第三节 静电的利用与防护（分层作业）物理粤教版2019必修第三册

2.3静电的利用与防护 一、单选题 1．小黄在暑假旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，如图所示。这些细针的功能最有可能的是（    ） A．扰乱空气流 B．发射与地面飞机场联系的电磁波 C．预防雷电击中高空飞行的飞机 D．释放飞机高速飞行与空气摩擦时产生的静电 【答案】D 【详解】飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越尖锐的地方分布越多，可以通过尖端放电将静电释放出去。 故选D。 2．如图所示为某建筑物上的避雷针和带电云层之间的电场线分布示意图，a、b、c是同一电场线上的点，且，则（    ） A．带电云层带正电 B．a、b、c三点的场强相同 C．a、b间与b、c间的电势差相等 D．云层上的电荷导入大地时，电流从避雷针流向云层 【答案】D 【详解】A．电场线方向指向云层，则云层带负电，A项错误； B．电场线的密度越大，电场强度越大，故 B项错误； C．因为，根据 因为 故a、b间与b、c间电势差不相等，C项错误； D．云层带负电，地面则可视为带正电，当云层上的负电荷导入大地时，可视为正电荷从避雷针移动到云层，即电流从避雷针流向云层，D项正确。 故选D。 3．静电喷涂时，喷枪喷出的物料微粒带电，在带有正电的被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面。在涂料微粒向工件靠近的过程中（　　） A．涂料微粒带正电 B．离工件越近涂料微粒所受库仑力越小 C．电场力对涂料微粒做负功 D．涂料微粒的动能增大 【答案】D 【详解】A．由题图知，工件带正电，涂料微粒在静电力作用下向工件靠近，可知涂料微粒带负电，A错误； B．离工件越近，涂料微粒所受库仑力越大，B错误； CD．涂料微粒在静电力作用下向工件运动，则电场力对涂料微粒做正功，其动能增大，C错误，D正确。 故选D。 4．如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图所示 由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处电场强度为零，则 故选B。 5．如图是静电喷涂原理的示意图。发射极喷枪喷嘴与吸极被涂工件之间有强电场。在强电场作用下，一带电的涂料微粒（不计重力）从发射极由静止释放，加速飞向吸极，以达到喷涂目的。下列表述正确的是（    ）    A．加速飞向吸极的带电的涂料微粒带正电荷 B．带电的涂料微粒加速飞向吸极，电场强度方向由发射极指向吸极 C．在强电场中同一位置带电荷量越多的涂料微粒所受电场力越大 D．带电的涂料微粒受电场力的方向与电场强度方向相同 【答案】C 【详解】AB．由于发射极与电压负极相连，吸极与电源正极相连，电场强度方向由吸极指向发射极，则加速飞向吸极的带电的涂料微粒带负电荷，故AB错误； C．根据 可知在强电场中同一位置带电荷量越多的涂料微粒所受电场力越大，故C正确； D．由于涂料微粒带负电，可知带电的涂料微粒受电场力的方向与电场强度方向相反，故D错误。 故选C。 6．某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　） A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织 B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用 C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度不为零，对人体起保护作用 D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用 【答案】B 【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，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用。 故选B。 7．物理和生活息息相关，下列有关静电的防止与利用，说法正确的是（　　） A．甲图中，女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种电荷 B．乙图中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电离器B上 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力 【答案】C 【详解】A．甲图中，女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有同种电荷，故A错误； B．乙图中，线状电离器B带负电，板状物体A带正电，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在板状物体A上，故B错误； C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象，故C正确； D．优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，以防止外部信号对电缆内部电信号的干扰，没有增强其导电能力，故D错误。 故选C。 8．如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（　　） A．负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理 B．为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电 C．负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度 D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电势能减小 【答案】C 【详解】A．负极针组件产生电晕，释放出大量电子，利用了尖端放电的原理，选项A正确； B．负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带负电，为了更有效率地吸附尘埃，集尘栅板应带正电，故B正确； C．负极针组件附近的电场线比较密集，则电场强度大于集尘栅板附近的电场强度，选项C错误； D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电场力做正功，则电势能减小，选项D正确。 此题选择不正确的，故选C。 二、多选题 9．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、负极上，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而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗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落入料槽F，粉粒a落入料槽E C．