9.4 静电的防止与利用（分层作业）-【上好课】高二物理同步备课系列（人教版2019必修第三册）

第4节 静电的防止与利用 1、 静电平衡 1．（2022·全国·高二单元测试）对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是（　　） A．导体内部的场强处处为零 B．导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的外表面 C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零 D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动 【答案】D 【详解】A．导体处于静电平衡时，导体内部的场强处处为零，选项A正确； B．导体处于静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的外表面，选项B正确； C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，两者等大反向，合场强大小为零，选项C正确； D．静电平衡是指内部场强处处为零，内部没有多余的“净”电荷，但导体内的自由电子仍在无规则运动，故D错误；此题选择不正确的选项，故选D。 2．（2022·河北保定·高一期末）（多选）如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度，下列说法正确的是（       ） A．大小为 B．大小为 C．方向水平向左 D．方向水平向右 【答案】AC 【详解】静电平衡状态下，对于导体内部合场强为零，故感应电场的电场强度与原电场的电场强度等大反向，故AC正确，BD错误。故选AC。 3．（2022·江苏南通·高一期末）如图所示，将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体，若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量大小分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为QA′和QB′。对于上述实验，电荷量关系正确的是（　　） A．QA<QB，QA=QA′ B．QA=QB，QA>QA′ C．QA′<QB′，QB=QB′ D．QA′=QB′，QB<QB′ 【答案】D 【详解】当导体处于静电平衡状态时，不管是沿虚线1将导体分开还是沿虚线2将导体分开，两部分所带异种电荷量的大小均相等，即QA=QB，QA′=QB′ 若沿虚线1将导体分成A、B两部分，由于虚线1距正电荷Q较远，A部分感应出的正电荷较少，即B部分感应出的负电荷较少，有QA<QA′，QB<QB′，故选D。 4．（2022·浙江台州·高二期末）如图所示为某带电导体四周的电场线分布，M、N是电场中两点，则（　　） A．导体左侧带正电，右侧带负电 B．导体左侧的电荷分布密度大于右侧 C．M点的电场强度大于N点的电场强度 D．导体内部的P点场强为零 【答案】D 【详解】A．由电场线分布可知，导体左右两侧均带正电，故A错误； B．右侧电场线分布较密集，可知导体电荷分布密度左侧小于右侧，故B错误； C．因N点电场线较M点密集，则N点的电场强度大于M点的电场强度，故C错误； D．导体处于静电平衡状态，所以内部场强为零，故D正确。故选D。 5．（2022·贵州·黔西南州金成实验学校高一期末）如图，导体棒原来不带电，现将一电荷量为的正点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处，A、B为棒上中心轴线上的两点，A距离棒左端为，A、B间的距离也为，静电力常数为。当棒达到静电平衡后（　　） A．棒左端感应出正电荷，右端感应出负电荷 B．A点场强大于B点的场强 C．A点场强小于B点的场强 D．棒上感应电荷在A点产生的场强大小为 【答案】D 【详解】A．由于q为正电荷，根据静电感应规律可知棒左端感应负电荷，右端感应正电荷，故A错误； BC．处于静电平衡的导体是等势体，内部场强处处为零，A、B两点的场强都是零，故BC错误； D．静电平衡时A点的合场强为零，因此感应电荷在A点的场强与点电荷q在A点的场强等值反向，得棒上感应电荷在A点产生的场强大小为，故D正确。故选D。 2、 尖端放电 6．（2022·吉林·通榆县第一中学校高一期末）高压输电线路的铁塔顶端有一条比下面输电线细的金属线，它的作用是（　　） A．提高铁塔的稳定性 B．传输零线的电流 C．防雷电，起到避雷针的作用 D．作为备用线，供输电线断开时应急使用 【答案】C 【详解】输电细线起着与避雷针相似的作用，通过放电中和周围空气中的电荷，可以防止雷击，故ABD错误，C正确。故选C。 7．（2022·浙江·绍兴市教育教学研究院高一期末）武当山主峰——天柱峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新洗过一般，如图所示，对此，下列分析正确的是（　　） A．出现雷火炼殿现象时，大殿内的人是危险的 B．金殿肯定是一个庞大的优良导体 C．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 D．金殿如果安装了避雷针，这种雷火炼殿现象仍会经常出现 【答案】BC 【详解】AB．雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一个优良导体，由于静电屏