高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用习题，共23页。

TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 静电平衡中的电场强度问题】
\l "_Tc25206" 【题型2 尖端放电问题】
\l "_Tc9103" 【题型3 静电屏蔽问题】
\l "_Tc6522" 【题型4 静电吸附问题】
\l "_Tc10925" 【题型5 联系实际】
\l "_Tc2094" 【题型6 静电平衡中净余电荷的分布】
\l "_Tc22177" 【题型7 静电危害的防止问题】
【题型1 静电平衡中的电场强度问题】
【例1】长为l的导体棒原来不带电并水平放置，现将一带电量为q的正点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒内中点处的场强为零，则棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于______，方向为水平向______。
【变式1-1】如图所示，在真空中把一绝缘导体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，下列说法中正确的是（ ）
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内部场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强
D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
【变式1-2】如图所示，一金属球A放在距一带电量为-4.5×10-10C的点电荷0.3m处，求金属球达到静电平衡后，感应电荷在A球球心处产生的场强的大小是______，方向是______。
【变式1-3】如图所示，导体棒原来不带电，将电荷量为Q的正点电荷放在棒左侧O处，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内A点处产生的场强为E1。下列说法正确的是（ ）
A．E1的大小与电荷量Q成正比
B．E1的方向沿OA连线向右
C．在导体棒内部，离O点越远场强越小
D．在O点放置电荷量为2Q的点电荷，A点的场强为2E1
【题型2 尖端放电问题】
【例2】（多选）如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针（其顶端是尖的），在顶针上装上金属风针，若给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列说法中正确的是（ ）
A．风针尖端附近的电场线分布较密
B．风针附近的空气在强电场下发生电离
C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动
D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出
【变式2-1】避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？
【变式2-2】2008年6月24日强雷电袭击杭州，威力之猛近期少有．雷暴天气和雷击事件，引起了杭州市委、市政府的高度重视，要求有关部门加大防雷避雷知识的宣传，提高广大人民群众的防范意识，做好防雷工作，保障人民群众安全．假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是( )
①在大树下避雷雨
②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨
③不要快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔
④在空旷地带，最好关掉手机电源
A．①③B．②③C．①④D．③④
【变式2-3】如图是网络上售卖的一款避雷针原理演示器，上下金属板绝缘固定，尖端电极和球形电极与下金属板连接，给上下金属板接感应圈并逐渐升高电压，当电压升高到一定数值时，可看到放电现象．则 （ ）
A．尖端电极容易放电B．球形电极容易放电
C．两种电极一样容易放电D．无法确定
【题型3 静电屏蔽问题】
【例3】如图所示的高压输电线路，在铁塔的顶端还有两条导线（图中箭头所指），它们与大地相连，这两条导线的主要功能是（ ）
A．输送电能B．各变电站之间通讯
C．连接各铁塔，使铁塔更稳固D．预防雷电击中下方的输电线
【变式3-1】下列说法正确的是（ ）
A．在自助加油站给汽车加油时，可以接打移动电话
B．家用电器或电线发生火灾时，应先断开电源再灭火
C．如果有人触电倒地，应该抱住他的腰部拖到安全的地方
D．超高压带电作业的工人所穿衣物的织物中掺入了金属丝，目的是导走因摩擦产生的静电
【变式3-2】以下关于静电现象说法错误的是（ ）
A．用丝绸摩擦玻璃棒后丝绸将得到电子带上负电
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属
D．考场外头走廊上安装的考场无线信号屏蔽器是利用了静电屏蔽原理
【变式3-3】（多选）如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ）
A．箔片张开
B．箔片不张开
C．金属球带电电荷足够大时才会张开
D．金属网罩内部电场强度为零
【题型4 静电吸附问题】
【例4】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．
请思考一下：这是什么原因？
【变式4-1】如图四种仪器中，对电现象的利用，其原理不同于其它三种的是（ ）
A．静电除尘器B．静电复印机
C．电蚊拍D．静电植绒仪
【变式4-2】以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是（ ）
A．空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离
B．带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动
C．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线
D．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大