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作原理上看，这是不允许的 D．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作实用角度看，这是不允许的 【答案】AD 【详解】AB．因为C和G分别接在高压电源的正、负极上，放电针G附近形成很强的电场，使放电针G附近的空气电离而产生大量离子，其中的负离子在奔向正极C的过程中被吸附到粉粒a、b上，a、b因吸附负离子而带负电，被吸引到带正电的滚筒C上，因a具有良好的导电性，a所带电荷被C上的正电荷中和并最终带上和C相同的电荷而被C排斥，落入料槽F，粉粒b因具有良好的绝缘性，所带负电荷而被不会被中和，和C相互吸引，被吸引到滚筒C上，直到D处被刮板刮落而落入料槽E中，故A正确，B错误； CD．若滚筒C不接地而放电针G接地，同样能使放电针附近空气电离，从工作原理上看是允许的，但滚筒C不接地具有高压，不安全，从工业实用角度看，这是不允许的，故C错误，故D正确。 故选AD。 10．关于静电感应和静电平衡，以下说法正确的是（　　） A．静电感应是导体内的自由电子受静电力作用的结果 B．导体内的自由电子都不运动称为静电平衡 C．处于静电平衡状态时，导体所占空间各处场强均为零 D．处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的净电荷 【答案】AD 【详解】A．静电平衡是导体内的自由电子受静电力的作用而发生定向移动，最后达到稳定的状态，A正确； B．达到静电平衡后，自由电子不再定向移动，但是仍然做无规则的热运动，B错误； C．导体处于静电平衡时，导体内部的场强为零，但导体表面的场强不为零，C错误； D．导体处于静电平衡时，电荷只分布在导体外表面上，导体内部没有多余的净电荷，D正确。 故选AD。 11．如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（　　）      A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零 D．电工穿上屏蔽服后，体内电势为零 【答案】BC 【详解】屏蔽服的作用是使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等势屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，等势面说明电势相等而不是等于0，而电场中的导体内的电场强度为0。 故选BC。 12．如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均固定在绝缘支架上．下列说法正确的是（    ） A．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出正电荷，且正、负电荷不一定等量 B．若先将C移走，再把AB分开，则A带负电，B带正电 C．若先将AB分开，再移走C，则A带负电，B带正电 D．若手不小心触碰了一下导体B，则导体AB整体带负电 【答案】CD 【详解】A．由于C带正电，所以导体的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出等量的正电荷，故A错误； B．若先将C移走，此时导体AB中的电荷又发生了中和，所以AB将不再带电，故B错误； C．若先将AB分开，再移走C，导体AB由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带负电，B带正电，故C正确； D．若手不小心触碰了一下导体B，人与导体将构成一个大导体，人体中的电子将转移到AB导体上，AB整体带负电，故D正确。 故选CD。 13．如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（　　） A．若用左手也去摸金属球，会被电击 B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击 C．若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态 D．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态 【答案】BD 【详解】A．若用左手也去摸金属球，不会被电击，故A错误； B．若用左手与旁边的观众握手，会发生放电现象而被电击，故B正确； C．若右手离开金属球，电荷不会转移，则头发仍然四处散开，故C错误； D．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，则电荷将进入大地，人体将不再带电，头发会立刻恢复常态，故D正确。 故选BD。 一、填空题 1．为了消除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地。A、B间有很强的电场，距B越近电场 （填“越强”或“越弱”），因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到 （填“A”或“B”）上，这样排出的烟就变清洁了。 【答案】 越强 A 【详解】[1][2]A、B间有很强的电场，距B越近电场越强，因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，因A带正电，则带负电的煤粉就被吸附到A上，这样排出的烟就变清洁了。 二、解答题 2．长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，如图所示。 （1）由于静电感应，导体棒A端感应出哪种电荷？ （2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强多大？ （3）当导体棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小和方向如何？ 【答案】（1）负电；（2）0；（3）；方向沿Oq连线且指向+q 【详解】（1）根据静电感应可知，靠近电荷的一端A端带负电； （2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强为0； （3）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点O处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为 由于O处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿Oq连线且指向+q。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3静电的利用与防护 一、单选题 1．小黄在暑假旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，如图所示。