2020-2021学年第5节 静电的利用与防护达标测试
展开1.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,以下说法正确的选项是〔 〕
A. 电工被铜丝衣服所包裹,使体内电场强度为零B. 电工被铜丝衣服所包裹,使体内电势为零
C. 铜丝编织的衣服不易拉破D. 铜线电阻小,能对人体起到保护作用
2.如下图,在原来不带电的金属细杆ab附近P处,放置一个正点电荷,c为ab的中点,d为P和金属杆连线的中点,到达静电平衡后〔 〕
A. a端的电势比b端的高B. a端的电势比b端的低
C. 点电荷在杆内c点产生的场强为零D. a端的电势比d点的电势低
3.如下图,用起电机使金属球A带上正电,靠近不带电的验电器B,那么〔 〕
A. 验电器金属箔片张开,因为验电器金属箔片带上了正电
B. 验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电
C. 验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电
D. 验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触
4.如下图,取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带电。把带正电荷的物体C移近导体A,再把A和B分开,然后移去C。那么〔 〕
A. A带正电,B带负电 B. A带负电,B带正电 C. A,B带同种电荷 D. A,B都不带电
5.如下图A是带正电的球,B为不电的导体,AB、均放在绝缘支架上,M、N是导体B中的两点,以无限远处为电势零点,当导体B到达静电平衡后,说法错误的选项是〔 〕
A. M,N两点电场强度大小关系为EM=EN=0 B. M,N两点电势上下关系为 φM=φN
C. M,N两点电势上下关系为 φM>φN>0 D. 感应电荷在M,N两点产生的电场强度 EM′>EN′
6.以下现象中,属于静电利用的是 ( )
A. 在很高的建筑物顶端装上避雷针 B. 在高大的烟囱中安装静电除尘器
C. 油罐车后面装一根拖在地上的铁链条 D. 存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴
7.如下图,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂金属验电箔,假设使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,可能看到的现象是( )
A. 只有M端验电箔张开,且M端带正电 B. 只有N端验电箔张开,且N端带负电
C. 两端的验电箔都张开,且N端带负电,M端带正电 D. 两端的验电箔都张开,且N端带正电,M端带负电
8.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开.以下各图表示验电器上感应电荷的分布情况,其中正确的选项是( )
A. B. C. D.
9.避雷针能起到避雷作用,其原理是〔 〕
A. 尖端放电 B. 静电屏蔽 C. 摩擦起电 D. 同种电荷相互排斥
10.如下图,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体,当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做〔 〕
A. 向上偏转的类似平抛运动; B. 向下偏转的类似平抛运动 C. 匀速直线运动 D. 变速直线运动
11.以下哪些措施是为了防止静电产生的危害?〔 〕
A. 在高大的建筑物顶端装上避雷针 B. 在高大的建筑物顶端安装电视公用天线
C. 在高大的烟囱中安装静电除尘器 D. 静电喷漆
12.金属球壳原来带有电荷,而验电器原来不带电,如下图。现将金属球壳内外表与验电器的金属小球相连,验电器的金属箔〔 〕
A. 不会张开 B. 一定会张开 C. 先张开后闭合 D. 可能会张开
二、填空题
13.如图11所示,把带正电荷的导体球C移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体A、B,金属薄片张开,此时金属导体A带________电荷〔填“正〞或“负〞〕 ;如果先把C移走,再将A和B分开后,金属导体上的金属箔片是否张开________〔填“是〞或“否〞〕?
14.为了去除和利用烟气中的煤粉,可采用如右图所示的静电除尘装置,它是有金属管A和在管中的金属丝B组成,A接到高压电源正极,B接到高压电源负极,其距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,电子在运动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.
15.避雷针利用________原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击.再举两个利用静电的实例:________,________.
