第九章 4 静电的防止与利用（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高一物理必修第三册（人教版2019）

4　静电的防止与利用 基础过关练 题组一　静电平衡 1.(多选题)对于电场中处于静电平衡状态的导体,下列说法正确的是　(　　) A.导体内部的场强处处为零 B.导体内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面 C.导体内部场强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 2.一金属球原来不带电,现在球直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Ea、Eb、Ec,三者相比,则(　　) A.Ea最大　　B.Eb最大 C.Ec最大　　D.Ea=Eb=Ec 3.如图所示,不带电的金属棒AB长为L,O为AB的中点,在距离A点为R的C点处放一带电荷量为Q的正点电荷,C与AB在一条直线上,如图所示。下列说法正确的是(　　) A.金属棒上A端感应出正电荷 B.金属棒上感应电荷在O点处产生的电场强度为零 C.金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为k D.若将A端接地,金属棒将带上正电荷 题组二　尖端放电 4.在高大的建筑物上安装避雷针的目的是(　　) A.通过尖端放电中和云层中的电荷 B.避免放电现象的发生 C.直接导走云层中的电荷 D.增加电荷在建筑物上的积累 5.(教材深研拓展)湖北武当山的主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿,全部为铜铸鎏金。雷雨交加时,金殿的屋顶常会出现盆大的火球,来回滚动。雨过天晴时,大殿金光灿灿,像被重新炼洗过一般,这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。已知电场强度超过3×106 N/C时,空气将被击穿发生放电。关于“雷火炼殿”,下列说法错误的是(　　) A.带电乌云移到金殿上空时,金殿上表面会感应出与乌云电性相反的电荷 B.雷雨天气时,游客躲在殿内可以降低被雷电击中的可能性 C.雷雨天气时,金殿屋顶上曲率半径越大的地方,空气越容易被击穿 D.近年来金殿安装了避雷针,“雷火炼殿”的奇观消失了 题组三　静电屏蔽 6.(教材习题改编)电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业时穿戴屏蔽服。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被拉破 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,高压线在体内产生的电场强度为零 D.电工穿上屏蔽服后,感应电荷在体内产生的电场强度为零 7.如图所示,将悬挂在绝缘细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与C的内壁接触),在C附近另外有一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B,则(　　) A.A、B两球均不偏离竖直方向 B.A球不偏离竖直方向,B球向右偏离竖直方向 C.A球向左偏离竖直方向,B球不偏离竖直方向 D.A球向左偏离竖直方向,B球向右偏离竖直方向 8.如图所示,A是带正电的物体,B是金属网,C是原来不带电的金箔验电器,以下情况能使验电器的金箔张开的是(　　) 题组四　静电吸附 9.(教材习题改编)生活和生产中处处存在静电现象,有些是静电的应用,有些是要防止静电。下列关于静电防止与应用的说法正确的是(　　) A.印刷厂应保持空气干燥,避免静电积累带来的危害 B.静电复印机的工作过程实际上和静电无关 C.在地毯中夹杂0.05~0.07 mm的不锈钢丝导电纤维,是防止静电危害 D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针,是防止静电危害 10.(教材习题改编)在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:如图甲所示,两端开口的空塑料瓶中固定着一根铁锯条和一块金属片,图乙为塑料瓶俯视图。把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕。摇动起电机,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。当摇动起电机时,下列说法正确的是(　　) 　 A.室内的空气湿度越大,实验效果越好 B.若锯条接电源负极,金属片接正极,则这些烟尘附着在金属片上面 C.摇动起电机前,需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功 D.锯条附近的电场强度小于金属片附近的电场强度 11.在汽车喷漆中,有一门技术叫静电喷涂,在市场上已经得到广泛的运用。静电喷涂是指一种利用电荷和电场将雾化涂料的微粒吸附到喷涂对象上的喷涂工艺,其原理结构图如图所示。下列说法正确的是(　　) A.雾化涂料向工件运动的过程中做匀变速曲线运动 B.喷口喷出的雾化涂料微粒带正电,被涂工件接负极 C.雾化涂料向工件运动的过程中,电场力做正功 D.静电喷涂属于尖端放电 答案与分层梯度式解析 4　静电的防止与利用 基础过关练 1.ABC 2.C 3.C 4.A 5.C 6.B 7.B 8.C 9.C 10.B 11.C 1.ABC　处于静电平衡状态的导体,导体内部的场强处处为零,A正确;处于静电平衡状态的导体内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面,B正确;处于静电平衡状态的导体的内部,由于外电场与感应电荷电场叠加,合场强为零,C正确;处于静电平衡的导体内部的自由电子不再做定向移动,而不是不再运动,电子的无规则运动仍在进行,D错误。 2.C　处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零,故a、b、c三点的电场强度都为零,处于静电平衡状态的导体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果,所以感应电荷在球内某点产生的电场的电场强度与MN在这一点产生的电场的电场强度等大反向,由于c点离MN最近,故MN在c点的电场强度最大,则感应电荷在c点的电场强度也最大,故C正确,A、B、D错误。 3.C　C点处放一带电荷量为Q的正点电荷,则金属棒上A端感应出负电荷,A错误;金属棒内各点的场强为零,棒上感应电荷在棒内中点O产生的场强大小与C点的正点电荷在该处产生的场强大小相等,方向相反,则感应电荷在O点产生的场强大小为E=k,B错误,C正确;若将A端接地,大地上的电子跑到金属棒将正电荷中和,所以金属棒将带上负电荷,D错误。 方法技巧 　　求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法 　　(1)运用E=k求出外电场场强E外的大小,判断E外的方向。 (2)由于导体处于静电平衡状态,则满足静电平衡条件E合=0。 (3)由E外+E感=0求出感应电荷产生的电场的场强E感的大小和方向。 4.A　避雷针利用了尖端放电的原理,在发生雷电时,避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电,中和了云层中的电荷,可以使建筑物免遭雷击,A正确,B、C、D错误。 5.C　带电乌云移到金殿上空时,由于静电感应,金殿上表面会感应出与乌云电性相反的电荷,A说法正确;雷雨天气时,金殿处于电场中会达到静电平衡状态,金殿内部场强为零,所以游客躲在殿内可以降低被雷电击中的可能性,B说法正确;处于静电平衡的导体外表面越尖锐的地方电荷的密度越大,雷雨天气时,金殿屋顶上曲率半径越大的地方表面越平整,曲率半径大的地方电荷密度比较小,因此空气不容易被击穿,C说法错误;近年来金殿安装了避雷针,带电的积雨云接近金殿时,由于静电感应,避雷针带上与云层电性相反的电荷,通过尖端放电,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的,因此“雷火炼殿”的奇观消失了,D说法正确。故选C。 6.B　采用金属材料编织衣服,身穿这种衣服的人处于高压电场中时,人体外表面的衣服中会感应出电荷,使人体内合电场强度为零,从而保护人体免受高压电场的危害,故A错误,B正确;电工穿上屏蔽服后,体内合电场强度为零,但高压线、感应电荷各自在体内产生的电场强度不为零,故C、D错误。 7.B　由于静电屏蔽,小球B的电场对A无影响,小球A不会偏离竖直方向;由于静电感应,空心球C的内表面带负电,外表面带正电,小球B和空心球C之间异种电荷相互吸引,小球B会偏离竖直方向向右靠近C球,A、C、D错误,B正确。 8.C　图A、B中,由于金属网的屏蔽作用,带电体A对验电器无作用,故A、B不符合题意;图C中,受带电体A作用,金属网内、外分别带等量异种感应电荷,在验电器处有电场,即能使验电器的金箔张开,故C符合题意;图D中由于金属网接地,网罩外无电场,无法使验电器的金箔张开,故D错误。 易错警示 接地导体的内部电场影响不到导体外部 　　接地导体的内部电场不影响导体外部,是因为导体外部的感应电荷都被排斥入地,在只有施感电荷和内壁感应出的异种电荷的情况下,两部分电荷在导体外部任何一点的电场强度叠加后合电场强度为零。 9.C　印刷车间中,纸张间摩擦产生大量静电会使纸张吸附在一起,给印刷带来麻烦,所以印刷车间内要保持适当的湿度,才能及时把静电导走,避免静电积累带来的危害,A错误;静电复印机是利用静电工作的,与静电有关,B错误;不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷导入大地,避免发生静电危害,故C正确;小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线,用于接收无线电信号,不属于防止静电危害,D错误。 10.B　加大空气湿度,由于潮湿的空气易于导电,则起电机产生的静电不容易在铁锯条和金属片上积累,该实验不易成功,A错误;若锯条接电源负极,金属片接正极,而俘获电子的烟尘带负电,这些烟尘将附着在金属片上面,B正确;锯条和金属片周围的电场将空气电离,电离产生的电子让烟尘颗粒带电,不需先让烟尘颗粒带上电荷,C错误;根据电场的分布特点,尖端物体附近的电场线密集,所以瓶内存在的是辐射形的电场,不是匀强电场,锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场强度,故D错误。 11.C　雾化涂料向工件运动的过程中,所受电场力变化,加速度变化,因此不是做匀变速曲线运动,A错误;由题图知,由喷口喷出的雾化涂料微粒带负电,被涂工件接正极,通过雾化涂料和工件之间的电场,加强吸附效果,B错误;雾化涂料向工件运动的过程中,电场力做正功,C正确;静电喷涂属于静电吸附,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$