9.4 静电的防止与利用 分层作业-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

9.4静电的防止与利用（分层作业） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图，绝缘金属球壳的空腔M内、外各有一小球Q和N，下列说法不正确的是（ ） A．若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，Q上无感应电荷 B．若Q、M不带电，M接地，则N带电时，Q上无感应电荷 C．若M、N不带电，M不接地，则Q带电时，N上无感应电荷 D．若M、N不带电，M接地，则Q带电时，N上无感应电荷 2．某空气净化器中有一个带正电的集尘板，当空气通过净化器时，空气中的灰尘颗粒会被吸附在集尘板上。以下说法正确的是（　　） A．集尘板带正电，是因为得到电子 B．灰尘颗粒可能带负电 C．灰尘颗粒可能带正电 D．灰尘颗粒一定不带电 3．（多选）关于图中四幅图像的说法正确的是（　　） A．甲图中，带正电的C靠近枕型导体，因静电感应A端带正电荷，B端带负电荷 B．乙图是库仑的扭秤装置，利用点电荷之间较小的作用力可使细丝发生比较大的可测量的扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小，主要用到的实验方法是微小量放大法 C．丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的内外表面感应出等量异种电荷，导体壳内空腔C电场强度为0 D．丁图中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理 4．（多选）工匠在研磨琥珀、玉石时观察到静电吸附灰尘的现象，通过湿润环境或缓慢操作减少静电影响，下列属于防范静电危害的是（　　） A．静电喷漆 B．良好接地 C．静电除尘 D．使用避雷针 5．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？ 6．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 B层 7．如图所示金属球壳内有一静止的负电荷，球壳内、外表面的感应电荷分布可能是（　　） A． B． C． D． 8．（多选）对于表面电荷均匀分布的球壳，球壳内部任意一点的电场强度的矢量和均为零，而球壳外部的电场强度分布与将球壳总电荷视为集中于球心的等效点电荷所激发的电场强度一致。一个半径为R、电荷量为+Q的金属球，其内部有一个与其同心且半径为的球形空腔。现在其球心位置放一电荷量为+q的点电荷，当金属球达到静电平衡时，电场线的分布如图所示，下列说法正确的是（　　） A．金属球内表面上的负电荷的电荷量为 B．金属球外表面上的正电荷的电荷量为 C．距离球心为处的某点，该处电场强度大小为0 D．距离球心为2R处的某点，该处电场强度大小为 9．如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋2q的点电荷。 （1）金属杆中点处的电场强度为多少？ （2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度的大小和方向？ C层 10．如图所示，将悬挂在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 11．（多选）如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后，则（　　） A．b端的电势比d点的低 B．a端的电势比b端的低 C．杆内c处的场强的方向由a指向b D．杆内场强处处为零 阅读材料，回答下列问题。 材料二：生活中有很多静电现象，通过摩擦、接触、感应等方式可以使物体带电。原子是由带正电的质子、不带电的中子以及带负电的电子组成的。每个原子中质子的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为电中性。 12．某金属球A带的正电荷，另一完全相同的金属球B带的负电荷，将两金属球充分接触后再分开，则B球的电荷量为（　　） A． B． C． D． 13．关于摩擦起电，下列说法正确的是（　　） A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，丝绸得到了电子 B．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮得到了电子 C．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒产生了负电荷 D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒产生了正电荷 14．科学家在研究原子、原子核以及基本粒子时，为了方便，常常把元电荷作为电荷量的单位。关于元电荷，下列说法正确的是（　　） A．把质子或电子叫做元电荷 B．元电荷是一种特殊的点电荷 C．电荷量很小的电荷就是元电荷 D．物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍 15．（1） 做静电实验时， 应保持空气_________（填“潮湿”或“干燥”）。 （2）在库仑扭秤实验中，库仑是如何解决“带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离”的困难的：___________________________________。 （3）下列有关生活中的静电，哪些是利用静电技术的____________。  （填序号） ①静电除尘；②飞机轮胎用导电橡胶制成；③静电复印；④油罐车的接地链条；⑤静电喷涂；⑥电子点火器 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C B BD BD C BD B AD 1．C 【详解】AB．若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，由于静电屏蔽，Q上无感应电荷；若M接地，M与大地组成一个大导体，靠近N的一端和大地将出现感应电荷，Q上无感应电荷，故AB正确，不符合题意； C．若M、N不带电，M不接地，则Q带电时，因为Q在M的空腔内，会使M的内表面感应出与Q异号的电荷，外表面感应出与Q同号的电荷。