2020-2021學(xué)年新教材人教版物理必修第三冊(cè)課時(shí)分層作業(yè)：9.4　靜電的防止與利用 Word版含解析

1、好好學(xué)習(xí)，天天向上課時(shí)分層作業(yè)（四)靜電的防止與利用（建議用時(shí):25分鐘)考點(diǎn)一對(duì)靜電平衡的理解1。如圖所示，a為空心金屬球，b為金屬球，a、b原來不帶電,將另一帶正電荷的小球c從a球開口處放入a球中央,不接觸a球，然后用手接觸一下a球，再用手接觸一下b球,再移走c球，則(）aa球帶負(fù)電荷,b球帶正電荷ba球帶負(fù)電荷，b球不帶電ca、b兩球都帶負(fù)電荷da、b兩球都帶正電荷b首先帶正電荷的小球c從a球開口處放入a球中央,根據(jù)靜電感應(yīng)現(xiàn)象可知，a球內(nèi)表面帶負(fù)電荷，外表面帶正電荷。用手接觸a相當(dāng)于把a(bǔ)接地，由大地傳導(dǎo)過來的電子與a球外表面正電荷中和，使a球外表面不帶電，此時(shí)a球?qū)?nèi)起靜電屏蔽作用，a

2、球內(nèi)的電場不影響外部。用手接觸b時(shí),無電荷移動(dòng),b球不帶電。當(dāng)帶正電荷的c球從a球內(nèi)移走后，a球內(nèi)表面所帶的負(fù)電荷移至外表面，所以此時(shí)a球帶負(fù)電荷.由上述可知，選項(xiàng)b正確.2（多選）如圖所示的靜電實(shí)驗(yàn)（虛線框?yàn)榻饘倬W(wǎng))能使左邊驗(yàn)電器的金屬箔張開的是(）abcdac凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤；選項(xiàng)c中兩個(gè)驗(yàn)電器接觸，左側(cè)驗(yàn)電器金屬箔應(yīng)張開，選項(xiàng)d中左邊的驗(yàn)電器處于金屬網(wǎng)中，由于靜電屏蔽,金屬箔不會(huì)張開,選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤。3。如圖所示，長為l的金屬桿原來不帶電，在距其右端d處放一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷。（1)金屬桿中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為多少？（2)金屬桿上的感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的電

3、場強(qiáng)度為多大？解析(1)金屬桿處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部場強(qiáng)處處為零.因此，金屬桿中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為0。（2)點(diǎn)電荷q在金屬桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)e點(diǎn)k,方向水平向左。由于桿中點(diǎn)處的場強(qiáng)為零，所以感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)與點(diǎn)電荷在該處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向相反，所以，感應(yīng)電荷在桿中點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小e感e點(diǎn)。答案（1)0（2)考點(diǎn)二對(duì)靜電屏蔽的理解4如圖所示，在一電場強(qiáng)度為e的勻強(qiáng)電場中放有一個(gè)金屬空心導(dǎo)體，圖中a、b分別為金屬導(dǎo)體內(nèi)部與空腔中的兩點(diǎn)，則(）aa、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度都為零ba點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零ca點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度為零da、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度都不

4、為零a處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部場強(qiáng)為零，即ea0;由于靜電屏蔽，球內(nèi)空腔的場強(qiáng)也為零，則eb0，選項(xiàng)a正確。5在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的航天器中,物體處于完全失重狀態(tài)，可以形成一種“重力屏蔽狀態(tài)，在航天器中建立電學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可以有效消除常態(tài)下重力的影響?？涨粚?dǎo)體內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽，在空腔導(dǎo)體內(nèi)部建立物理實(shí)驗(yàn)室，可以有效消除外電場的干擾.下列說法正確的是（)a電場是一種人為假設(shè)的物質(zhì)，實(shí)際是不存在的b航天器中的“重力屏蔽狀態(tài)”指的是航天器中不存在重力c外電場在空腔導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生的場強(qiáng)為0，所以外電場被屏蔽d在外電場作用下處于靜電平衡的空腔導(dǎo)體，其內(nèi)部的總電場強(qiáng)度為0d電場是看不見、摸不著，但

