第9章 课时练4 静电的防止与利用-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

课时练4静电的防止与利用 时间：40分钟满分：50分 基础达标 A.分别是火线和零线，用于传输电流 1~7题，每题4分，共28分。 B备用输电线，辅助高压线提高输电能力 1.如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为十Q,关于 C,加固高压输电线，防止脱落 Q、M两点电场强度E。、EM的说法正确的是() D.形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来免遭 雷击 4.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.Eo≠0EM=0 B.Eo=0EM≠0 C.Eo=0 Ex=0 D.E。≠0EM≠0 2.(多选)(2024·浙大附中期末)下列关于图中所涉及 A扰乱空气流 的物理现象或原理说法正确的是 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.释放高速飞行时与空气摩擦产生的静电 5.一金属球原来不带电，现沿球直 M 径的延长线上放置一均匀带电的 细杆MN,如图所示，金属球上的 感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电 场强度大小分别为E。、E。、E,三者相比，则() A.E。最大 BE。最大 C.E最大 D.E。=E。=E 丙 A.甲图中，该女生和带电的金属球带有异种性质的 6.(2024·河北邢台二中月考)以下关于静电屏蔽实验 电荷 说法正确的是 B.乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被 ① 收集在线状电离器B上 Q C.丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放 绝缘底垫 绝缘底垫 地 电的原理 甲 乙 丙 D.丁图中，两条优质的话简线外面包裹着金属外衣 A甲图中验电器的金属箔张开 是应用了静电屏蔽的原理 B.乙图中验电器的金属箔不会张开 3.如图所示，野外高压输电，在三条输电线上方还有两 C.丙图中验电器的金属箔不会张开 条导线与大地相连。这两条导线 D.甲、乙、丙三图中验电器的金属箔都张开 7.(教材习题变式)某静电除尘机原理示意图如图所示， 废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带 负电的尘埃仅在电场力的作用下向集尘极迁移并沉 积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线（方向未标）。 不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，： 10.(多选)（情景创新）如图所示，水平放置的金属板正 则 ( 上方放有一固定的正点电荷Q,一表面绝缘的带正 机械过滤 三静电除尘 电小球（可视为质点且不影响Q的电场），从左端以 了集尘极 @:放电极净化后空气 速度。滑上光滑金属板，运动到金属板的右端，在 集尘极 该运动过程中 () ⊕0 A.电场线方向由放电极指向集尘极 B.图中A、B两点电场强度大小相等 7777777777777777777777777 C.尘埃在迁移过程中沿电场线运动 A.小球做匀速直线运动 D.尘埃在迁移过程中速度增加 B.小球先做减速运动，后做加速运动 拓展提升 C,电场力对小球先做正功后做负功 8~11题每题4分，12题6分，共22分。 D.电场力对小球所做的功为零 8.如图所示是检验带电体A(上表面)、B(尖端)处带电 11.(2024·簇阳市第一高级中学高二期末)如图所示， 情况的实验装置。则 () 一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘 支架上，右侧放置一个电荷量为十Q的点电荷，点电 荷到金属球表面的最近距离为2。下列说法正确的 是 () A.带电体A处比B处电荷密集 B.带电体B处比A处电荷密集 C.验电器的C处做成球形是为了美观需要 D.验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在 A.金属球在静电平衡后左侧带负电，右侧带正电 C处 B感应电荷在球心激发的电场强度大小等于妈 9.(多选)如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的验电 器A和一个带正电荷的空腔导体B,下列实验方法 C.