略空气的作用力，则在此过程中（  ）

A．颗粒可能做匀变速运动

B．颗粒在A点时的机械能一定小于在B点时的机械能

C．颗粒在A点时的电势能一定大于在B点时的电势能

D．A点电势可能高于B点电势

16．静电现象在技术中有很多应用，图中四张图片反映的是静电技术在生活中的应用，下列说法正确的是（　　）

A．甲图为超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服

B．图乙为家用煤气灶的点火装置，它是根据尖端放电的原理而制成的

C．图丙为避雷针的示意图，只要在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒即可防止建筑物被雷击

D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷滓时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面结合得更牢固，这个过程中带电油漆雾滴的电势能减小

17．随着人们生活水平的提高，各种家用电器日益走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重.过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽.我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列可行的是（　　）

A．室内要勤拖地、勤洒些水

B．要勤洗澡、勤换衣服

C．选择柔软、光滑的化纤类衣物

D．尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具

18．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

19．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连。开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出。当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了。过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘，这是因为(　　)

A．烟尘在高压电场作用下带上了负电

B．烟尘在高压电场作用下带上了正电

C．带负电的烟尘吸附在管壁上，因此看不到有烟冒出

D．带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出

20．如图所示，A、B为两个带等量异种电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，达到静电平衡后，下列叙述正确的是（　　）

A．C棒左端电势大于C棒右端电势

B．C棒左端电势等于C棒右端电势

C．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电流

D．若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从x流向y的电流

21．如图所示，电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P，当导体P处于静电平衡状态时，感应电荷在a、b连线的中点c处（c在导体P内）产生的电场强度大小为________，方向为_____（选填“向左”或“向右”）

22．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”）。

23．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”) 。

24．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q=＋4×10－6 C。

(1)此时，金属桶内，外表面带电荷量分别为多少？

(2)如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q=－2×10－6C的带电小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？

(3)若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内外表面带电荷量分别为多少？

(4)若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内外表面带电荷量又为多少？

参考答案

1．A

【详解】

由于

所以。由于导体在静电平衡时各处电势相等，所以把电荷移到无限远处，两次电场力做的功相同，所以。所以BCD错误，A正确。

故选A。

2．A

【详解】

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。a点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在a点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在a点处产生的场强最大；而c点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最小，故A正确，BCD错误。

故选A。

3．D

【分析】

本题考查对静电屏蔽现象的理解。

【详解】

对于静电屏蔽现象，若场源电荷在导体球壳内（任意位置），仅当球壳接地时，外部无电场。故ABC错误，D正确。

4．C

【详解】

AC．导体尖端的电荷特别密集，所以电场强度比较大，远离尖端的地方电场强度逐渐减小，电场力减小，加速度也减小，故C正确，A错误；

B．空气受电场影响被电离产生带电粒子，电场线方向从正极指向负极，正电荷沿电场线方向运动被熔喷布捕获带正电，故B错误；

D．带电粒子的运动速度由动能定理得与合外力做功有关，即电场力做功，根据W=Uq可知，电场力做功只与电势差有关，和运动距离无关，故D错误。

故选C。

5．C

【详解】

汽车行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时的将这些静电倒走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故。拖地铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断地中和，不致造成放电产生火花引起油罐爆炸。故C正确，ABD错误。

故选C。

6．D

【详解】

A．上述过程在把AB分开的过程中要克服AB之间的静电力做功，这是把机械能转化为电能，然后再把电能转化为机械能，因此还要外力做功消耗机械能，小电动机不能成为永动机，A错误；

B．由于A、B相接触放在C附近，所以A和B是等势体，电势相等，B错误；

C．A、B相接触放在C附近时，AB是等势体，内部合场强始终为零，则A内部中心点的场强等于B内部中心点的场强，C错误；

D．A、B相接触放在C附近，由于静电感应，A左端带负电B右端带正电，D正确。

故选D。

7．D

【详解】

金属导体达到静电平衡时，内部场强处处为零，而高压屏蔽服采用的是静电屏蔽原理，故制作材料应是金属丝，故选D。

8．D

【详解】

AB. 将电视机用一金属笼子罩起来，电视机无法接收到信号，不符合题意，故AB错误．

CD.为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机（焊缝用）产生的电磁波，应将高频热合机（焊缝用）产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属网套具有屏蔽内电场的作用，故C错误D正确．

