人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用同步测试题

课时跟踪检测(四)  静电的防止与利用

组—重基础·体现综合

1．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(　　)

A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全

B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好

C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死

D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险

解析：选B　电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误。塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确。小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误。打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误。

2．在燃气灶上常安装电子点火器，电子点火器的放电电极应该做成(　　)

A．圆头状　　　　　　　 B．针尖状

C．方形  D．椭球形

解析：选B　导体越尖锐电荷越容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密集区，故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形，形成尖端放电，故B正确，A、C、D错误。

3.如图1所示，一个带负电荷的金属球放在绝缘的支架上，处于静电平衡状态，金属球内部的电场强度大小为E1，若减少金属球的带电荷量，再次处于静电平衡状态后，金属球内部的电场强度大小为E2，则(　　)

A．E2<E1  B．E2>E1

C．E2＝E1  D．无法确定                       图1

解析：选C　处于静电平衡状态的导体内部的电场强度处处为零，选项C符合题意。

4．(多选)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。下列说法正确的是(　　)

A．不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头

B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备

C．固定电话和手提电话均可正常使用

D．在旷野，应远离树木和电线杆

解析：选ABD　表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用，选项A、B、D正确，C错误。

5．如图2所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处依次有电荷量为＋Q和电荷量为－Q的两个点电荷，一个电荷量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中(　　)

图2

A．先减速运动，后加速运动

B．先加速运动，后减速运动

C．先减速运动，后加速运动，再减速运动

D．一直匀速运动

解析：选D　因为铁板处于静电平衡状态，因此铁板表面附近的电场强度与铁板处处垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以速度v0做匀速运动。选项D正确。

6.如图3所示，一导体球A带有正电荷，当只有它存在时，它在空间P点产生的电场强度的大小为EA。在A球球心与P点连线上有一带负电的点电荷B，当只有点电荷B存在时，它在空间P点产生的电        图3

场强度大小为EB。当A、B同时存在时，根据场强叠加原理，P点的场强大小应为(　　)

A．EB  B．EA＋EB

C．|EA－EB|  D．以上说法都不对

解析：选D　当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时，导体球上的电荷将均匀分布在导体球表面。根据题意，均匀分布在导体球上的电荷在P点产生的场强为EA。当把点电荷B放在A球球心与P点的连线上后，虽然导体球所带的总电荷量未变，但因静电感应，导体球上的电荷将重新分布，直到再次达到静电平衡。这时，导体球上的电荷在P点产生的场强EA′不等于EA。由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题，点电荷B在P点产生的场强与周围是否存在其他电荷无关，所以仍为EB。当点电荷B与导体球A同时存在时，P点的场强应由EA′与EB叠加而成，而不是由EA与EB叠加，故D符合题意。

7．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(如图4)是：(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(　　)

图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

解析：选B　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。

组—重应用·体现创新

8．(多选)如图5所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的箔片张开的是(　　)

图5

解析：选AC　处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，故选项A、C正确，选项B错误；D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的。

9.(多选)如图6所示，金属球壳A带有正电，其上方有一小孔a，静电计B的金属球b用导线与金属球c相连，以下操作所发生的现象中，正确的是(　　)                                          

图6

A．将c移近A，但不与A接触，B会张开一定角度

B．将c与A外表面接触后移走，B会张开一定角度

C．将c与A内表面接触时，B不会张开角度

D．将c置于A空腔内，但不与A接触，B不会张开角度

解析：选ABD　将c移近A时，因发生静电感应，使B的指针带正电从而张开一定角度，故A正确；不论将c与A的内表面还是外表面接触，因为接触带电，指针都带正电，从而张开一定角度，故B正确，C错误；将c置于A空腔内不会发生静电感应，不会张开角度，故D正确。

10.(多选)如图7所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而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．N接电源的正极

B．M接电源的正极                                                   图7

C．电场强度EB>EA

D．电场强度EB<EA

解析：选AC　电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极，则其内部电场线分布情况如图所示。由图可知金属棒附近的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处的电场强度比A处的电场强度大，即EB>EA，选项A、C正确。

11.(多选)滚筒式静电分选器由料斗A，导体板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。C与G分别接直流高压电源的正、负极，并令C接地，如图8所示。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能相同而质量不同的两种物质颗粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导体板B到达转动着的滚筒C，已知颗粒a的质量较大，颗粒b的质量很小。下列说法正确的是(　　)                           图8

A．因为颗粒a、b的导电性能相同，所以都一定落入料槽E

B．因为颗粒a、b的导电性能相同，所以都一定落入料槽F

C．因为颗粒a的质量较大，所以a可能落入料槽F

D．因为颗粒b的质量较小，所以b可能落入料槽E

解析：选CD　通过分析可知放电针G附近的空气发生电离产生大量离子从而使颗粒a、b带电，但由于颗粒a的质量较大，滚筒C吸附力可能小于重力而直接落入料槽F，颗粒b的质量很小，滚筒C吸附力可能大于重力而被滚筒C吸附着一起转动到刮板D被刮入料槽E中，所以选项C、D正确。

12．长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图9所示。当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________。

图9

解析：导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场强度，即＋q在该点形成的电场强度E0，棒上感应电荷在该点形成的电场强度E′，达到静电

平衡状态时E′＝E0＝，E′和E0方向相反，方向向左。

答案：　向左

13.如图10所示，点电荷A和B带电荷量分别为＋3.0×10－8 C和－2.4×10－8 C，彼此相距6 cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm 的金属球壳，求球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度。(静       图10

电力常量k＝9×109 N·m2/C2)

解析：＋q1在O点的电场强度大小为E1＝k＝3×105 N/C，方向由O指向B；－q2在O点的电场强度大小为E2＝k＝2.4×105 N/C，方向由O指向B；设感应电荷在O点处产生的电场强度大小为E3，由静电平衡条件知E3＝E1＋E2＝5.4×105 N/C，方向由O指向A。

答案：5.4×105 N/C，方向由O指向A