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0 能使验电器金属箔片张开的是 D.如果用导线的两端分别接触球的左右侧，球两侧 ) 将都不带电 12.(2024·河北衡水中学月考)矩形金属导体处于正点 电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的 电场在导体内的电场线分布情况正确的是() A.用取电棒C(带绝缘柄的导体球)先跟B的内壁接 触一下后再跟A接触 B.用导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再 把取电棒与B的内壁接触 0 C.使验电器A靠近B,再用金属网罩罩住B D.使验电器A靠近B,再用金属网罩罩住A 82C解析线指上共他部分的电荷在0点产生的电场遥度与12，答案E9 A点处对应的电荷量为（的小段在O点产生的电场强度大小 (2)Eek: a 相等，方向相反，故E ,,B点处的小段在O点 解析(1)在P处放置试探电荷十4，其所受电场力大小为 2 F=k r 产生的电场强度为E=长吕，由电场蛋度的叠加原罪可知 E= E-E一E,-4是：C正商， 联立以上两式得E=k r20 8.C解析将圆环分为n等份（每一份可以认为 E“3E (2)根据电场的叠加得E。= 是一个点电荷)，财每份带的电荷量为9。= Q E,+E,=k十g E 每份在P点产生的场强大小为E。= 如图所示，过C作A、B连线的 中垂线，交某条电场线于D点， 由因可知该点场强E,斜向上 ,根据对称性可知，P点处 kQcos0 方，因此4>g cos 0 0 课时练4静电的防止与利用 于水平方向的合场蛋为零，则P点的电场强度 1.C解析静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零，故 方自坚直向上，共大小为E=E,os0-0e9,成A,D正 C正确。 确，C错误：因小球在P点静止，由二力平衡可得mg=E,解 2.CD解析甲图中，该女生接触带电的金属琼，与金属球带同 种性质的电荷，A辑误：乙图中，线状电离器B带负电，A带正 得P点场强大小E=坚，故B正确。 电，带负电的尘埃被收集在A上，B错误：丙图中，燃气灶中电 【思路导引】通常对于带电荷量均匀的圆环或导体棒，求环或 子点火器点火应用了尖端救电的原理，C正确：丁图中，两条 棒之外某点的场强，一般使用微元法。从圆环上选取一“微 优质的话简线外面包裹着金属外衣应用了静电屏藏的原理，D 元”加以分析，对某一微元运用点电荷的场强公式，利用场强 正确。 叠加原理可知场强为所有微元产生的场强的矢量和。 3.D解析野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三 9.A解析首先取a、b整体为研究对象，整体受到重力、电场 条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀蔬 力和上方细线的拉力，由于两个电场力的矢量和为F电 的金属网，起到静电屏蔽的作用，把高压线屏藏起来免遭雷 E十（一(E)=0,所以上方细线对小球的拉力与总重力平衡， 击，D正确。 故上方细线沿竖直方向：再对带负电荷的小球b研究，可知小 4.D解析飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越尖 球b受到的电场力斜向右上方，所以下而的细线向右偏转，选 锐的地方分布越多，可以通过尖端放电将静电释放出去， 项A正确。 选D 【类题拓展】若带等量异种电荷的质量相同的两球所在的空 :5,C解析处于静电平衡状态的导体内都电场强度处处为零， 间有方向水平向左的匀强电场，则平衡时可能位置如图甲所 故口，b,c三点的电场强度都为零，处于静电平衡状态的导体 示：若此时a带电荷量为+3g,则平衡时可能位置如图乙 内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结 所示。 果，所以感应电荷在球内某点产生的电场强度与MN在这一 点产生的电场强度等大反向，由于e点离MN最近，故MN 在点的电场强废最大，则感应电荷在：点的电场强废也最 u⊕+g,m +3q.m。 大，故C正确，A、B,D错误。 6.C解析甲中不会张开，金属网可以屏蔽外电场，A,D错误 ￡b曰-4，m -4m白6E 乙中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产 生影响，B错误：丙中不会张开，因为金属网已接地，网内的带 甲 之 电体对同外无影响，网外的带电体对网内也无影响，C正确。 