9．D

【详解】

A．因为bd两点是金属导体以外的两点，b点电势高于d点，则把一点电荷从b点移到d点，静电力做功一定不为零，A错误；

B．金属导体处于静电平衡状态，其内部合场强为零，即感应电荷在c点的场强与AB两电荷在c点形成的场强等大反向，则感应电荷在c点产生的场强不为0，B错误；

CD．导体的电势可能为零，则开关合上瞬间，导体和大地之间可能无电荷的移动，导线上可能无电流，C错误，D正确。

故选D。

10．C

【详解】

A．电场线从正电荷（无穷远处）出发，到负电荷（无穷远处）终止，由此可知避雷针尖端感应出了正电荷，故A错误；

B．电场线的疏密程度表示场强的大小，所以M点的场强比N点的场强小，故B错误；

C．电场线方向是从电势高的等势面指向电势低的等势面，即沿电场线方向电势逐渐降低，所以M点的电势比N点的电势高，故C正确；

D．对负电荷来说，从高电势向低电势运动，电场力做负功，故D错误。
故选 C。

11．A

【详解】

A．集尘盘带负电，粉尘带正电，异种电荷相互吸引，大量粉尘被吸附在集电盘上，A正确；

B．根据静电感应原理，离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上正电荷，B错误；

C．预过滤网能过滤掉大颗粒粉尘，若预过滤网破裂，影响除尘器的除尘效果，C错误；

D．该除尘器不能识别有毒气体，不能有效去除空气中的有毒气体，D错误。

故选A。

12．A

【详解】

在地毯的编织线中加入少量的导电金属丝，主要是为了增加地毯的导电性，及时将由于摩擦起电使地毯带的电荷导入大地，防止或减轻静电产生的危害。

故选A。

13．B

【详解】

“均压服”内有金属丝，对静电有静电屏蔽作用，最终当人体的电势与高压带电体的电势相等时，“均压服”内的电场强度为零，电荷停止移动，可以保护人体。

故选B。

14．D

【详解】

A．感应电荷在笼体外的分布是不均匀的，靠近放电杆与远离放电杆处的电荷多，中间位置处的电荷少。A错误；

B．不知道带电粒子的电性，所以不能判断同一个带电粒子在法拉第笼外的电势能与在法拉第笼内部的电势能的大小关系。B错误；

C．达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，即感应电荷的附加电场与引起电磁感应的电荷的电场的合场强为0，所以感应电荷在笼内产生的电场强度不能为零。C错误；

D．达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，所以法拉第笼内部任意两点间的电势差为零。D正确

故选D。

15．BC

【详解】

A．根据图像可知，颗粒受力方向与速度方向不再一条直线上，做曲线运动，由于电荷间的距离发生变化，故受力发生变化，加速度发生变化，不可能做匀变速运动，故A错误；

BC．颗粒被吸附到B点，故颗粒带负电，从A点到B点过程中，电场力做正功，电势能减小，机械能增大，故BC正确；

D．电场线从正电荷出发，根据沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，故D错误。

故选：BC。

16．BD

【详解】

A．由静电屏蔽原理可知，金属壳或金属网内的场强处处为零，因此超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，必须穿上掺入金属丝制成的衣服，故A错误；

B．家用煤气灶的点火装置，它是根据尖端放电的原理而制成的，故B正确；

C．避雷针通过接地引线与接地装置连接，有雷电时通过就尖端放电避免累计，只在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒而不接地，不能防止建筑物被雷击，故C错误；

D．静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面结合得更牢固，这个过程中电场力对带电油漆雾滴做正功，其电势能减小，故D正确。

故选BD。

17．ABD

【详解】

A．室内勤拖地、勤洒些水，可以把室内的静电导入到地下而防止静电，故A正确；

B．要勤洗澡、勤换衣服，可以把人体因为摩擦产生的静电导入到地下而防止静电，故B正确；

C．柔软、光滑的化纤类衣物摩擦时容易产生静电，而且静电不容易导走，故C错误；

D．化纤地毯和塑料容易在摩擦中产生静电，而且静电不容易导走，所以尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具，故D正确。

故ABD。

18．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。

19．AC

【详解】

A B．蚊香的烟中含有一定的碳颗粒，当玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压后，玻璃管中的导线和管外线圈间的空气被电离，碳颗粒吸附一定的电子带上负电荷，所以A正确，B错误；

C D．碳颗粒吸附电子带上负电荷以后，碳颗粒将向正极移动，被吸附到了管壁上，因此看不到有烟冒出，C正确，D错误。

故选AC。

20．BD

【详解】

AB．达到静电平衡的导体是等势体，可知C棒左端电势等于C棒右端电势，选项A错误，B正确；

CD．因导体C距离正电荷A较近，可知C的电势高于D，若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从x流向y的电流，选项C错误，D正确。

故选BD。

21．    向左   

【详解】

[1]由点电荷的电场强度公式

得+Q和-Q的两个点电荷在c点产生的电场强度

同理

再由矢量合成得

根据静电感应原理可知c点的合场强为零，即感应电荷和两个点电荷在c点产生的场强等大反向，可知感应电荷在c点的场强为

[2]方向向左。

22．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。

23．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

EPA<EPC

24．(1) 0，＋4×10－6C；(2) q内=q外=＋2×10－6C ；(3) q内=0，q外=＋2×10－6C； (4) q内=0，q外=＋2×10－6C

【详解】

(1)由于带电金属的电荷只分布在金属的外表面上，所以开始时金属桶内表面不带电，外表面带的电荷量为+4×10－6C；

(2)如果用丝线在桶内县挂一带的电荷量q=－2×10-6C小球，根据电容器的特点可知，金属桶的内表面将带上与小球相等的正电荷，即内表面的带电量是+2×10－6C，所以外表面的带电量为；

(3)若桶内金属小球与内表面接触一下则正负电荷首先要中和，此时金属桶的内表面的电荷将变成0，而外表面的带电量仍然为：；

(4)若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，人与金属桶组成新的导体，所以金属桶的外表面的电荷将被中和．然后再将小球从桶中取出，则金属桶内表面的电荷将再次变成0，内表面的电荷全部转移到外表面，所以外表面电荷量又为+2×10－6C