2022人教版高中物理必修第三冊練習題- 靜電的防止與利用

2022人教版高中物理必修第三冊

4靜電的防止與利用

基礎過關練

題組一靜電平衡

1.當導體達到靜電平衡時，下列說法正確的是（”）

A.外部電場消失

B.感應電荷產生的附加電場的場強為零

C.導體內部的合場強為零

D.導體表面和內部的合場強均為零

2.如圖，長為L的導體棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為0的點電荷放在距棒左

端〃處,當導體棒達到靜電平衡后，下列說法正確的是（）

Q

?[

i-b—L―?

A.棒中的場強為0

B.棒中的場強不為0

C.整個導體棒帶同種電荷

D.導體棒內有多余的電荷

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、M司有兩個等高的金屬體A.

B,A為尖頭、6為圓頭。將金屬板以N接在高壓電源上，逐漸升高電源電壓，將

首先觀察到（）

A./放電B.〃放電

C.4月一起放電D.4〃之間放電

題組三靜電屏蔽

5.（2020河北阜平中學高二月考）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（）

C

6.如圖所示,用金屬網把驗電器罩起來,再使帶電金屬球靠近驗電器,則下面關于

驗電器箔片的說法正確的是（）

A.箔片張開

B.箔片不張開

C.帶電金屬球的電荷量足夠大時箔片才會張開

D.箔片張開的原因是金屬網感應帶電產生電場

7.如圖所示,把原來不帶電的金屬殼夕的外表面接地,將一帶正電的小球A從小

孔中放入球殼內，但不與方發(fā)生接觸,達到靜電平衡后,則（加）

A.方的空腔內電場強度為零

B.方不帶電

C.方的外表面帶正電

D.夕的內表面帶負電

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（）

----0—

潔凈氣體二

3~°+

-混濁氣體

A.粉塵由于吸附作用而帶上正電荷t

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.下列關于靜電噴漆的說法中正確的是（）

A.當油漆從噴槍噴出時,油漆微粒帶正電,物體也帶正電,相互排斥而擴散開來

B.當油漆從噴槍噴出時一,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.（2021廣東廣州南沙一中高二期中,*）導體球殼〃帶有正電荷Q,其中心處放

有導體球A,用細金屬絲通過夕上的小孔與地相連（細金屬絲不與球殼5相碰），如

圖所示。則導體球力

A.不帶電B.帶正電

C.帶負電D.可能帶正電,也可能帶負電

2.（2021山東聊城育才學校高二月考,?。┰邳c電荷-。的電場中，一金屬圓盤處于

靜電平衡狀態(tài),若圓平面與點電荷在同一平面內，則盤上感應電荷在盤中〃點所

激發(fā)的附加場強￡'的方向在圖中正確的是（）

3.（2021廣東信宜三中高二期中，*,）如圖所示，空心金屬球殼上所帶電荷量為+Q,

關于。、〃兩點電場強度瓦、瓦的說法中正確的是（）

A.與#0EFOB.胡0E#G

C.胡0￡尸0D.瓦/0E#Q

4.（2021山東棗莊三中高二月考,"）如圖所示，在力、〃兩點放置電荷量分別為0

和20的正電荷，將一原來不帶電的金屬球的球心放置在4〃的中點。處，球內B、

C兩點與。點等距離,4、B、0、a〃五點共線。設金屬球上感應電荷在球內以

0、。三點產生電場的場強大小分別為瓦、瓦、瓦,則下列結論正確的是（）

A.瓦最大B.及最大

C.與最大D.E而E*Ec

5.（2020黑龍江鐵人中學高二月考,?。┤鐖D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,在其左側放置一個電荷量為+0的點電荷，點電荷到金屬

球左端的距離為2八

⑴求點電荷在金屬球球心。點處產生的場強大小及

⑵求金屬球上感應電荷在球心。點處產生的場強大小歹，并說明方向。.

