1.7 静 电 的 利 用 和 防 护 基 础 巩 固 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，在一块面积很大的接地金属平板的上方固定一个带负电的小球，虚线是金属平板上方电场的等 势面（相邻等势面间的电势差都相等），实线是某一带电粒子先后经过 M 和 N 处的运动轨迹。若该带电粒 子在 M 和 N 处受到的电场力大小分别为 FM 和 FN ，相应的电势能分别为 EpM 和 EpN ，则（　　） A．该粒子可能带负电 B． FM  FN ， EpM  EpN C．该粒子从 M 运动到 N 的过程中，电场力对它做负功 D．由于静电感应，在金属平板的上表面带负电荷 2．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 3．下列措施中能防止静电危害的是（ ） A．雷雨天中在孤立的高大树木下避雨 B．运油车后拖一条与地接触的铁链 C．在高大的烟囱中安装静电除尘器 D．在高大的建筑物顶端装上电信基站 4．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，则有关放电的论述正确的是（　　） A．A 放电 B．B 放电 C．A、B 一起放电 D．A、B 之间放电 5．范德格拉夫静电加速器是一种可通过产生粒子束（射线）来治疗某些癌症的直线加速器。它由两部分 组成，一部分是产生高电压的装置，叫做范德格拉夫起电机；另一部分是利用高压加速带电粒子的加速管。 其起电机部分结构如图所示，金属球壳固定在绝缘支柱顶端，绝缘材料制成的传送带套在两个转轮上，由 电动机带动循环运转。E 和 F 是两排金属针（称做电刷），与传送带靠近但不接触，其中电刷 F 与金属球 壳内壁相连。当电刷 E 与几万伏的直流高压电源的正极接通时，正电荷将被喷射到传送带上，并被传送带 带着向上运动。当正电荷到达电刷 F 附近时，由于感应起电和电晕放电作用，最终使得球壳上集聚大量电 荷，从而在金属球壳与大地之间形成高电压、强电场，用以加速带电粒子。根据以上信息，下列说法正确 的是（　　） A．电刷 E 和电刷 F 与传送带间都发生了感应起电 B．由于感应起电，最终电刷 F 上将集聚大量负电荷 C．最终球壳上集聚的是正电荷，且分布在球壳的外表面 D．该静电加速器可以无限制的提高球壳和大地间的电压 6．规定无限远处电势 φ=0，均匀带电球壳半径为 R，在 x 轴上各点的电势 φ 随 x 变化的关系如图所示，下 列说法正确的是 A．一点电荷沿 x 轴上从远处匀速靠近球壳，电场力做功的功率越来越小 B．把某点电荷从无限远处移动到 R 处，其电势能一定越来越大 C．把某点电荷从无限远处移动到 R 处，其电势能一定越来越小 D．在球壳内部任意两点间移动电荷，电场力做功为零 7．下列哪些做法不是属于防止静电危害的措施（ ） A．印染厂保持适当的湿度 B．油罐车运油时要装上一条拖地的金属链 C．在地毯中夹杂 0.05mm～0.07mm 的不锈钢丝导电纤维 D．做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子 8．如图所示，接地金属球 A 的半径为 R=5cm，球外点电荷的电量为 Q=1×10-5C，它到球心的距离为 r=3R，下列说法不正确的是（静电力常量 k=9×109N·m3/C2）（　　） A．该金属球上感应电荷在球心产生的场强大小为 4×104N/C B．该金属球球壳处的场强为 0 C．该金属球球壳处的电势为 0 D．该金属球球心处的电势为 0 9．睿睿同学在西部游玩时，发现戈壁滩上常常出现远距离输电的铁塔，仔细观察发现高塔上除了用于输 电的 3 条导线外，顶部还有 2 条导线，关于这 2 条导线的作用，睿睿同学做了如下猜测，其中正确的是（ ） A．防止输电线被雷击，起到静电屏蔽的作用 B．防止铁塔倒塌，起到固定的作用 C．利用电磁感应，避免输电线电流过大 D．防止输电线意外断开，起到备用的作用 10．随着科学技术的发展，人们对静电特性的认识越来越深入，静电在生产、生活实践中得到了广泛地应 用，但有时也要防止静电产生的危害．下列措施属于利用静电的是（ ） A．油罐车尾的铁链 B．静电喷涂机 C．避雷针 D．飞机上的“放电刷” 11．如图所示，P 处有电荷量为 Q 的正电荷，MN 是长为 l 的导体细杆，P、a、b、c 是位于 MN 所在直线 上的点，则以下说法正确的是（　　） A．b、c 两处的电势大小 φb＞φc B．若规定 a 处电势为 0，则 c 处电势小于 0 C．正电荷 Q 在 b 处产生的电场强度为 0 D．a、b 两处的电场强度大小 Ea＜Eb 12．用一个绝缘棒做支柱，支撑一个不带电的空心金属球，球顶开一个小孔，为了使球的外表面带负电荷， 下面所采取的方法错误的是（ ） A．把一个带正点的小球从小孔伸入球内，但不与球的内壁接触 B．把一个带负点的小球从小孔伸入球内，但不与球的内壁接触 C．把一个带负点的小球从小孔伸入球内，并与球的内壁接触 D．把一个带正点的小球从小孔伸入球内，但不与球的内壁接触，再用手接触一下球的外表面，手离开球 后再把小球取出拿远 13．近期黑龙江省部分地区出现停电的情况，很多电厂、电站都以煤做燃料的工厂，每天排出的烟气带走 大量的煤粉如图甲所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，为了消除烟气中的煤粉，如图乙所示为 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（　　） Em  En A．Q 接电源的正板，且电场强度 C．P 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 D．P 接电源的正极，且电场强度 Em  En Em  En 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 15．一个匀强电场的电场线分布如图甲所示，把一个空心导体引入到该匀强电场后的电场线分布如图乙所 示．在电场中有 A、B、C、D 四个点，下面说法正确的是(　　) A．φA＝φB B．φB＝φC C．EA＝EB D．EB＝EC 二、填空题（共 4 题） 16．（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。（______） 17．如图，带电体 C 的右侧有两个相互接触的金属导体 A 和 B，均放在绝缘支座上，若先将 C 移走，再把 A、B 分开，则 A_________电，B__________电，若先将 A、B 分开，再移走 C，则 A_____电，B_______ 电，若不移开 C，用手触摸，则 A________电，B_______电。 18．如图所示，当一个带正电荷的物体 C 靠近原来不带电的导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体内 的电荷将重新分布，最终远离带电物体 C 的 B 端带__________（选填“正”或“负”）电荷；导体 A 端的电势_ _________（选填“大于”、“等于”或“小于”）导体 B 端的电势；D 为导体内的一点，该点的电场强度_______ ___（选填“大于”或“等于”）零。 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．身上穿的化纤衣服常会贴在人的身体上，为什么？ 21．处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏 蔽是怎样起到屏蔽作用的？ 22．在实验室完成下述实验（图）：将一只开口的空心金属球放在验电器 A 的导杆上，用与丝绸摩擦过的 玻璃棒接触空心金属球，观察验电器 A 指针的情况。用带正电的玻璃棒分别与空心金属球外表和内壁接触， 再分别与验电器 B 的金属球接触（即把电荷转移到验电器 B 上分别反复操作几次，观察两种情况下验电器 B 指针的位置变化。你发现了什么？请完成实验报告。 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．B 2．C 3．B 4．A 5．C 6．D 7．D 8．A 9．A 10．B 11．B 12．A 13．B 14．B 15