【变式4-3】静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点,其装置示意图如图所示,A、B为两块水平放置的平行金属板,间距d=1.0 m,两板间有方向竖直向上、电场强度大小E=1.0×103 N/C的匀强电场,在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=1.0 m/s、质量均为m=5.0×10-14 kg、电荷量均为q=2.0×10-15 C的带负电的油漆微粒,不计微粒所受空气阻力及微粒间的相互作用,油漆微粒最后都落在金属板B上,重力加速度g=10 m/s2。下列说法中错误的是( )。
A.沿水平方向喷出的微粒运动到B板所需时间为0.2 s
B.沿不同方向喷出的微粒,从喷出至到达B板,电场力做功为2.0×10-12 J
C.若其他条件均不变,d增大为原来的2倍,喷涂面积增大为原来的2倍
D.若其他条件均不变,E增大为原来的2倍,喷涂面积减小为原来的12
【题型5 联系实际】
【例5】（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
【变式5-1】（多选）有关静电的以下说法中正确的是（ ）
A．电工在带电维修高压电线时，穿金属衣比穿绝缘衣安全
B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C．高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能
D．油罐车尾装一条拖地铁链，有利于消除静电
【变式5-2】请用学过的电学知识判断下列说法正确的是
A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C. 小鸟停在单条高压输电线上会被电死
D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
【变式5-3】（多选）如图为静电除尘器除尘机原理示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是( )
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受电场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电场力越大
【题型6 静电平衡中净余电荷的分布】
【例6】如图所示的A、B、C、D四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是______组和______组（A、B两组实验中小球的手柄均为绝缘手柄，D组实验中虚线框表示金属网罩）。
A． B． C． D．
【变式6-1】如图所示，在带电+Q的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将+Q移走，再把A、B分开，则A_____电，B_____电；若先将A、B分开，再移走+Q，则A_____电，B_____电。
【变式6-2】如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用
导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，
然后移走C球，则A、B带电情况是（ ）
A
B
+
C
A．A球带正电，B球带负电
B．A球带正电，B球不带电
C．A球不带电，B球带负电
D．以上说法都不正确
【变式6-3】如图所示，A带正电，若原来不带电的条形金属 C 端接地，问B、C端各带什么电荷？若此时断开 C与地的连线，B、C端带什么电荷？整个导体净余什么电荷？
若B端接地，整个导体净余什么电荷？
【题型7 静电危害是防止问题】
【例7】（多选）在下列各种措施中，目的是防止静电作用的是（ ）
A．电视机后盖上开有许多小孔B．在高大的建筑物顶端装上避雷针
C．静电喷涂D．油罐车后拖一根铁链
【变式7-1】为了防止静电危害．下列措施不正确的是（ ）
A．油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C．在地毯中夹杂不锈钢纤维
D．尽可能保持印染厂空气干燥
【变式7-2】（多选）在下列措施中，能将产生的静电导走的是（ ）
A.飞机轮子上撘底线
B.印染车间保持湿度
C.汽车露在外面的小天线
D.电工钳柄上装有绝缘手套
【变式7-3】生活、科技上处处存在静电现象,有些是静电的应用,有些是要防止静电;下列关于静电防止与应用的说法正确的是( )
A.印刷厂应保持空气干燥,避免静电积累带来的潜在危害
B.静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关
C.在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维,是防止静电危害
D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类似避雷针,是防止静电危害
专题1.4 静电的防止与利用
【人教版】
TOC \ "1-3" \t "正文,1" \h
\l "_Tc1161" 【题型1 静电平衡中的电场强度问题】
\l "_Tc25206" 【题型2 尖端放电问题】
\l "_Tc9103" 【题型3 静电屏蔽问题】
\l "_Tc6522" 【题型4 静电吸附问题】
\l "_Tc10925" 【题型5 联系实际】
\l "_Tc2094" 【题型6 静电平衡中净余电荷的分布】
\l "_Tc22177" 【题型7 静电危害的防止问题】
【题型1 静电平衡中的电场强度问题】
【例1】长为l的导体棒原来不带电并水平放置，现将一带电量为q的正点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到静电平衡后棒内中点处的场强为零，则棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于______，方向为水平向______。
答案： 左
解析：由静电感应现象可知，电量为q的正点电荷放在距棒左端R处，棒的左端感应出负电荷，右端感应出正电荷。由点电荷产生电场强度公式，可得+q在棒上中点P处产生场强大小
方向为水平向右；
由静电平衡原理可知，当达到静电平衡后棒内中点P处的合电场强度是零，棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小与带电量为+q的正点电荷在棒的中点P处产生的场强大小相等，方向相反， 棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小
方向为水平向左。
【变式1-1】如图所示，在真空中把一绝缘导体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，下列说法中正确的是（ ）