2r0

題組二靜電屏蔽靜電除塵

6.（2021山東安丘一中高二模擬，*，）請用學過的電學知識判斷下列說法正確的

是（）

A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全

B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好

C.小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死

D.打雷時,待在汽車里比待在木屋里要危險

7.（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必和

4."帶電荷量為-。，川不帶電（以川相距很遠,互不影響），旁邊各放一個不帶電的

金屬球〃和R,當將帶正電0的小球分別放入"和/V的空腔中時（）

A.P、??上均有感應電荷

B.只??上均沒有感應電荷

C.尸上有而??上沒有感應電荷

D.P上沒有而7?上有感應電荷

8.（2021山東荷澤東明一中高二期中,*）（多選）靜電噴涂機是利用靜電現(xiàn)象工

作的,其噴涂原理如圖所示,則以下說法正確的是（）

涂料微粒

A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強電場

B.涂料微粒一定帶正電

C.涂料微粒一定帶負電

D.涂料微粒可能帶正電,也可能帶負電

答案全解全析

4靜電的防止與利用

基礎過關練

1.C導體處于靜電平衡狀態(tài)時,在導體內部任意一點,感應電荷產生的電場的場

強與外部電場的場強大小相等,方向相反,此時導體內部的場強處處為0,電荷只

分布在導體的外表面，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)金屬導體達到靜電平衡的時間是非常短暫的。

(3)導體達到靜電平衡后內部電場強度處處為零,是指外電場與導體兩側的

感應電荷產生的電場的合電場強度為零。

2.A處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內部場強處處為零,選項A正確,B錯誤；由于靜

電感應,導體棒的左右兩端會帶上異種電荷,選項C錯誤;靜電平衡時,導體內部

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,避雷針上產生的感應電荷通

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,從而產生放電現(xiàn)象。A為尖頭，當逐漸增大電壓時，力先放電，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,在球殼的內壁感應出負電

荷,在球殼的外壁感應出正電荷，所以在金屬球殼的內、外壁之間，由于正電荷的

電場和感應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、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根據靜電屏蔽原理可知,用金屬網把驗電器罩起來后,金屬網內電場強度保

持為0,外電場對網內的驗電器不會產生影響，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

封閉導體殼內部電場不受殼外電荷或電場影響。封閉導體殼不論接地與否，

內部電場都不受殼外電荷影響。接地封閉導體殼外部電場不受殼內電荷的影響。

7.D因為金屬殼的外表面接地,所以外表面沒有感應電荷，只有內表面有感應電

荷分布，由于4帶正電，刀的內表面帶負電,D正確,B、C錯誤;打的空腔內有帶正

電的小球A產生的電場和金屬殼內表面感應電荷產生的電場,所以空腔內電場強

度不為零,A錯誤。

導師點睛

判斷導體上電荷分布的三個技巧

(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只分布在其外表面；

(2)不規(guī)則的孤立導體表面電荷分布不均勻；

(3)導體彎曲程度大(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.C球殼方帶正電荷，附近的大地因靜電感應帶負電荷，由于導體球/與大地相

連,相當于近端，因此,/上也會感應出一定量的負電荷。

2.A因為金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài),金屬圓盤內各點合場強為零,所以感應電

荷的場強與點電荷的場強等大反向。又因為點電荷在2點的電場沿〃點與點電

荷的連線指向點電荷,所以感應電荷在尸點產生的電場方向沿戶點與點電荷的連

線指向夕點。選項A正確。

3.C處于靜電平衡狀態(tài)的導體內部電場強度處處為零。

4.BA,〃兩點放置的電荷量分別為。和20的正電荷形成的電場可以看作是等

量+0的電場和放在〃處的另一電荷+0的電場的疊加,等量+。在。點產生的場強

為0,在反。兩點產生的場強大小相等,夕點場強方向向右，。點場強方向向左，另

一電荷+0在〃、。、。三點產生的電場均向左，根據矢量合成可知爾〃兩點放置

的正電荷在。點產生的場強更大，但金屬球處于靜電平衡狀態(tài)，內部場強處處為0,

那么金屬球上感應電荷在三點產生的場強與外電場的場強等大反向，即傷最大,B

正確。

5.答案⑴喘

(2)臉，方向向左

解析(1)點電荷到金屬球球心的距離為3r,根據點電荷場強公式代塔,

可知點電荷在金屬球球心。點處產生的場強大小為代七,方向向右。

(2)根據靜電平衡知識可知。點場強為零，即感應電荷在。點產生的場強與

點電荷在。點產生的場強大小相等、方向相反,所以E'二序亳,方向向左。

9rz

方法技巧

求處于靜電平衡狀態(tài)的導體的感應電荷產生的場強的方法

(1)運用后塔求出外電場場強￡外的大小和方向；

(2)由于導體處于靜電平衡狀態(tài),則滿足靜電平衡條件6令=0;

(3)由月外+夕感=0求出感應電荷產生的場強后感的大小和方向。