5、是實(shí)際存在的,a錯(cuò)誤；航天器中的“重力屏蔽狀態(tài)”指的是航天器中物體間沒有相互作用力,但仍存在重力，b錯(cuò)誤;外電場在空腔導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生的場強(qiáng),與感應(yīng)電荷在內(nèi)部的電場強(qiáng)度相互疊加后為0,c錯(cuò)誤；由于靜電屏蔽作用，導(dǎo)體的外殼就會(huì)對(duì)它的內(nèi)部起到“保護(hù)”作用,使它的內(nèi)部不受外部電場的影響，所以導(dǎo)體內(nèi)部的總電場強(qiáng)度為0，d正確?？键c(diǎn)三靜電的產(chǎn)生、應(yīng)用和防止6在手術(shù)時(shí),為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導(dǎo)電材料制成，醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套、一切設(shè)備要良好接地，甚至病人身體也要良好接地.這是為了（)a殺菌消毒b消除靜電c利用靜電d防止漏電b在可燃?xì)怏w環(huán)境(如乙醚）中產(chǎn)生的靜電，容易引起爆炸，應(yīng)設(shè)

6、法把產(chǎn)生的靜電消除掉（如導(dǎo)入大地)，故選項(xiàng)b正確。7靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器，如圖實(shí)線為除塵器內(nèi)電場的電場線,虛線為帶負(fù)電粉塵的運(yùn)動(dòng)軌跡,p、q為運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)，下列關(guān)于帶電粉塵在p、q兩點(diǎn)所受電場力的大小關(guān)系正確的是（)afpfqbfpfqcfpfqd無法比較cq處的電場線密，所以在q點(diǎn)所受電場力大,選項(xiàng)c正確.8如圖是模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置，金屬板m接高壓電源的正極，金屬板n接負(fù)極。金屬板n上有兩個(gè)等高的金屬柱a、b，a為尖頭，b為圓頭。逐漸升高電源電壓，當(dāng)電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，可看到放電現(xiàn)象.先產(chǎn)生放電現(xiàn)象的是（）避雷針模擬實(shí)驗(yàn)aa金屬柱bb金屬柱ca、b金屬柱同時(shí)d可

7、能是a金屬柱，也可能是b金屬柱a根據(jù)導(dǎo)體表面電荷分布與尖銳程度有關(guān)可知，a金屬柱尖端電荷密集，容易發(fā)生尖端放電現(xiàn)象，故選項(xiàng)a正確。9復(fù)印機(jī)的核心部件是有機(jī)光導(dǎo)體鼓，它是在一個(gè)金屬圓柱表面涂蓋一層有機(jī)光導(dǎo)體opc(沒有光照時(shí)opc是絕緣體，受到光照時(shí)變成導(dǎo)體）而制成的。復(fù)印機(jī)的基本工作過程是：（1)在暗處的有機(jī)光導(dǎo)體鼓和一個(gè)金屬絲電極之間加上高電壓，金屬絲附近空氣發(fā)生電離，使轉(zhuǎn)動(dòng)鼓體均勻帶上正電荷;（2）文件反射的強(qiáng)光通過光學(xué)系統(tǒng)在鼓上成像,鼓上形成“靜電潛像”；（3）鼓體轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過墨粉盒，潛像將帶相反電荷的墨粉吸引到鼓體帶電部位；(4）鼓體繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過復(fù)印紙，帶電復(fù)印紙又將墨粉吸引到復(fù)印紙上.以

8、下說法正確的是(）（1)(2)(3）（4）a步驟（1)中發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象b步驟(2)中發(fā)生了局部導(dǎo)電現(xiàn)象c步驟（3)中發(fā)生了靜電平衡現(xiàn)象d步驟(4)中發(fā)生了靜電屏蔽現(xiàn)象b在暗處的有機(jī)光導(dǎo)體鼓和一個(gè)金屬絲電極之間加上高電壓，金屬絲附近空氣發(fā)生電離，這是將空氣電離的現(xiàn)象，a錯(cuò)誤；文件反射的強(qiáng)光使鼓體上部分opc變成導(dǎo)體，將電荷導(dǎo)走，有字的部分則仍是絕緣體，保留電荷，這是局部導(dǎo)電現(xiàn)象，b正確;鼓體轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過墨粉盒，潛像將帶相反電荷的墨粉吸引到鼓體帶電部位，這是異種電荷相互吸引現(xiàn)象,c錯(cuò)誤；鼓體繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過復(fù)印紙,帶電復(fù)印紙又將墨粉吸引到復(fù)印紙上，這是異種電荷相互吸引現(xiàn)象，d錯(cuò)誤.(建議用時(shí)：15分鐘