这些细针的功能最有可能的是（    ） A．扰乱空气流 B．发射与地面飞机场联系的电磁波 C．预防雷电击中高空飞行的飞机 D．释放飞机高速飞行与空气摩擦时产生的静电 2．如图所示为某建筑物上的避雷针和带电云层之间的电场线分布示意图，a、b、c是同一电场线上的点，且，则（    ） A．带电云层带正电 B．a、b、c三点的场强相同 C．a、b间与b、c间的电势差相等 D．云层上的电荷导入大地时，电流从避雷针流向云层 3．静电喷涂时，喷枪喷出的物料微粒带电，在带有正电的被喷工件的静电作用下，向被喷工件运动，最后吸附在其表面。在涂料微粒向工件靠近的过程中（　　） A．涂料微粒带正电 B．离工件越近涂料微粒所受库仑力越小 C．电场力对涂料微粒做负功 D．涂料微粒的动能增大 4．如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（　　） A． B． C． D． 5．如图是静电喷涂原理的示意图。发射极喷枪喷嘴与吸极被涂工件之间有强电场。在强电场作用下，一带电的涂料微粒（不计重力）从发射极由静止释放，加速飞向吸极，以达到喷涂目的。下列表述正确的是（    ）    A．加速飞向吸极的带电的涂料微粒带正电荷 B．带电的涂料微粒加速飞向吸极，电场强度方向由发射极指向吸极 C．在强电场中同一位置带电荷量越多的涂料微粒所受电场力越大 D．带电的涂料微粒受电场力的方向与电场强度方向相同 6．某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　） A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织 B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用 C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度不为零，对人体起保护作用 D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用 7．物理和生活息息相关，下列有关静电的防止与利用，说法正确的是（　　） A．甲图中，女生接触带电的金属球时与带电的金属球带有异种电荷 B．乙图中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电离器B上 C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力 8．如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（　　） A．负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理 B．为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电 C．负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度 D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电势能减小 二、多选题 9．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、负极上，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而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗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落入料槽F，粉粒a落入料槽E C．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作原理上看，这是不允许的 D．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作实用角度看，这是不允许的 10．关于静电感应和静电平衡，以下说法正确的是（　　） A．静电感应是导体内的自由电子受静电力作用的结果 B．导体内的自由电子都不运动称为静电平衡 C．处于静电平衡状态时，导体所占空间各处场强均为零 D．处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的净电荷 11．如图所示，电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是（　　）      A．采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B．采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C．电工穿上屏蔽服后，体内场强为零 D．电工穿上屏蔽服后，体内电势为零 12．如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均固定在绝缘支架上．下列说法正确的是（    ） A．导体A的左端感应出负电荷，导体B的右端感应出正电荷，且正、负电荷不一定等量 B．若先将C移走，再把AB分开，则A带负电，B带正电 C．若先将AB分开，再移走C，则A带负电，B带正电 D．若手不小心触碰了一下导体B，则导体AB整体带负电 13．如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（　　） A．若用左手也去摸金属球，会被电击 B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击 C．若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态 D．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态 一、填空题 1．为了消除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地。A、B间有很强的电场，距B越近电场 （填“越强”或“越弱”），因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到 （填“A”或“B”）上，这样排出的烟就变清洁了。 二、解答题 2．长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，如图所示。 （1）由于静电感应，导体棒A端感应出哪种电荷？ （2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强多大？ （3）当导体棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小和方向如何？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$