物理必修 第三册第九章 静电场及其应用4 静电的防止与利用课时练习

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1．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是( )
A．图甲中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B．图乙为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理
D．图丁中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理
2．在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地．这是为了( )
A．杀菌消毒B．消除静电
C．利用静电D．防止漏电
3．(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，体内电场强度为零
D．电工穿上屏蔽服后，体内电势为零
4.
(多选)如图所示，当在真空中把一不带电导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象).下列说法正确的是( )
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内部电场强度越来越大
C．导体上的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度
D．导体上的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等
5．关于静电的利用和防止，以下说法正确的是( )
A．印染厂应保持环境干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B．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
C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚
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
6.
如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则( )
A．金属罩B的内表面带正电荷
B．金属罩B的右侧外表面带正电荷
C．验电器C的金属箔片将张开
D．金属罩B左、右两侧电荷电性相同
7．如图所示，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，静电力常量为k.则该金属球上感应电荷在球心O处产生的电场强度大小为( )
A．keq \f(Q,r2)－keq \f(Q,R2)B．keq \f(Q,r2)＋keq \f(Q,R2)
C．0D．keq \f(Q,r2)
8．如图为静电除尘器除尘原理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是( )
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大
9．复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的．复印机的基本工作过程：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上．以下说法正确的是( )
(1) (2) (3) (4)
A．步骤(1)中发生了静电感应现象
B．步骤(2)中发生了局部导电现象
C．步骤(3)中发生了静电平衡现象
D．步骤(4)中发生了静电屏蔽现象
10．如图所示，验电器A不带电，验电器B上装有带孔的空心金属球C，金属球C带电．D是带有绝缘手柄的金属小球，可以从C上方的小孔进入其内部．下列说法正确的是( )
A．图甲中，使D跟C的外部接触，再让D跟A靠近时，A的箔片张开
B．图甲中，使D跟C的外部接触，再让D跟A接触时，A的箔片不张开
C．图乙中，使D跟C的内部接触，再让D跟A靠得更近些，A的箔片张开
D．图乙中，使D跟C的内部接触，再让D跟A接触，重复多次后，A的箔片张开
11．静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是 ( )
A．涂料微粒一定带正电
B．涂料微粒一定带负电
C．涂料微粒可能带正电，也可能带负电
D．喷嘴与工件之间的电场为匀强电场
B组 能力提升练
12．如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电．图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极(接地).下列说法正确的是( )
A．通过过滤网后空气中的尘埃带正电
B．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大
C．c、d两个电极之间的电场方向竖直向上
D．尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功
13．如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为＋Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是( )
A．EO≠0 EM＝0
B．EO＝0 EM≠0
C．EO＝0 EM＝0
D．EO≠0 EM≠0
14．(多选)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
15．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场是下图中的哪一个( )
16．(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( )
A．a端带负电荷
B．b端带负电荷
C．c点电场强度为0
D．杆内c处电场强度的方向由a指向b
课时分层作业(六) 静电的防止与利用
1．解析：图甲中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；图乙中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；金属壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确．
答案：B
2．解析：在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，故B正确．
答案：B
3．解析：屏蔽服的作用是使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等势屏蔽面，从而保护人体免受高压电场及电磁波的危害，等势面说明电势相等而不是等于0，而电场中的导体内的电场强度为0.故选B、C.
答案：BC
4．解析：由于导体AB缓慢移动，所以导体AB内部可以认为始终处于静电平衡状态，导体内部电场强度始终为零，B错误；由于导体AB距P越来越近，导体A、B两端积累的感应电荷会越来越多，A正确；M点距小球P的距离比N点要近，带负电的小球P在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度，而导体内部的合电场强度处处为零，那么导体上的感应电荷在M点产生的电场强度就大于在N点产生的电场强度，故C正确，D错误．
答案：AC
5．解析：印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误；油罐车在运动的过程中，由于油罐里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走，避免产生电火花引起爆炸，故B正确；飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在跑道上滑行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，故C错误；绝缘性能良好的化纤制品的衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故D错误．
答案：B
6．解析：金属网罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，所以A错误；由于静电感应，使金属网罩B在左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感应出正电荷，B正确，D错误；由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，故验电器C上无感应电荷，验电器C的金属箔片不会张开，C错误．
答案：B
7．解析：由于静电平衡，导体内部E内＝0是外加电场E和感应电荷电场强度E′叠加的结果，即金属球上感应电荷在某点产生的电场强度与点电荷Q在该点的电场强度大小相等，方向相反，即E感＝keq \f(Q,r2)，故选D.
答案：D
8．解析：由于集尘极与电源的正极连接，尘埃在静电力作用下向集尘极迁移并沉积，说明到达集尘极的尘埃带负电，A错误；电场方向由集尘极指向放电极，B错误；尘埃带负电荷，在电场中受静电力的方向与电场方向相反，C错误；根据F＝qE可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大，D正确．
答案：D
9．解析：在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；文件反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误．
答案：B
10．解析：空腔导体带电时净电荷分布于金属球外侧，内部不带电，故让D先接触金属球C的外部，则D带上电荷，再让D跟A靠近时，由于发生静电感应，A的箔片张开，故A正确，B错误；让不带电的D先跟C的内部接触，因为C的内部不带电，所以D始终不带电，再让D跟A靠得更近些，A的箔片始终不张开，故C、D错误．
答案：A
11．解析：工件带负电，因此根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，涂料微粒一定带正电，A正确，B、C错误；根据图中的信息可知，喷嘴与工件之间的电场是非匀强电场，D错误．
答案：A
12．解析：尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A错误；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误．
答案：B
13．解析：由题意，可知空心金属球壳处于静电平衡状态，根据处于静电平衡状态中的导体，内部电场强度处处为零，可知EO＝0，EM＝0.故选C.
答案：C
14．解析：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，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．
答案：AD
15．解析：把正电荷放在金属球壳内部，由于静电感应的作用，在球壳的内壁会感应出负电荷，在球壳的外壁会感应出正电荷，由于正电荷的电场和感应电场的共同作用，在金属球壳的壳壁之间的电场强度为零．所以在金属球壳的壳壁之间没有电场，但球壳外部的电场分布情况不会受到影响，选项B正确，A、C、D错误．
答案：B
16．解析：由感应起电可知，当P处为正点电荷，b点感应出负电荷，a点感应出正电荷，故A错误，B正确；处于静电平衡的导体内部合电场强度为0，故C正确，D错误．
答案：BC