9、）10如圖所示，先用絕緣細(xì)線將導(dǎo)體懸掛起來，并使導(dǎo)體帶電。然后用帶絕緣柄的不帶電小球接觸a點(diǎn)，再用小球與驗(yàn)電器接觸。用同樣的方法檢驗(yàn)b、c部位的帶電情況，則()a與a接觸再與驗(yàn)電器接觸，驗(yàn)電器箔片張開的角度最大b與c接觸再與驗(yàn)電器接觸，驗(yàn)電器箔片張開的角度最大c與a、b、c接觸再與驗(yàn)電器接觸，驗(yàn)電器箔片張開的角度一樣大d通過實(shí)驗(yàn)可確定導(dǎo)體上平坦部位電荷分布比較密集b帶電導(dǎo)體的平坦部位電荷比較稀疏，凸出部位電荷比較密集,即c處電荷最密集,b處次之，a處最稀疏，因此小球接觸a點(diǎn)時(shí)，取得的電荷量最少，與驗(yàn)電器接觸時(shí)，驗(yàn)電器箔片得到的電荷量最少，箔片張開的角度最小;反之與c處接觸時(shí)，箔片張開的角度最大

10、。故b正確。11處于強(qiáng)電場中的空氣分子會(huì)被電離為電子和正離子，利用此原理可以進(jìn)行靜電除塵。如圖所示是一個(gè)用來研究靜電除塵的實(shí)驗(yàn)裝置，鋁板與手搖起電機(jī)的正極相連，縫被針與手搖起電機(jī)的負(fù)極相連，在鋁板和縫被針中間放置點(diǎn)燃的蚊香。轉(zhuǎn)動(dòng)手搖起電機(jī)，蚊香放出的煙霧會(huì)被電極吸附,停止轉(zhuǎn)動(dòng)手搖起電機(jī),蚊香的煙霧又會(huì)裊裊上升。關(guān)于這個(gè)現(xiàn)象，下列說法正確的是(）a煙塵因?yàn)閹д姸晃降娇p被針上b同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越小c同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越大d同一煙塵顆粒在被吸附過程中如果帶電荷量不變，離鋁板越近則加速度越大c在鋁板和縫被針中間形成強(qiáng)電場,處于強(qiáng)電場中的空氣分子會(huì)被電

11、離為電子和正離子，煙塵吸附電子帶負(fù)電,而被吸附到鋁板上，選項(xiàng)a錯(cuò)誤;由于靜電力做功，同一煙塵顆粒在被吸附過程中離鋁板越近速度越大，選項(xiàng)c正確，b錯(cuò)誤;由于離鋁板越近，電場強(qiáng)度越小,同一煙塵顆粒在被吸附過程中如果帶電荷量不變，離鋁板越近則加速度越小，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。12（多選)如圖所示,絕緣金屬球殼的空腔內(nèi)有一帶電小球,現(xiàn)在球殼左側(cè)放一帶電小球a，下列說法正確的是(）aa球不影響球殼內(nèi)的電場b由于靜電屏蔽，球殼內(nèi)沒有電場c球殼內(nèi)外表面均沒有電荷d由于球殼接地，空腔內(nèi)的電場對(duì)外部也沒有影響ad由于金屬球殼接地，對(duì)內(nèi)外電場都有屏蔽作用，a、d正確;球殼外表面沒有電荷，因?yàn)榭涨粌?nèi)有帶電體，所以空腔內(nèi)有電場

12、，球殼內(nèi)表面有感應(yīng)電荷,b、c錯(cuò)誤。13。以煤作燃料的電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉,不僅浪費(fèi)燃料，而且嚴(yán)重污染環(huán)境,利用靜電除塵可以除去煙氣中的煤粉。如圖所示是靜電除塵器的原理示意圖，除塵器由金屬管a和懸在管中的金屬絲b組成，在a、b上各引電極a、b接直流高壓電源。假定煤粉只會(huì)吸附電子，而且距金屬絲b越近場強(qiáng)越大。(1)試判斷所接高壓電源的極性；（2)試定性說明靜電除塵器的工作原理；(3)設(shè)金屬管a的內(nèi)徑r3 m，長為l50 m，該除塵器吸附煤粉的能力d3。5104 kg/(sm2），求其工作一天能回收煤粉多少噸?（最后結(jié)果取三位有效數(shù)字)解析(1）a為正極，b為負(fù)極。（2)由于煤粉吸附電子帶電，故將在電場作用下奔向電極,并吸附在電極上.(3）設(shè)一