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内部场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强
D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
答案：A
解析：A、离的越近，导体上的电子与负电荷排斥力越大，越会向左排斥，故N端带负电荷越多，M端带的正电荷也越多，故A正确；
B、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，故B错误；
C、D、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线，由于带电小球在M点产生的场强大，故感应电荷在M点产生的场强也大，故CD错误；
故选A
【变式1-2】如图所示，一金属球A放在距一带电量为-4.5×10-10C的点电荷0.3m处，求金属球达到静电平衡后，感应电荷在A球球心处产生的场强的大小是______，方向是______。
答案： 45N/C 方向向右
解析：点电荷q在A球球心处产生的场强的大小为
方向向左。根据静电平衡导体的特点可知，感应电荷在A球球心处产生的场强的大小是45N/C，方向是向右。
【变式1-3】如图所示，导体棒原来不带电，将电荷量为Q的正点电荷放在棒左侧O处，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内A点处产生的场强为E1。下列说法正确的是（ ）
A．E1的大小与电荷量Q成正比
B．E1的方向沿OA连线向右
C．在导体棒内部，离O点越远场强越小
D．在O点放置电荷量为2Q的点电荷，A点的场强为2E1
答案：A
解析：AB．导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内A点处产生的场强大小与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则有
正点电荷在A点产生的场强方向向右，则E1的方向沿OA连线向左，故A正确，B错误；
C．导体棒达到静电平衡后，棒内场强处处为0，故C错误；
D．在O点放置电荷量为2Q的点电荷，导体棒达到静电平衡后，棒内场强处处为0，故D错误。
故选A。
【题型2 尖端放电问题】
【例2】（多选）如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针（其顶端是尖的），在顶针上装上金属风针，若给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列说法中正确的是（ ）
A．风针尖端附近的电场线分布较密
B．风针附近的空气在强电场下发生电离
C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动
D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出
【答案】ABC
【解析】
A．在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度越大，附近的电场越强，所以风针尖端附近的电场线分布较密，故A正确；
B．风针附近的空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离，即发生电离，故B正确；
C．因为风针接负高压极，所以空气中的阳离子会向风针的尖端运动，故C正确；
D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端不会有正电荷射出，因为正电荷固定在金属原子核内，故D错误。
故选ABC。
【变式2-1】避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？
【解析】当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷．通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，使建筑物避免雷击．
【变式2-2】2008年6月24日强雷电袭击杭州，威力之猛近期少有．雷暴天气和雷击事件，引起了杭州市委、市政府的高度重视，要求有关部门加大防雷避雷知识的宣传，提高广大人民群众的防范意识，做好防雷工作，保障人民群众安全．假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是( )
①在大树下避雷雨
②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨
③不要快速开摩托、快骑自行车和在雨中狂奔
④在空旷地带，最好关掉手机电源
A．①③B．②③C．①④D．③④
答案：D
解析：大树、山顶、山脊的凉亭、楼顶等地方是表面具有突出尖端的导体，可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电，故不能避雷雨；在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象．所以选D
【变式2-3】如图是网络上售卖的一款避雷针原理演示器，上下金属板绝缘固定，尖端电极和球形电极与下金属板连接，给上下金属板接感应圈并逐渐升高电压，当电压升高到一定数值时，可看到放电现象．则 （ ）
A．尖端电极容易放电B．球形电极容易放电
C．两种电极一样容易放电D．无法确定
答案：A
解析：试题分析：由图示可知，一个为尖头、一个为圆头．当上下金属板接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故可以观察到尖的金属柱容易放电，这种放电现象叫做尖端放电．所以选项A正确，BCD错误．
【题型3 静电屏蔽问题】
【例3】如图所示的高压输电线路，在铁塔的顶端还有两条导线（图中箭头所指），它们与大地相连，这两条导线的主要功能是（ ）
A．输送电能B．各变电站之间通讯
C．连接各铁塔，使铁塔更稳固D．预防雷电击中下方的输电线
答案：D
解析：实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用。两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击。
故选D。
【变式3-1】下列说法正确的是（ ）
A．在自助加油站给汽车加油时，可以接打移动电话
B．家用电器或电线发生火灾时，应先断开电源再灭火
C．如果有人触电倒地，应该抱住他的腰部拖到安全的地方
D．超高压带电作业的工人所穿衣物的织物中掺入了金属丝，目的是导走因摩擦产生的静电
答案：B
解析：A．在自助加油站给汽车加油时，不可以接打移动电话，会有爆炸的风险，故A错误；