10.A解析滑决带正电，所受电场力沿斜面向下：滑块和料劈 整体受到重力、电扬力、地面的支持力及摩擦力，且合力为 7,D解析带负电的尘埃在电场力的作用下向集全极迁移并 零，可知在水平方向上受力平衡，由于电场力有水平向右的 沉积，则电场的方向为由集尘极指向放电极，A错误：根据电 分力，则地面对斜劈的摩擦力方向水平向左，A正确，B错 场线的疏密程度表示电场强度的大小可知，A点的电场强度 误：若扬强E逐浙增大，滑块对斜劈的滑动摩擦力大小不变， 大于B点的电场强度，B错误：尘埃在迁移过程中运动方向和 所以地面对斜劈的摩擦力不变，C错误：对斜劈和滑块整体 电场力方向有夹角，运动轨迹不可能与电场线重合，C错误： 分析，整体受到沿斜面向下的电场力，而该电场力具有竖直 尘埃所受的电场力方向与位移方向的夹角为锐角，电场力做 向下的分量，整体处干平衡状态，在竖直方向上根据平衡条 正功，尘埃在迁移过程中动能增大，速度增如，D正确。 件可知，地面对料劈的支持力大小等于斜劈和清块的重力之 8.B解析电荷在导体表而的分布是不均匀的，根据尖端放电 和再加上电场力沿竖直方向的分力大小，D错误。 原理可知，在导体外表面越尖锐的位置·单位面积上分布的电 11.D解析设细管的半径为R,小球到达B点时速度大小为 荷量越多，所以带电体B处比A处电有窗集，故A错误，B正 ,小球的运动方向始终垂直于库仑力，放库仑力不做功，小 确：验电器的C处做成球形是为了使更多的电荷分布在比较 球从A滑到B的过程中，由机械能守恒定律得mgR= 尖的金属箱片上，故C、D错误。 之mw,小球经过B点时，由牛顿第二定律得E一mg 9.BC解析空腔导体B电荷分布在外表面上，用取电棒C限 B的内壁接触，由于空腔导体内壁不带电，所以C不带电，不 ，联立可得E-8,方向整直向下，D正德 mo- 会使脸电器的金属箔片张开，A错误：用导线把脸电器跟取电 棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内整接触，验电器 取电棒C,导线和导体壳B相当于一个新导体，电荷分布在外 ·3· 表面上，故验电器会带上正电荷，因此险电器金属篇片会张9，C解析带电拉子在，b两点的速率分别为？。6，带电粒 开，B正确：使险电器A靠近B,再用金属网罩罩住B,在金属 网内表面感应出负电荷，外表面感应出正电荷，在金属网外仍 子由a点运动到6点动能的变化量△E,=之m。”一之mu,2, 有电场，由于静电感应现象，会使金属箔片带正电荷，金属箔 电势能的变化量为△E。=g9一g9。·根据能量守恒定徐得 片会张开，如果用金属网罩罩住A,由于静电屏戴，A不会有 感应电荷，金属箔片不会张开，C正确，D错误。 △E=一△E,解得1=- m2(9-9)C正确， 10.AD解析金属板在正点电荷Q的电场中达到静电平衡 10.D解析粒子在电场力的作用下向右偏转，电场力方向向 时，上表面的电场线与上表而垂直，小球所受的电场力与金 右，与电场方向相同，可知粒子带正电，故A错误：粒子从A 属板表面垂直，在金属板上向右运动到右端的过程中，电场 点运动到B点电场力做正功，电势能减少，则粒子在A点的 力与小球的运动方向垂直，电场力对小球不做功，根据动能 电势能比在B点多L.5」，故B错误：从A点运动到B点 定理可知，小球的动能不变，速度不变，所以小球做匀速直线 过程中，克服重力数的功为2,0」，电场力做的功为1,5J, 运动，故A、D正确，B、C错误。 故粒子所受合力做负功，在A点的动能比在B点多0.5J,故 11,B解析由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负 C错误：从A点运动到B点，机械能的增加量等于电场力做 电，故A错误：感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠 功的多少，所以机核能增加了1.5J,D正确。 加后合电场强度为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电 【方法总结】求电场力做功的儿种方法 场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即E= (1)由公式W=Flcos a计算，此公式只适用于匀强电场，可 长品一铝收B正德，C特民：室心金属球是一个等劳体 变形为W=Eglcos a。 (2)由电势能的变化计算：W=E4一E。 如果用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的 (3)由动能定理计算：W电力十Wt数力=△Ek。 右侧，金属球两侧仍然有感应电荷，不会被中和，故D错误。 11.B解析根据粒子受力指向运动轨迹的凹侧，由于只受电 12.A解析导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处 场力，则粒子所受电场力的方向与场强方向相同，粒子带正 处为零，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q 电，A错误：根据电场线越密集处电场强度越大，可知A点的 在此处产生的电场的电场强度大小相等，方向相反，故A正 电场置度大于B点的电场强度，带电粒子在A点的加速度 确，B、C,D错误。 比在B点的大，B正确：粒子从A点沿虚线运动至B点的过 第十章静电场中的能量 程中，电场力做负功，则电势能增加，动能藏小，即带电粒子 在B点的电势能大于在A点的电势能，在B点的动能小于 课时练5电势能和电势 在A点的动能，C,D错误。 1.C解析电场力对两小球均假正功，大小与路径无关，对每 12.答案(1) (2)4W 个小球做的功均为W=F(=gEl,共为2El,故C正确。 解析(1)将一电荷量为十q的点电荷从无穷远处移动到C 2.C解析设匀强电场的电场强度为E,∠BAC=0,则将电荷 点，电场力微功为W,则有 q从A点移到B点，静电力做功为W,=gE·ABcos0=qE· W=E-E=q(0-9c) AC,将电荷q从A点移到C点，静电力做功为W:=gE· W AC,将电荷？从C点移到B点，静电力做功为W,=0,则有 解得9c= W,=W:,则W=W,+W (2)将电荷量为一2g的点电荷从无穷远处移动到C点，设电 3.CD解析在带电粒子由“点运动到b点的过程中，电场力 场力微功为W',此时C点的电势变为Pe'一2g,根据电场 方向与速度方向夹角小于90°，可知电场力做正功，9的电势 力餐功与电势能的关系可得W”=一2g(0一9)，即 能减小，动能增大，速度增大，C、D正确。 E。=一W',解得E。=4W。 4.C解析电场线的疏密程度表示电场强度的大小，故E.> E,沿着电场线方向电劳逐渐降低，故P。>。,负电荐在电势 课时练6电势差 高的地方电势能小，故E<E。C正确。 1.B解析电场中某两点间的电势差是由电场及两点的位置 5,D解析根据题意，产生闪电的积厢云底层带负电，根据静 块定的，与移动电荷的电荷量，零电势面的选取以及电场力做 电感应原理可知，避香针的尖端带正电，电扬线由避雷针的尖 功均无关，A、B两点何的电势差是恒定的，但有正负之分， 端指向云层，顶着电场线方向电势降低，所以有>P。·故A、 U=一U,A错误，B正确：把负电荷从A点移动到B点电 B错误：雨滴蒂负电，从a下落至b的过程中，电势增大，所以 场力做正功，则A点电势较低，有U<0,C错误：电场中A、 电势能减小，电场力微正功，C错误，D正确。 B两点间的电势差U:等于把单位正电荷《从A点移动到B 6.BD解析由题图可知，矿料分选器内的电场方向水平向左， 点时静电力所做的功，D错误。 带正电的矿粉受到水平向左的静电力，所以会幕到左侧，选项 2,D解析根据电场线与等势线垂直的特点，知b处电场线的 A错误，无论矿粉带什么电，在水平方向上都会在静电力的作 切线方向斜向左上方，（处电场线的切线方向斜向左下方，所 用下沿静电力的方向偏移，故静电力做正功，矿粉的电势能减 以b、C点的电场强度不相同，A错误：等差等势骏的疏密也可 少，选项C错误，B、D正确 以反映电场的强弱，由a到d等势线先变疏后变密，所以电场 7.BC解析a、c所在直线电场线水平向右，所以a,c处电场 强度先减小后增大，加速度先减小后增大，B错误：由4到d 方向向右，正电荷在电场中所受静电力沿电场线方向，故把正 电势先升高后降低，所以电子的电势能先减小后增大，C错 点电荷由（移到c,静电力做正功，电势能减小：负点电荷在电 误：a处电场线与虚找垂直，所以电子在a处受到的电场力方 场中所受静电力与电场线方向相反，故把负点电荷由口移 向与a处虚线垂直，D正确。 到c,静电力做负功，电势能增加， 3.A解析电场强度的方向由高电势指向低电势，故避雷针带 8.D解析正点电荷自A到B过程中，场强方向水平向右，即 正电，A正确：根据电场线与等势面垂直，可知A、B两点的电 所受电场力方向水平向右，与运动方向一致，所以电场力做正 场强度方向不同，B错误：由Wr=gUc=g(pA一p),根据 功，电势能减小：正点电荷从B到C过程中，场强方向由B指 q>0,g>gc,可知正电荷从A移动到C点，该过程静电力做 向C,电场力方向与运动方向一致，电场力仍然做正功，电势 正功，C错误：负电荷在电劳低的地方电势能大，因为9> 能减小。D正确 Pe,故负电荷在C处电势能大，D错误。 。4