靜電的防止與利用

4靜電的防止與利用基礎(chǔ)過關(guān)練題組一靜電平衡1.當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡時,下列說法正確的是(深度解析)A.外部電場消失B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場的場強為零C.導(dǎo)體內(nèi)部的合場強為零D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部的合場強均為零2.如圖,長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為Q的點電荷放在距棒左端R處,當(dāng)導(dǎo)體棒達到靜電平衡后,下列說法正確的是()A.棒中的場強為0B.棒中的場強不為0C.整個導(dǎo)體棒帶同種電荷D.導(dǎo)體棒內(nèi)有多余的電荷題組二尖端放電3.(2020廣東新豐一中高二期中)在高大的建筑物上安裝避雷針的目的是()A.通過尖端放電中和云層中的電荷B.避免放電現(xiàn)象的發(fā)生C.直接導(dǎo)走云層中的電荷D.增加電荷在建筑物上的積累4.如圖所示是模擬避雷針作用的實驗裝置,金屬板M、N間有兩個等高的金屬體A、B,A為尖頭、B為圓頭。將金屬板M、N接在高壓電源上,逐漸升高電源電壓,將首先觀察到()放電 放電、B一起放電 、B之間放電

題組三靜電屏蔽5.(2020河北阜平中學(xué)高二月考)有一個不帶電的空心金屬球,在它的球心處放一個正電荷,其電場分布是下圖中的()6.如圖所示,用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來,再使帶電金屬球靠近驗電器,則下面關(guān)于驗電器箔片的說法正確的是(深度解析)A.箔片張開B.箔片不張開C.帶電金屬球電量足夠大時箔片才會張開D.箔片張開的原因是金屬網(wǎng)感應(yīng)帶電產(chǎn)生電場7.如圖所示,把原來不帶電的金屬殼B的外表面接地,將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi),但不與B發(fā)生接觸,達到靜電平衡后,則(深度解析)的空腔內(nèi)電場強度為零 不帶電的外表面帶正電 的內(nèi)表面帶負電題組四靜電吸附8.(2020廣東汕頭高二期末)如圖是靜電除塵裝置示意圖,裝置的外壁連接高壓電源的正極,中間的金屬絲連接負極。將混濁氣體通入該裝置時,氣體中的粉塵會不斷向筒壁積累,最后在重力作用下墜落在筒底。在該裝置除塵的過程中,下列說法不正確的是()A.粉塵由于吸附作用而帶上正電荷B.粉塵由于吸附了電子而帶上負電荷C.帶電粉塵在靜電力作用下飛向筒壁D.筒壁與中間金屬絲之間存在強大的靜電場9.下列關(guān)于靜電噴漆的說法中正確的是()A.當(dāng)油漆從噴槍噴出時,油漆微粒帶正電,物體也帶正電,相互排斥而擴散開來B.當(dāng)油漆從噴槍噴出時,油漆微粒帶負電,物體也帶負電,相互排斥而擴散開來C.從噴槍噴出的油漆微粒帶負電,微粒相互排斥而擴散開來,被吸附在帶正電的物體上D.因為油漆微粒相互排斥而擴散開來,所以靜電噴漆雖噴漆均勻但浪費油漆能力提升練題組一靜電平衡1.(2019山東泰安新泰二中高一下月考,)如圖所示,接地金屬球A的半徑為R,球外點電荷的電荷量為Q,到球心的距離為r,則該金屬球上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場強等于()Qr2-kQR2 Q2.(2020安徽桐城中學(xué)高二月考,)長為l的導(dǎo)體棒原來不帶電,P1、P2是位于棒上的兩點,位置如圖所示。現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在距棒右端r處,達到靜電平衡后,棒上感應(yīng)電荷在P1處產(chǎn)生的場強大小為E1,在P2處產(chǎn)生的場強大小為E2。則以下說法正確的是()1=E2=01≠0,E2=0C.0<E1<E2,方向均向右1>E2>0,方向均向左3.(2020黑龍江鐵人中學(xué)高二月考,)如圖所示,一個原來不帶電的半徑為r的金屬球放在絕緣支架上,在其左側(cè)放置一個電荷量為+Q的點電荷,點電荷到金屬球左端的距離為2r。(1)求點電荷在金屬球球心O點處產(chǎn)生的場強大小E。(2)求金屬球上感應(yīng)電荷在球心O點處產(chǎn)生的場強大小E',并說明方向。深度解析題組二靜電感應(yīng)和靜電屏蔽的理解4.