B．家用电器或电线发生火灾时，应先断开电源再灭火，故B正确；
C．如果有人触电倒地，抱住他的腰部有触电的风险，应立即切断电源或者用绝缘体挑开电线，故C错误；
D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。故D错误。
故选B。
【变式3-2】以下关于静电现象说法错误的是（ ）
A．用丝绸摩擦玻璃棒后丝绸将得到电子带上负电
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属
D．考场外头走廊上安装的考场无线信号屏蔽器是利用了静电屏蔽原理
答案：D
解析：用丝绸摩擦玻璃棒后丝绸将得到电子带上负电，选项A正确；制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，因金属能把静电导入大地，选项B正确；人体通常会带静电，接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属，否则人体静电会损坏电路元件．故C正确；无线信号屏蔽器是在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接．手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象，不是静电屏蔽的应用，故D错误；此题选择错误的选项，故选D．
【变式3-3】（多选）如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ）
A．箔片张开
B．箔片不张开
C．金属球带电电荷足够大时才会张开
D．金属网罩内部电场强度为零
答案：BD
解析：静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开．金属网罩内部电场强度为零；故BD正确、AC错误．故选BD．
点睛：静电屏蔽在我们生活中有许多应用．例如，遇到雷雨天，行进中的汽车要关闭所有车窗，就算车体遭到雷击，车内人员通常也不会受伤．电视闭路线芯外通常包有一层金属网和锡纸等等．
【题型4 静电吸附问题】
【例4】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．
请思考一下：这是什么原因？
答案：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，形成强电场．烟尘颗粒都是带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上．
解析：静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法．在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极。
【变式4-1】如图四种仪器中，对电现象的利用，其原理不同于其它三种的是（ ）
A．静电除尘器B．静电复印机
C．电蚊拍D．静电植绒仪
答案：C
解析：静电除尘器、静电复印机和静电植绒仪都是利用静电原理工作的；而电蚊拍一般使用2.4V镍氢电池，工作时电网瞬间产生1850V直流高压电（电流小于10mA，对人畜无害），能将蚊虫吸入电网电毙，所以电蚊拍的原理不同于其它三种。
故选C。
【变式4-2】以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有关这一物理情境下列说法正确的是（ ）
A．空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离
B．带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动
C．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线
D．带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大
答案：A
解析：A．在距离金属丝B越近的地方，电场越强，空气分子越容易被电离。A正确；
BCD．带上负电的煤粉在向A运动的过程中，主要受到变化的电场力及重力的作用，合力的大小、方向均在变化，所以煤粉做的是变加速运动，轨迹不是抛物线，电场力做正功，电势能减少。BCD错误。
故选A。
【变式4-3】静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点,其装置示意图如图所示,A、B为两块水平放置的平行金属板,间距d=1.0 m,两板间有方向竖直向上、电场强度大小E=1.0×103 N/C的匀强电场,在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=1.0 m/s、质量均为m=5.0×10-14 kg、电荷量均为q=2.0×10-15 C的带负电的油漆微粒,不计微粒所受空气阻力及微粒间的相互作用,油漆微粒最后都落在金属板B上,重力加速度g=10 m/s2。下列说法中错误的是( )。
A.沿水平方向喷出的微粒运动到B板所需时间为0.2 s
B.沿不同方向喷出的微粒,从喷出至到达B板,电场力做功为2.0×10-12 J
C.若其他条件均不变,d增大为原来的2倍,喷涂面积增大为原来的2倍
D.若其他条件均不变,E增大为原来的2倍,喷涂面积减小为原来的12
【解析】沿水平方向喷出的微粒做类平抛运动,在竖直方向上,加速度a=qE+mgm=50 m/s2,根据d=12at2得t=0.2 s,故A项正确。沿不同方向喷出的微粒,从喷出至到达B板,电场力做功W=qEd=2.0×10-12 J,故B项正确。若其他条件均不变,d增大为原来的2倍,根据d=12at2得,t变为原来的2倍,则喷涂面积的半径变为原来的2倍,面积变为原来的2倍,故C项正确。若其他条件均不变,E增大为原来的2倍,则加速度a'=90 m/s2,加速度变为原来的95,时间t变为原来的53,喷涂面积的半径变为原来的53,面积减小为原来的59,故D项错误。
【答案】D
【题型5 联系实际】
【例5】（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：AC
解析：AB．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；
CD．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。
故选AC。
【变式5-1】（多选）有关静电的以下说法中正确的是（ ）
A．电工在带电维修高压电线时，穿金属衣比穿绝缘衣安全
B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地
