9.4静电的防止与利用（分层练习）-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第4节　静电的防止与利用 1、 静电平衡的特点和应用 【例1】如图显示了在外加电场强度为的匀强电场的情况下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程.下列说法正确的是（    ） A．图甲、图乙显示导体内部带负电的电子在静电力作用下运动，而带正电的离子不受静电力作用 B．图丙中，导体内部没有电荷 C．图丙中，导体内部没有电场 D．图丙中，导体表面和表面感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，大小也为 【答案】D 【详解】A．图甲、图乙显示了导体内部带负电的电子在静电力作用下向左运动，易知带正电的离子同样会受到静电力的作用，故A错误； BCD．图丙中导体表面和表面的感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，场强大小也为，与原电场叠加后，使得导体内部场强处处为零，但感应电场和原电场依然存在，故D正确，BC错误。 故选D。 【针对训练1】如图所示，一个不带电的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，C、B是导体P左、右两端内的点，则下列说法正确的是（　　） A．右端感应出负电荷 B．导体内场强越来越大 C．感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强 D．用手摸一下导体P的左端可使导体P带正电 【答案】C 【详解】A．导体P处在带正电的小球Q产生的电场中，由于静电感应，导体的右端感应出正电荷，导体的左端感应出负电荷，故A错误； B．处于静电平衡状态的导体内场强为0，故B错误； C．C点和B点的场强等于导体上的感应电荷和带正电的小球Q产生的场强的叠加，并且为0，带正电的小球Q在C点产生的场强大于在B点产生的场强，所以导体上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强，故C正确； D．用手摸导体P的左端时，相当于用导线将导体P与大地相连，因静电感应，电子流入导体P，最终导体P带负电，故D错误。 故选C。 二、尖端放电和静电屏蔽的应用 【例2】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．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带正电 B．针状电极上，针尖附近的电场较弱 C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其速度和加速度均不断增大 D．两电极相距越远，熔喷布捕获的带电粒子速度越大 【答案】A 【详解】A．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A正确； BC．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BC错误； D．带电粒子的运动速度由动能定理可知与合外力做功有关，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A。 【针对训练2】如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是（　　） A．铜丝编织的衣服不易拉破 B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用 C．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零 D．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零 【答案】C 【详解】屏蔽服的作用是在穿用后，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，等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。 故选C。 1．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零 B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零 C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零 D．a、b两点的电场强度都不为零 【答案】A 【详解】处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，BCD错误，A正确。 故选A。 2．如图所示,在绝缘支架上的导体A和导体B按图中方式接触放置，原先AB都不带电，先让开关K1，K2均断开，现在将一个带正电小球C放置在A左侧，以下判断正确的是（　　） A．小球距离A较近，所以A左端电荷量大于Ｂ右端电荷量 B．只闭合K1，则A左端不带电，B右端带负电 C．只闭合K2，则B右端不带电，A左端带负电 D．只闭合K2，接着移走带电小球，最后将AB分开，A带负电 【答案】C 【详解】A．当开关K1，K2均打开时，带正电小球C放置在A左侧，由于静电感应，导体左端带有负电荷，右端带有正电荷，在静电平衡时，正负电荷量相等，A错误； B．只闭合K1，则B右端带的正电荷与大地的负电荷中和，而不带电，由于静电感应，A左端带负电荷，B错误； C．只闭合K2，则B