(2020福建南安一中高二月考,)如圖所示,將懸在絕緣細線上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼B內(nèi)(與內(nèi)壁不接觸),外加一個水平向右的場強為E的勻強電場,對于最后的結(jié)果,下列判斷正確的是()的右端帶正電,A向左偏的右端帶正電,A不偏左也不偏右的左端帶正電,A向右偏的左端帶正電,A不偏左也不偏右5.(2020安徽銅陵一中高二上期中,)如圖所示,有兩個相同的空心金屬球M和N,M帶電荷量為-Q,N不帶電(M、N相距很遠,互不影響),旁邊各放一個不帶電的金屬球P和R,當(dāng)將帶正電Q的小球分別放入M和N的空腔中時()、R上均有感應(yīng)電荷、R上均沒有感應(yīng)電荷上有而R上沒有感應(yīng)電荷上沒有而R上有感應(yīng)電荷6.(2020江蘇南通高一上月考,)(多選)如圖所示,金屬球殼A帶有正電,其上方有一小孔a,靜電計B的金屬球b通過導(dǎo)線與金屬小球c相連。以下判斷中正確的是(深度解析)A.將c移近A,但不與A接觸,B指針會張開一定角度B.將c與A外表面接觸后移開A,B指針會張開一定角度C.將c與A內(nèi)表面接觸時,B指針不會張開一定角度D.將c從導(dǎo)線上解下,然后用絕緣細繩吊著從A上小孔放入A內(nèi),并與其內(nèi)壁接觸,再提出空腔,與b接觸,B指針會張開一定角度

答案全解全析4靜電的防止與利用基礎(chǔ)過關(guān)練1.C導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時,在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場的場強與外部電場的場強大小相等,方向相反,此時導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為0,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,選項A、B、D錯誤,C正確。方法技巧對靜電平衡的三點理解(1)靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動的結(jié)果,達到靜電平衡時,自由電荷不再發(fā)生定向移動。(2)金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時間是非常短暫的。(3)導(dǎo)體達到靜電平衡后內(nèi)部電場強度處處為零,是指外電場與導(dǎo)體兩側(cè)的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場的合電場強度為零。2.A處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部場強處處為零,選項A正確,B錯誤;由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體棒的左右兩端會帶上異種電荷,選項C錯誤;靜電平衡時,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈剩電荷,選項D錯誤。3.A避雷針利用了尖端放電的原理,在發(fā)生雷電時,避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷通過尖端放電,中和了云層中的電荷,可以使建筑物免遭雷擊,選項A正確,B、C、D錯誤。4.A在導(dǎo)體外表面,越尖銳的位置,電荷的密度越大,其附近的電場強度越大,越容易使空氣電離,從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。A為尖頭,當(dāng)逐漸增大電壓時,A先放電,選項A正確,B、C、D錯誤。5.B把正電荷放在空心金屬球球心處,由于靜電感應(yīng),在球殼的內(nèi)壁感應(yīng)出負電荷,在球殼的外壁感應(yīng)出正電荷,所以在金屬球殼的內(nèi)、外壁之間,由于正電荷的電場和感應(yīng)電荷的電場的共同作用,其電場強度為零,所以在金屬球殼的內(nèi)、外壁之間沒有電場線,在球殼外部電場線的方向是向外的,選項B正確,A、C、D錯誤。6.B根據(jù)靜電屏蔽原理可知,用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來后,金屬網(wǎng)內(nèi)電場強度保持為0,外電場對網(wǎng)內(nèi)的驗電器不會產(chǎn)生影響,故使帶電金屬球靠近驗電器,箔片不會張開,B正確,A、C、D錯誤。