16.如下图,不带电的枕形导体AB,A段靠近一带正电的导体C时,A端将带________电,B端________〔填“不带电〞、“带正电〞或“带负电〞〕.用手触摸枕形导体A端后,枕形导体A端________〔填“不带电〞、“带正电〞或“带负电〞〕,B端________〔填“不带电〞、“带正电〞或“带负电〞〕.
三、解答题
17.如下图,在真空中有A和B两个点电荷,电荷量分别为-Q和+2Q,它们相距为L,如果在两个点电荷间有一个半径为r〔2r
19.如下图,在枕形金属导体外的M、N两点分别放置一个电荷量为+Q的点电荷,A为导体内一点,MA⊥AN,A、N位于同一水平线上,且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
参考答案
1.【答案】 A
【解析】屏蔽服作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外外表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.等电位说明电势相等而不是等于0,等电势时电势差为0,电场强度为0.所以A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
2.【答案】 D
【解析】AB.到达静电平衡后,导体为等势体,导体上的电势处处相等,所以可以得到φa=φb , AB不符合题意;
C.点电荷在杆内c点产生的场强不为零,感应电荷与点电荷在c点产生的场强矢量合为零,C不符合题意;
D.根据沿着电场线方向电势降低,A端的电势比d点的电势低,D符合题意。
故答案为:D。
3.【答案】 A
【解析】把一个带正电的物体A,靠近一个原来不带电的验电器的金属小球,验电器的金属小球由于静电感应,会带上负电荷,金属箔会带上等量正电荷,所以验电器的金箔张开,而整个验电器不带电。
故答案为:A
4.【答案】 B
【解析】带正电的物体C靠近A附近时,由于静电感应,A端带上负电,B端带上正电;
先把AB分开,那么A带负电,B带正电,移去C后,电荷不能再进行中和,所以A端带负电,B端带正电;B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
5.【答案】 C
【解析】导体B到达静电平衡后,内部场强为零,所以 EM=EN=0 ,A不符合题意;B到达静电平衡后变成一个等势体,即 φM=φN>0 ,B不符合题意C错误,符合题意;感应电荷在MN两点产生的电场强度大小等于A在MN两点产生的电场强度,根据点电荷电场公式可知,距离场源电荷越近,电场强度越大,故 EM′>EN′ ,D不符合题意。
故答案为:C
6.【答案】 B
【解析】A.当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下,保护建筑物的平安,属于防止静电危害。A不符合题意;
B.在高大的烟囱中安装静电除尘器,利用静电除去废气中的粉尘,这是对于静电的应用,B符合题意。
C.油罐车在运动的过程中,由于里面的油再晃动,也会摩擦产生静电,后面拖一条的铁链就可以以及时的把产生的静电导走,属于防止静电危害。C不符合题意;
D.利用导电橡胶做的防电靴及时的把产生的静电导走,防止工人在走动中产生静电,导致事故。属于防止静电危害。D不符合题意。
故答案为:B
7.【答案】 C
【解析】金属导体处在负电荷的电场中,由于静电感应现象,导体的右端要感应出正电荷,在导体的左端会出现负电荷,所以导体两端的验电箔都张开,且N端带负电,M端带正电,所以C符合题意,ABD不符合题意;
故答案为:C。
8.【答案】 B
【解析】由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以验电器的上端应带上与小球异号的电荷,而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷;ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B
9.【答案】 A
【解析】当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。其原理为尖端放电。
故答案为:A。
10.【答案】 C
【解析】由于空心导体上方靠近带正电的带电体,所以空心导体为等势体,内部场强为零,正电荷进入后不受电场力作用,即做匀速直线运动,
故答案为:C.
11.【答案】 A
【解析】解:A.当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下,保护建筑物的平安,属于静电防止,A符合题意;
B.在高大的建筑物顶端安装电视公用天线,利用静电接受电视信号,属于静电应用,B不符合题意;
C.静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,属于静电应用,C不符合题意;
D.喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到外表,属于静电应用,D不符合题意.
故答案为:A.