C．高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能
D．油罐车尾装一条拖地铁链，有利于消除静电
答案：ACD
解析：A．电工在带电维修高压电线时，穿金属衣能起到静电屏蔽的作用，故比穿绝缘衣安全，选项A正确；
B．避雷针避雷是利用尖端放电现象，选项B错误；
C．高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能，选项C正确；
D ．油罐车尾装一条拖地铁链，可以将油罐与油摩擦产生的静电导入大地，有利于消除静电，选项D正确；
故选ACD。
【变式5-2】请用学过的电学知识判断下列说法正确的是
A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C. 小鸟停在单条高压输电线上会被电死
D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
答案：B
【变式5-3】（多选）如图为静电除尘器除尘机原理示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是( )
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受电场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电场力越大
解析：选BD 由题图所示可知，集尘极电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，故到达集尘极的尘埃带负电荷，故A错误，B正确。电场方向向左，带电尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，故C错误。由F＝Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确。
【题型6 静电平衡中净余电荷的分布】
【例6】如图所示的A、B、C、D四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是______组和______组（A、B两组实验中小球的手柄均为绝缘手柄，D组实验中虚线框表示金属网罩）。
A． B． C． D．
答案： A C
解析：AB．处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故A能使验电器带电，B不能使验电器带电；
C．将验电器与带电物体用导线连接，二者组成新的导体，导致电荷在新的导体表面重新分布，所以可以使验电器带电，故C能使验电器带电；
D．由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金属箔是闭合的，D不能使验电器带电。
【变式6-1】如图所示，在带电+Q的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将+Q移走，再把A、B分开，则A_____电，B_____电；若先将A、B分开，再移走+Q，则A_____电，B_____电。
答案： 不带 不带 带负 带正
解析：若先移走带正电的导体棒，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电。
先把导体A和B分开，再移走带正电的导体棒，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电。
【变式6-2】如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用
导线连接，现用一带正电的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去导线，
然后移走C球，则A、B带电情况是（ ）
A
B
+
C
A．A球带正电，B球带负电
B．A球带正电，B球不带电
C．A球不带电，B球带负电
D．以上说法都不正确
答案：C
【变式6-3】如图所示，A带正电，若原来不带电的条形金属 C 端接地，问B、C端各带什么电荷？B端带负电，C端不带电。若此时断开 C与地的连线，B、C端带什么电荷？B端带负电，C端不带电。整个导体净余什么电荷？负电荷
若B端接地，整个导体净余什么电荷？负电荷
【题型7 静电危害是防止问题】
【例7】（多选）在下列各种措施中，目的是防止静电作用的是（ ）
A．电视机后盖上开有许多小孔B．在高大的建筑物顶端装上避雷针
C．静电喷涂D．油罐车后拖一根铁链
【答案】BD
【解析】电视机后盖上开有许多小孔时为把各电器元件产生的热量及时散掉，A错误；高大的建筑物顶端装上避雷针和油罐车后拖一根铁链是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，BD正确；静电喷涂属于静电应用，不是防止静电，C错误；
故选BD。
【变式7-1】为了防止静电危害．下列措施不正确的是（ ）
A．油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C．在地毯中夹杂不锈钢纤维
D．尽可能保持印染厂空气干燥
答案：D
解析：空气干燥就容易产生静电, 不能导走静电了, 静电累积太多就会产生危害
空气潮湿才能及时导走静电，D错误．
【变式7-2】（多选）在下列措施中，能将产生的静电导走的是（ ）
A.飞机轮子上撘底线
B.印染车间保持湿度
C.汽车露在外面的小天线
D.电工钳柄上装有绝缘手套
答案：AB
【变式7-3】生活、科技上处处存在静电现象,有些是静电的应用,有些是要防止静电;下列关于静电防止与应用的说法正确的是( )
A.印刷厂应保持空气干燥,避免静电积累带来的潜在危害
B.静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关
C.在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维,是防止静电危害
D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类似避雷针,是防止静电危害
【解析】选C。印刷车间中,纸张间摩擦产生大量静电,所以印刷车间中保持适当的湿度,及时把静电导走,避免静电造成的危害,故A错误;静电复印机是利用静电工作的,与静电有关,故B错误;地毯中不锈钢丝导电纤维的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上,以免发生静电危害,属于防止静电危害,故C正确;小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线,接收无线电信号,不属于防止静电危害,故D错误。