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课后提升练(四) 静电的防止与利用
[对应学生用书P151]
1.小强在加油站加油时,看到加油机上有下图所示的图标,关于图标涉及的物理知识及其理解,下列说法正确的是( )
A.制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
D.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
C 解析:A、D错:用塑料梳子梳头时会产生静电,穿衣,脱衣也会产生静电。这些图标都是为了减少静电的产生;不是静电屏蔽。
B错:工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装,会引起静电。
C对:化纤手套与接触物容易摩擦起电,故会引起静电,从而引起油料燃烧的危险。
2.(多选)如图所示,带负电的点电荷旁有一接地大金属板,A为金属板内的一点,B为金属板左侧外表面上的一点,下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是( )
A.感应电荷在A点的场强沿E1方向
B.感应电荷在A点的场强沿E2方向
C.感应电荷在B点的场强可能沿E3方向
D.感应电荷在B点的场强可能沿E4方向
BC 解析:金属内部场强为0,点电荷在A点场强方向沿E1方向,感应电荷的场强方向沿E2方向,二者叠加后才能为0,故A错误,B正确;B点在金属板外表面上,那么B点合场强方向应垂直金属板向外,而场源电荷引起的分场强方向指向负电荷,合场强分解,一个方向指向负电荷,另一个方向则可能为题目中所给的E3方向,故C正确,D错误。
3.(2021·云南普洱高二上期末)一金属球,原来不带电,现沿球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三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比,则( )
A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
C 解析:处于静电平衡状态的导体内部场强处处为0,故a、b、c三点的场强都为零。处于静电平衡状态的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果,所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向;比较a、b、c三点感应电场的场强,实质上是比较带电体MN在这三点的场强;由于c点离MN最近,故MN在c点的场强最大,感应电荷在c点的场强也最大,C正确。
4.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置,金属板M接高压电源的正极,金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B,A为尖头,B为圆头。逐渐升高电源电压,当电压达到一定数值时,可看到放电现象。先产生放电现象的是( )
A.A金属柱
B.B金属柱
C.A、B金属柱同时
D.可能是A金属柱,也可能是B金属柱
A 解析:根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知,A金属柱尖端电荷密集,容易发生尖端放电现象,A正确。
5.如图所示,在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体,图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点,则( )
A.a、b两点的电场强度都为0
B.a点的电场强度为0,b点的电场强度不为0
C.a点的电场强度不为0,b点的电场强度为0
D.a、b两点的电场强度都不为0
A 解析:处于静电平衡状态的导体,其内部场强为0,即Ea=0;由于静电屏蔽,球内空腔的场强也为0,则Eb=0,A正确。
6.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中P点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是( )
A 解析:因为金属圆盘处于静电平衡状态,金属圆盘内各点合场强为零,所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向。又因为点电荷在P点的电场沿P点与点电荷的连线指向点电荷,所以感应电荷在P点产生的电场方向沿P点与点电荷的连线指向P点。选项A正确。
7.如图所示,较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷,则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为( )
A.Ea>Eb>Ec>Ed B.Ea>Ec=Ed>Eb
C.Ea>Ec>Ed>Eb D.Ea<Eb<Ec=Ed
C 解析:当静电平衡时,空腔球形导体壳内壁感应出负电荷,外壁感应出正电荷,感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加,导致空腔球形导体壳中场强为0。画出电场线的大致分布如图所示,由于a处电场线较密,c处电场线较疏,d处电场线最疏,b处场强为0,则Ea>Ec>Ed>Eb,C正确。
8.(多选)如图所示的静电实验(虚线框为金属网)能使左边验电器的金属箔张开的是( )
AC 解析:净电荷分布在导体的外表面,A正确,B错误;选项C中两个验电器接触,左侧验电器金属箔应张开,选项D中左边的验电器处于金属网中,由于静电屏蔽,金属箔不会张开,C正确,D错误。
9.如图所示,A为空心金属球,B为金属球,A、B原来不带电,将另一带正电