假期作业23 静电的防止与利用-【快乐假期必刷题】2025年高一物理暑假作业必刷题（人教版）

　　假期作业２３　静电的防止与利用　　　　　　　　　　 　　带电导体凸起而尖锐的地方电荷比较密 集,其附近空间电场也较强．如图所示,当带电 云层接近时,避雷针上的感应电荷在其附近产 生强电场,使避雷针与带电云层间的空气电 离,电荷通过避雷针和符合规格的导线被直接 引入大地,从而达到保护建筑物的目的． (１)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中 的电荷中和． (　　) (２)为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形． (　　) (３)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是 做成针尖状,这是为了防止尖端放电．(　　) (４)为了避免因尖端放电而损失电能,高压输 电导线表面要尽量光滑． (　　) ◆[知识点一]　静电平衡 １．(２０２５􀅰衡水中学高二月考)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 (　　) ２．(多选)如图所示,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＋Q 的点电荷,点电荷到金属球表面的最 近距离为２r,则下列说法正确的是 (　　) A．金属球在达到静电平衡状态后,左侧感 应出正电荷 B．感应电荷在球心处所激发的电场强度大 小为E＝kQ９r２ ,方向水平向右 C．如果用一小段导线的一端接触金属球的 左侧,另一端接触金属球的右侧,金属球 两侧的电荷将被中和 D．如果用导线的一端接触金属球的右侧, 另一端与大地相连,则有电子流入大地 ３．一金属球原来不带电, 现沿球的直径的延长线 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 (　　) A．Ea 最大　　　　　B．Eb 最大 C．Ec 最大 D．Ea＝Eb＝Ec ４．如图所示,Q 为一带正 电的点电荷,P为原来不 带电的枕形金属导体,a、b为导体内的两点．当 导体P处于静电平衡状态时,则 (　　) A．a、b 两 点 的 场 强 大 小 Ea、Eb 的 关 系 为Ea＞Eb B．a、b 两 点 的 场 强 大 小 Ea、Eb 的 关 系 为Ea＜Eb C．感应电荷在a、b两点产生的场强大小 Ea′和Eb′的关系是Ea′＞Eb′ D．感应电荷在a、b两点产生的场强大小 Ea′和Eb′的关系是Ea′＝Eb′ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２５ ◆[知识点二]　尖端放电 ５．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 ６．(多选)(２０２５􀅰仲元中学高二月考)如图所 示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶 是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云 层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成 瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导 入大地,在此过程中,下列说法正确的是 (　　) A．云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷 B．云层靠近避雷针时,针尖感应出负电荷 C．避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底 端附近的电场强度小 D．避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种 设施 ◆[知识点三]　静电屏蔽与静电吸附 ７．(多选)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．屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用 ８．将悬挂在细线上的带正电 的小球 A 放在不带电的 固定金属空心球 C内(不 接触),另有一个悬挂在细 线上的带负电的小球 B向 C靠近,如图所 示,则 (　　) A．A 向左偏离竖直方向,B向右偏离竖直 方向 B．A的位置不变,B向右偏离竖直方向 C．