誤區(qū)警示封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場不受殼外電荷或電場影響。封閉導(dǎo)體殼不論接地與否,內(nèi)部電場都不受殼外電荷影響。接地封閉導(dǎo)體殼外部電場不受殼內(nèi)電荷的影響。7.D因為金屬殼的外表面接地,所以外表面沒有感應(yīng)電荷,只有內(nèi)表面有感應(yīng)電荷分布,由于A帶正電,B的內(nèi)表面帶負電,D正確,B、C錯誤;B的空腔內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場和金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場,所以空腔內(nèi)電場強度不為零,A錯誤。導(dǎo)師點睛判斷導(dǎo)體上電荷分布的三個技巧(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在其外表面;(2)不規(guī)則的孤立導(dǎo)體表面電荷分布不均勻;(3)導(dǎo)體彎曲程度大(尖端)的位置電荷密集,彎曲程度小(平滑端)的位置電荷稀少。8.A裝置的外壁連接高壓電源的正極,中間的金屬絲連接負極,則筒壁與中間金屬絲之間存在強大的靜電場,粉塵向筒壁積累,可知粉塵吸附電子后帶上負電荷,在靜電力作用下飛向筒壁,選項A說法錯誤,B、C、D說法正確。9.C噴槍噴出的油漆微粒帶負電,因相互排斥而散開,形成霧狀,被噴涂的物體帶正電,對霧狀油漆產(chǎn)生吸引力,把油漆吸到其表面,從而減少了浪費,選項C正確,A、B、D錯誤。能力提升練1.D處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強為0是外加電場和感應(yīng)電荷電場疊加的結(jié)果,即金屬球上感應(yīng)電荷在某點產(chǎn)生的場強與球外點電荷在該點產(chǎn)生的場強大小相等,即E感=kQr2,而方向相反,合場強為0。故選2.C處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,則有:E1-kqr+34l2=0,E2-kqr+12l2=0,聯(lián)立可得0<E1<E2。由于點電荷在P1處產(chǎn)生的場強與在P2處產(chǎn)生的場強方向均向左,所以棒上感應(yīng)電荷在P1處產(chǎn)生的場強與在P3.答案(1)kQ(2)kQ9r解析(1)點電荷到金屬球球心的距離為3r,根據(jù)點電荷場強公式E=kQr可知點電荷在金屬球球心O點處產(chǎn)生的場強大小為E=kQ9r(2)根據(jù)靜電平衡知識可知O點場強為零,即感應(yīng)電荷在O點產(chǎn)生的場強與點電荷在O點產(chǎn)生的場強大小相等、方向相反,所以E'=E=kQ9r方法技巧求處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強的方法(1)運用E=kQr2求出外電場場強E外(2)由于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),則滿足靜電平衡條件E合=0;(3)由E外+E感=0求出感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強E感的大小和方向。4.B在B的外部加一個水平向右的場強為E的勻強電場,B中的電子受到靜電力的作用,將向左運動,所以B的左側(cè)將帶負電,右側(cè)帶正電,由此產(chǎn)生一個附加電場,對外部的電場起到屏蔽作用,所以B內(nèi)部的A不受外部電場的影響,所以A不偏左也不偏右,選項B正確,A、C、D錯誤。5.D把帶正電Q的小球放入原來不帶電的N的空腔內(nèi)時,N中電子被帶正電的小球吸引到內(nèi)表面,內(nèi)表面帶負電,外表面剩余了正電荷,外表面帶正電,R處于電場中,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,從而導(dǎo)致R上有感應(yīng)電荷出現(xiàn)。將帶正電Q的小球放入帶電荷量為-Q的M的空腔內(nèi),因同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引,正、負電荷的電荷量相等,則金屬球殼外表面沒有多余電荷,則P處沒有電場,所以P上沒有感應(yīng)電荷,選項A、B、C錯誤,D正確。6.AB把c逐漸從遠處向A移近過程中,由于靜電感應(yīng),B的指針張開,選項A正確;把c與A的外表面接觸,則