12.【答案】 B
【解析】验电器的小金属球与空心金属球壳用导线连接,不管是连在球壳内部或是外边,效果都一样,即都使两者成为一个共同的导体。到达静电平衡状态时,其净电荷由于静电斥力作用,尽可能远离,故都分布在导体的外外表上,所以验电器的小金属球带电,验电器的金属箔会张开角度,B符合题意.
故答案为:B
13.【答案】 负;否
【解析】把带正电荷的导体球C移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体A、B,由于电荷之间的相互作用,负电荷受到C上的正电荷的吸引,金属导体的两端会带上电性相反的电荷,金属薄片张开,此时金属导体A带负电荷;如果先把C移走,移走C后AB上的电荷将重新分配,A端的负电荷将向B端移动,AB的两端都不带电,再将A和B分开后,金属导体上的金属箔片不能张开.
14.【答案】越强;A
【解析】解:B接到高压电源负极,且A要接地,其目的是防止静电,防止出现高压放电危险. 电极截面如下图,由电场线可判断越靠近B场强越强;粉尘吸附电子后带负电,因此向正极A运动.
由于煤粉带负电,故煤粉将被吸附到A极上;
故答案为:〔1〕越强,〔2〕A
15.【答案】尖端放电;静电复印;静电除尘
【解析】解:避雷针利用尖端放电原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击.避雷针是 富兰克林创造的. 我们应用静电的仪器有:静电复印和静电除尘等;
故答案为:尖端放电;静电复印;静电除尘
16.【答案】负;带正电;带负电;不带电
【解析】解:由于静电感应,AB中的负电荷将向A端移动,从而使A端带负电,B端带正电;
用手触摸AB后,用手触摸枕形导体后,由于C为正电荷,故AB电势高于大地的电势,因此大地上电子跑到导体上,将B端的正电荷中和,而A端所受的负电荷增大,B端不带电;
故答案为:负; 带正电; 带负电;不带电;
17.【答案】 解;两个点电荷和金属球壳上的感应电荷在O点处产生的场强的矢量和为零,故球壳上的感应电荷在O点处产生的场强与两个点电荷在O点处产生的合场强大小相等,方向相反,即 E=kQ(L2)2+k⋅2Q(L2)2=12kQL2
方向沿A、B连线指向B
【解析】 球壳 处于静电平衡时,两个点电荷和金属球壳上的感应电荷在O点处产生的场强的矢量和为零,结合点电荷的电场强度公式进行分析即可。
18.【答案】根据对称性可知,球体上离球心等距离处电荷分布情况应该相同;从力的角度分析:因为同种电荷之间的相互作用力是斥力,稳定时电荷间的距离应尽可能大,所以稳定时电荷都分布在球体的外外表.从能的角度分析:因为同种电荷之间距离越大,系统的电势能就越小,系统就越稳定,所以稳定时电荷都分布在球体的外外表.
答:稳定时电荷只分布在球体的外外表.
【解析】根据对称性可知,球体上离球心等距离处电荷分布情况应该相同;
从力的角度,因为同种电荷之间的相互作用力是斥力,稳定时电荷间的距离应尽可能大,所以稳定时电荷都分布在球体的外外表.
从能的角度,因为同种电荷之间距离越大,系统的电势能就越小,系统就越稳定,所以稳定时电荷都分布在球体的外外表.
答:稳定时电荷只分布在球体的外外表.
19.【答案】解:由点电荷的电场强度公式E= kQr2 ,得:+Q和+Q的两个点电荷在A点产生的电场强度都为:E= kQr2 ,枕形金属导体处于静电平衡状态时,内部电场强度处处为零,枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E大小等于+Q和+Q的两个点电荷在A点产生的合场强,方向相反,那么由矢量合成得:E合= 2 E= 2 kQr2 V/m,场强方向沿二者的角分线斜向右上方。
【解析】静电平衡的导体内部场强处处为零,感应电场与源电荷在此形成电场等大反向,利用矢量合成法那么即可得到结果。
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