A向左偏离竖直方向,B的位置不变 D．A和B的位置都不变 ９．(多选)静电的应 用 有 多 种,如 静 电 除 尘、静 电 喷 涂、静电植绒、静 电复印等,它们依据的原理都是让带电的物 质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极 上,静电喷漆的原理如图所示,则以下说法 正确的是 (　　) A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强 电场 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可以带正电,也可以带负电 　(多选)(２０２５􀅰邢台市第二中学高二期中) 长为l的导体棒原来不带电,现将一个带负 电的点电荷(电荷量的绝对值为q)放在金 属棒的中心轴线上距离棒的左端R 处,如 图所示．当金属棒达到静电平衡后,已知静 电力常量为k,以下说法正确的是 (　　) A．棒上感应电荷在O 点处产生的电场强度 为零 B．棒上O点处的电场强度为零 C．负点电荷在O 点处产生的电场强度大小 为k q (R＋l２ )２ ,方向沿Oq连线且指向q D．棒上感应电荷在棒的中点O 处产生的电 场强度大小为k q (R＋l２ )２ ,方向沿Oq连 线且指向q 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３５ ７．B　[电场线的疏密表示场强的大小,越密场强越大,由图可 知,Ea＞Eb＞Ec,A、C错误;电场线的切线方向表示场强的 方向,由图可知a、b两点的场强方向相同,a、c两点场强方向 不同,B正确,D错误．] ８．A　[负点电荷在电场力的作用下由A 运动到B,并由vＧt图 像知,负点电荷做加速度逐渐增大的减速运动．由F＝ma得 电场力越来越大,即A→B 电场强度越来越大,电场线分布 越来越密．又由于负电荷所受电场力方向与速度方向相反, 可知场强方向为由A 到B．故 A正确．] ９．C　[根据电场线的疏密程度可知c点的电场强度最大,C正 确,A、B、D错误．] １０．AC　[根据等量异种点电荷电场的分布情况可知,B、C 两 点对称分布,电场强度大小相等,方向相同,选项 A 正确; 根据对称性可知,A、D 两处电场线疏密程度相同,A、D 两 点电场强度大小相同,方向相同,选项B错误;E、O、F 三点 中O 点电场强度最强,选项 C正确;B、O、C三点比较,O 点 电场强度最小,选项 D错误．] 素养培优 １．A　[左半球面AB 上的正电荷产生的电场等效为带正电荷 量为２q的整个球面的电场和带电荷量为－q的右半球面的 电场的合电场,则E＝k ２q４R２－E′ ,E′为带电荷量为－q的右 半球面在M 点产生的场强大小．带电荷量为－q的右半球 面在M 点的场强大小与带正电荷量为q 的左半球面AB 在 N 点的场强大小相等,则EN ＝E′＝k ２q４R２－E＝ kq ２R２－E ,A 正确．] ２．D　[B 点,C 点 的 正 电 荷 在 M 的 场 强 的 合 场 强 为E＝２ kq ３ ３a æ è ç ö ø ÷ ２cos６０°＝ ３kq a２ ,由于 M 点与A 点关于带电细杆对称, 故细杆在A 处产生的电场强度大小EA ＝ ３kq a２ ,方向竖直向 上,B 点C 点 的 正 电 荷 在A 点 的 合 场 强E＝２kq a２ cos３０°＝ ３kq a２ ,故A 点的电场强度大小E＝E′合 ＋E６＝(３＋３) kq a２ ,D 正确．] 假期作业２３ 情景辨析 (１)√　(２)×　(３)√　(４)√ 技能提升 １．A　[导体处于静电平衡状态时,导体内部电场强度处处为０, 感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q 在此处产 生的电场强度大小相等,方向相反,故 A正确,B、C、D错误．] ２．AB　[金属球在达到静电平衡状态后,左侧感应出正电荷, 故 A正确;发生静电感应时,导体内部合场强为零,所以感应 电荷在金属球内部产生的场强与外部点电荷在金属球内部 产生的场强大小相等,方向相反,所以感应电荷在球心处所 激发的电场强度大小为E＝kQ９r２ ,方向水平向右,故 B正确; 用一小段导线的一端接触金属球的左侧,另一端接触金属球 的右侧,则导线和金属球成为一个导体,左侧依然带正电荷、 右侧依然带负电荷,故 C错误;如果用导线的一端接触金属 球的右侧,另一端与大地相连,则金属球和大地相当于一个 新的大导体,在靠近点电荷的一端即金属球右侧感应出负电 荷,在远离场源电荷的一端即大地感应出正电荷,即有电子 流入金属球,故 D错误．] ３．C　[达到静电平衡后,金属球内的合场强处处为零,金属球 上感应电荷产生的场强与带电的细杆 MN 产生的场强大小 相等、方向相反,相互抵消．c点离带电的细杆 MN 最近,带 电的细杆MN 在c点处产生的场强最大,则金属球上感应电 荷在c点处产生的场强最大,即Ec 最大．] ４．C　[处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,故a、b 两点的场强大小Ea、Eb 的关系为Ea＝Eb,故 A、B错误;处 于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零,则感应电荷在 a、b两点产生的场强应该和外部电场在a、b两点产生的场 强大小相等、方向相反,根据E＝kQr２ 可知Ea′＞Eb′,故 C正 确,D错误．] ５．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,故 A正确,BCD错误．] ６．AD　[避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施,D 正 确;根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可知底端带 负电的云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷,A 正确,B错 误;由于电荷更容易集中到尖端,从而避雷针尖端附近的电 场强度比避雷针底端附近的电场强度大,C错误．] ７．BC　[屏蔽服的作用是在穿上后,使处于高压电场中的人体 内电场强度处处为零,从而使人体免受高压电场及电磁波的 危害,可知BC正确,AD错误．] ８．B　[A 在空心金属球内,由于静电感应,使得 C的外表面带 正电,B、C相互吸引,所以 B向右偏;C可以屏蔽外部电场, 所以B的电荷及 C的电荷对 C的空腔无影响,所以 A 位置 不变,B正确,A、C、D错误．] ９．AC　[静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的 作用下被吸附到工件上,而达到喷漆的目的,故 A 正确;由 题图知,待喷漆工件带正电,所以涂料微粒应带负电,故 C 正确,B、D错误．] 素养培优 BC　[金属棒达到静电平衡时,内部电场强度处处为０,由于 负电荷q在棒中心O 处产生的电场方向沿Oq 连线且指向 q,所以棒上感应电荷在棒中心O 处产生的电场方向沿qO 连线且指向O 右侧,大小与q在O 点产生的电场强度相等, 则有E＝ kq (R＋l２ )２ ,故 A、D错误,B、C正确．] 假期作业２４ 情景辨析 (１)√　(２)×　(３)√　(４)×　(５)×　(６)√ 技能提升 １．BC　[静电力做功的多少与电荷运动路径无关,故 A 错误; 静电力做功只与电荷在电场中的初、末位置有关,所以电荷 从某点出发又回到了该点,静电力做功为零,故 B正确;正 电荷沿着电场线方向运动,则正电荷受到的静电力方向和电 荷的运动方向相同,故静电力对正电荷做正功;同理,负电荷 逆着电场线的 方 向 运 动,静 电 力 对 负 电 荷 做 正 功,故 C 正 确;电荷在电场中运动,虽然有静电力做功,但是电荷的电势 能和其他 形 式 的 能 之 间 的 转 化 满 足 能 量 守 恒 定 律,故 D 错误．] ２．BC　[从a移到c,点电荷Q 产生的电场对点电荷N 不做 功,在匀强电场中,a、c两处电势相等,电场力对点电荷 N 也 不做功,故 A 错误,B正确;从d移到b,点电荷Q 产生的电 场对点电荷N 不做功,匀强电场对点电荷 N 做功为W＝qE 􀅰２r＝２qEr,所以电场力做功为２qEr,故 C正确,D错误．] ３．AB　[正电荷从A 移到B,静电力做正功,电势能减少,选项 A正确,选项 C错误;负电荷从A 移到B,静电力做负功,电 势能增加,选项B正确,选项 D错误．] ４．BC　[两个等量正点电荷连线中点O 的电场强度为零,无穷 远处电场强度也为零,故从O 点沿着中垂线向上到无限远 处电场强度先增大后减小,电场强度最大的点可能在 M、N 连线之间,也可 能 在 N 点 以 上,还 可 能 在 M 点 以 下,A 错 误;等量同种正点电荷的连线的中垂线的电场方向由O 点 指向远处,所以 M 点的电势高于N 点的电势,B正确;同一 负电荷在电势越高的地方电势能越小,因为 M 点的电势高 于N 点的电势,所以负电荷在 M 点的电势能小于在N 点的 电势能,C正确;如果只受静电力作用正电荷从 M 点由静止 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２８