N在M的外部，会受到M外表面电荷的电场影响，因此N上会产生感应电荷，故C错误，符合题意。 D．若M、N不带电，若M接地，则Q带电时，接地后M的外表面电荷被导走，仅内表面保留与Q异号的感应电荷。M的外部电场消失，N不受电场影响，因此N上无感应电荷，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．集尘板带正电，是因为它失去电子，故A错误； BCD．集尘板带正电，空气中的灰尘颗粒会被吸附在集尘板上，异种电荷相互吸引，灰尘颗粒可能带负电，带电体可以吸引轻小物体，灰尘颗粒可能不带电，故B正确，CD错误。 故选B。 3．BD 【详解】A．图甲，根据静电感应原理可知，导体棒A端因感应带负电，B端带正电，故A错误； B．乙图是库仑的扭秤装置，利用点电荷之间较小的作用力可使细丝发生比较大的可测量的扭转，通过细丝扭转的角度可以比较力的大小，主要用到的实验方法是微小量放大法，故B正确； C．丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的外表面感应出等量异种电荷，内表面没有电荷，导体壳内空腔C电场强度为0，故C错误； D．丁图中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故D正确。 故选BD。 4．BD 【详解】A．静电喷漆利用静电力使涂料均匀吸附在物体表面，属于静电的应用，故A不符合题意； B．良好接地可将物体积累的静电及时导入大地，避免电荷积聚引发火花或吸附灰尘，属于防范静电危害的措施，故B符合题意； C．静电除尘通过静电力吸附颗粒物，属于静电的应用，故C不符合题意； D．使用避雷针通过尖端放电中和云层电荷，防止雷击造成的危害，属于防范静电危害的措施，故D符合题意。 故选BD。 5．（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。 6．（1）0；（2），沿AB连线向右 【详解】（1）空心金属球处于静电平衡状态，所以其球心O点的场强为0； （2）两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为 方向向左，根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为 方向向右。 7．C 【详解】根据静电感应知识可知，球壳内表面感应出正电荷，外表面感应出负电荷，右侧部分与负点电荷距离近，感应的正电荷要多一点，另外，球壳内表面电荷的分布应关于球心与点电荷连线上下对称，由于球壳内外表面之间场强处处为零，则球壳外表面电荷应均匀分布。 故选C。 8．BD 【详解】AB．由题意可知，金属球壳内部的电场强度处处为零，所以金属球内表面的电荷量为，金属球原来的电荷量为+Q，所以此时外表面的电荷量为，选项A错误，选项B正确； C．金属球上的电荷量对空腔无影响，所以距离球心为处的某点，此处电场强度大小不为0，选项C错误； D．距离球心为2R处的某点，该处电场强度大小为，选项D正确。 故选BD。 9．（1）0；（2），水平向右 【详解】（1）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在金属杆中点处产生的场强大小与一带电量为+2q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则该处的电场强度为零。 （2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强与一带电量为+2q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，即方向水平向右 大小为 10．B 【详解】CD．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，选项CD错误； AB．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之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。 故选B。 11．AD 【详解】A．电场线由右向左，所以b端的电势比d点的低；故A正确； BCD．达到静电平衡后，杆处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，导体上的电势处处相等，所以可以得到 φa＝φb 内部的场强处处为零，c处的电场强度为0，故BC错误，D正确。 故选AD。 12．B 13．A 14．D 15． 干燥 库仑建立了点电荷模型（带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略）解决了带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离的问题。 ①③⑤ 【解析】12．两个电荷充分接触后再分开，所带电荷量先中和再平分，所以B球的电荷量 故选B。 13．AD．根据电荷守恒定律可知摩擦起电不会产生电荷，丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒失去了电子，丝绸得到了电子，故A正确，D错误； BC．同理，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒得到了电子，毛皮失去了电子，故BC错误。 故选A。 14．ACD．元电荷是质子或者电子所带的电荷量，并不是质子或电子本身，物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍，故D正确，AC错误； B．元电荷不是点电荷，故B错误。 故选D。 15．（1）[1]做静电实验时，为了避免水汽带走电荷，应保持空气干燥； （2）[2]库仑建立了点电荷模型（带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以至形状、大小及电荷的分布状况对相互作用力的影响可以忽略）解决了带电体上的电荷分布难以确定，无法确定相互作用的电荷间的距离的问题。 （3）[3]静电除尘、静电复印、静电喷涂都是利用了静电； 飞机轮胎用导电橡胶制成是为了防止静电，油罐车的接地链条也是为了防止静电； 电子点火器没有利用静电技术，而是利用了尖端放电。 故选①③⑤。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $