人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用课后作业题

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02
思维导图
1、静电平衡状态下导体的特点
电场强度特点：导体内E处处为0，导体表面处E 必然垂直于该处的表面；
净余电荷分布特点：分布于导体的外表面，尖处密。
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡状态
2、静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？
03
知识梳理
课前研读课本，梳理基础知识：
一、静电平衡
1.静电平衡状态
导体上处处无电荷定向移动的状态。
2.处于静电平衡状态的导体内部场强处处 。
3.处于静电平衡状态的导体表面上任一点场强方向与该点表面 。
二、尖端放电
1．处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体 。
2．尖端放电
3．惯性
三、静电屏蔽
1.工具
2.实质
3.应用
电学仪器和电子设备外面套有 罩
通信电缆版面包一层铅皮
高压带电作业人员穿 网衣
通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号
四、静电吸附
1.静电除尘
2.静电喷漆
3.静电复印
04
题型精讲
【题型一】静电平衡中的电场强度的计算及静电屏蔽问题
【典型例题1】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______。
【典型例题2】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
【对点训练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______。
【对点训练2】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
【题型二】静电吸附
【典型例题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
【典型例题4】（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
【对点训练3】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
【对点训练4】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
【题型三】尖端放电
【典型例题5】（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
【典型例题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．
【对点训练5】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
【对点训练6】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
【基础强化】
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
2.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
3.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？
4.2008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
5.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
6.（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
【素养提升】
7.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
8．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？
9.（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
10．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
11．（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
12.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
13.（多选）具有一定厚度的空心球壳的球心位置放置一正电荷，图中画出了其空间电场的电场线分布情况，符合实际情况的是（ ）
14.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
【能力培优】
15.如图所示，AB是足够大的上表面光滑且绝缘的金属板，在板的上方有一带正的点电荷Q，一个带正电的小球从板的某一点以初速度沿斜面向上运动，小球能上升的最大高度为（ ）
A．大于B．小于C．等于D．无法确定
16．在一次科学晚会上。一位老师表演了一个“魔术”：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。把它们分别跟静电起电机的两极相连，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。关于以上实验说法正确的是（ ）
A．室内的空气湿度越大．实验效果越好
B．若锯条接电源负极．金属片接正极．则这些烟尘附着在金属片上面
C．起电机摇动前．需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
D．起电机摇动时．塑料瓶内易拉罐（金属）片边电场强度最大课程标准
物理素养
3.1.4 了解生产生活中关于静电的利用与防护。
物理观念：知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0.了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的防止的原理。知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等技术中的应用。
科学思维：理解静电平衡状态的形成过程。
科学探究：探究静电屏蔽现象。
科学态度与责任：关注生活、生产中的静电现象，体会物理学与生产和生活的紧密联系。