物理第一章 静电场7 静电的利用和防护一课一练

1.7静电的利用和防护同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．如图中接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电荷量为Q，到球心的距离为r．该点电荷的电场在球心处产生的感应电场的场强大小等于（）

A．k﹣k B．k+k

C．0 D．k

2．下列说法不正确的是（　　）

A．避雷针利用针尖放电原理来避雷电

B．油罐车下拖一条铁链是利用静电

C．摩擦起电和感应起电的实质是一样的，都是使电子发生转移

D．静电除尘是利用静电

3．如果你到电脑商店购买硬盘或CPU等电脑配件时，尽量不要用手直接去触摸金属部分，这是因为（　　）

A．人有可能会被电脑配件上的静电“电”一下

B．有可能损坏电脑配件上露出的零件或接线

C．有可能人身上的静电会击坏电脑配件

D．人是导体，有可能使电脑配件中的电池短路

4．以下关于静电现象的说法中，不正确的是

A．穿着化纤服装的人在晚上脱衣服时，常常会看见闪光并伴有轻微的“噼啪”声，这是由于摩擦起电所造成的现象

B．摩擦起电产生的电压总是很低的，因此对人并不会造成伤害

C．脱化纤服装时，由于摩擦起电所产生的电压可能高达几千伏以上

D．脱化纤服装时，由于摩擦起电所产生的静电能量很微小，通常不会对人造成伤害

5．最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转有关加油时静电起火，下列说法正确的是　　

A．加油时可以通过整理衣服导走静电

B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电

C．加油前可以先通过洗手以消除静电

D．衣服上的静电产生方式属于接触起电

6．下列说法正确的是（　　）

A．物体通常呈现电中性，是因为物体没有电荷

B．摩擦起电、接触起电、感应起电的带电实质是创造电荷，或电荷消失

C．油罐车尾部拖有落地金属链条金属链条不能防止静电现象带来危险

D．电荷在转移的过程总电量是不变的

7．下列与静电现象有关的说法正确的是（　　）

A．人用手触摸带电金属球头发会竖起散开，其原因是金属球对头发有电场力的作用

B．油罐车的下端铁链拖地疏导电荷，油罐车上多余的正电荷通过铁链运动到大地

C．工人进行超高压带电作业，所穿的工作服是由绝缘的丝织品制成，起静电屏蔽的作用

D．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷

8．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，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r．达到静电平衡后，下列说法正确的是

A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷

B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零

C．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势

D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为

9．如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　　）

A．Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En

B．Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En

C．P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En

D．P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En

10．关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（　　）

A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁

B．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚

C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸

D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧

11．如图所示，为不带电空腔球形导体，现将一个带负电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的电场强度E和电势的关系是（ ）

A．，

B．，

C．，

D．，

12．如图所示为加油，向未来某期科普节目中神奇的“闪电”实验现场，一辆汽车停在舞台中央，汽车左右两边有两个穿着金属防护服的实验员，高压电源接通后，实验员之间产生了高压静电场，但是汽车里的人毫发无损，下列说法正确的是（　　）

A．车内任意两点的电势相同

B．车上的感应电荷均匀分布在车体的外表面

C．车上的感应电荷在车内产生的电场强度为零

D．上述情景下，将某一带电物体放在车外的电势能大于放在车内的电势能

13．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（　　）

A．a端的电势比b端低

B．b端的电势与d点的电势相等

C．杆内c处场强大小不等于零，c处场强方向由b指向a

D．感应电荷在杆内c处场强的方向由a指向b

14．在一次科学晚会上。一位老师表演了一个“魔术”：一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片。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。很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇。顿时塑料瓶清澈透明。停止摇动。又是烟雾缭绕。关于以上实验说法正确的是（　　）

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．起电机摇动前．需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功

D．起电机摇动时．塑料瓶内易拉罐（金属）片边电场强度最大

15．如图为某一处于静电平衡状态下导体周围的电场分布示意图，a和b是导体表面上的两点，下列判断正确的是（　　）

A．图中的“线”为一系列的等势线

B．a点处的电荷密度大于b点

C．电荷从a移动到b，电场力可能做正功

D．a点周围的电场强度小于b点周围电场强度

二、填空题（共4题）

16．有一绝缘空心金属球A，带有的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有的负电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，如图所示，则B球上电量为_________C，A球上电荷量为________C。

17．（1）处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。(      )

（2）静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，导体的电势也为零。(      )

（3）因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。(      )

（4）避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。(      )

（5）用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。(      )

（6）飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。(      )

18．伟大的物理学家______（选填“富兰克林”或“伽利略”）冒着生命危险进行了著名的风筝实验，避雷针的原理是______。到目前为止，科学实验发现的最小的电荷量是电子所带的电荷量，这个电荷量用e表示，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量e叫作______。

19．为观察电荷在导体上的分布规律，将一个大的导体安放在绝缘支架上，并使导体带上负电荷，如图所示．用带绝缘柄的小验电球P 接触导体上的各点，再与不带电的验电器接触，通过验电器金箔片的张角判断各点的带电情况．主要实验步骤如下：

①用P 接触导体上的A 点，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金箔片张角较小；

②用P 接触导体上的B 点，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金箔片张角较大：

③用P 与导体的尖端C 点接触，再与不带电的验电器接触，发现验电器的金箔张角最大．由此可以确定：

（1）电荷在导体表面的分布是_____（选填“均匀”或“不均匀”） 的．突出的位置，电荷比较_____；平坦的位置，电荷比较_____（选填“密集”或”稀疏”）

（2）比较导体外A、B、C 三点附近电场强度的大小，其中电场强度最大的是_____点附近；电场强度最小的是_____点附近．（选填“A”、“B”或“C”）

三、综合题（共4题）

20．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置。金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头，逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可以看到放电现象。A、B两个金属柱，哪个容易放电？（实验时注意身体要远离带电体，以防触电。）

21．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？

22．科学实验表明，当空气中的电场强度达到3.0×106V/m时，空气将被击穿而发生放电现象，现有一片乌云，由于摩擦产生的与地面间的电压为1.2×109V.若云层到地面的距离较近时，中间的空气被击穿出现闪电，求：（1）若这片乌云带正电，把地面的电势定为零电势，则这片乌云的电势为多少？

（2）这片乌云距离地面的距离为多少时，就会产生闪电？

（3）带电乌云靠近地面建筑物时，可能发生放电现象而产生雷击，请你列举一种避免雷击的措施．

23．如图所示，在孤立点电荷+Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线（用实线表示，要求严格作图）．

参考答案：

1．D

2．B

3．C

4．B

5．C

6．D

7．D

8．D

9．B

10．C

11．A

12．A

13．D

14．B

15．B

16．     0    

17．     对     错     对     错     错     对

18．     富兰克林     尖端放电     元电荷

19．     （1）不均匀；     密集；     稀疏；     （2）C；     A；

20．A金属柱容易放电

21．

当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷．通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，使建筑物避免雷击．

22．(1)1.2×1019；(2) 400m；(3)建筑物上安装避雷针、雷雨天气不在大树下避雨等．

23．