94 靜電的防止與利用(解析版)

第九章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用9.4靜電的防止與利用 練習(xí)題一、單選題：如圖所示，在超高壓帶電作業(yè)中，電工所穿的高壓工作服內(nèi)有編織的銅絲，這樣做的目的是（）銅絲編織的衣服不易拉破銅絲電阻小，對(duì)人體起到保護(hù)作用電工被銅絲衣服所包裹，使衣服內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零電工被銅絲衣服所包裹，使衣服內(nèi)電勢(shì)為零答案C解析電工穿的衣服包含銅絲，能起到靜電屏蔽的作用，使衣服內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零，故C正確.每到夏季，我省各地紛紛進(jìn)入雨季，雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁發(fā)生.當(dāng)我們遇到雷雨天氣時(shí)，一定要注意避防雷電.下列說法正確的是（ ）不宜使用無防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭不要接觸天線、金屬門窗、建筑物外墻，遠(yuǎn)離帶電設(shè)備固定電話和手提電話均可正常使用在曠野，應(yīng)遠(yuǎn)離樹木和電線桿①②③ B.①②④ C.①③④D.②③④【答案】B【解析】表面具有突出尖端的導(dǎo)體，在尖端處的電荷分布密度很大，使得其周圍電場(chǎng)很強(qiáng)，就可能使其周圍的空氣發(fā)生電離而引發(fā)尖端放電.固定電話和手提電話的天線處有尖端，易引發(fā)尖端放電造成人體傷害，故不能使用.如圖所示，一個(gè)方形的金屬盒原來不帶電，現(xiàn)將一個(gè)帶電荷量為+Q的點(diǎn)電荷放在盒左邊附近，達(dá)到靜電平衡后，盒上的感應(yīng)電荷在盒子內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)分布情況正確的是()+Q、+Q+Q、+Q【答案】C【解析】金屬盒內(nèi)部由于處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部每點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度都為0,即金屬盒內(nèi)的每一點(diǎn)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷+Q在那點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即感應(yīng)電荷的電場(chǎng)線與點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)線重合，但方向相反.一帶有絕緣底座的空心金屬球殼A帶有4X10-8C的正電荷，有絕緣柄的金屬小球B帶有2X10-8C的負(fù)電荷，使B球與球殼A內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B帶電荷量分別為()A.Q=+1X10A.Q=+1X10-8C,Q=+1X10-8CB.Q=+2X10-8C,Q=0C.Q=0,Q=+2X10-8CD.Q=+4X10C.Q=0,Q=+2X10-8C答案B解析B與A接觸后，負(fù)電荷全部分布在外表面，內(nèi)壁電荷量為零，故B帶電荷量為零，A帶電荷量為正、負(fù)電荷中和后的電荷量，即Qa=+2.0X10-8C,故選B.如圖所示，將懸在絕緣細(xì)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(gè)水平向右的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)于最后的結(jié)果，下列判斷正確的是（B的右端帶正電，A向左偏B的右端帶正電，A向右偏B的左端帶正電，A向右偏B的左端帶負(fù)電，A不偏左也不偏右答案D解析導(dǎo)體空腔處于外電場(chǎng)中時(shí)，由于靜電感應(yīng)的作用，導(dǎo)體球殼的左端將感應(yīng)出負(fù)電荷，右端將感應(yīng)出正電荷，而導(dǎo)體空腔內(nèi)部完全不受外加電場(chǎng)的影響，故A不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.故選D.如圖所示為空腔球形導(dǎo)體（不帶電），現(xiàn)將一個(gè)帶正電的小金屬球放入腔內(nèi)，靜電平衡時(shí)，圖中A、B、C三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的關(guān)系是EA>EB >Ec B. Ea =Eb>Ec C. E^=氣=Ec D. E^（E^（EC答案：D【解析】當(dāng)靜電平衡時(shí)，空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出負(fù)電荷，外表面感應(yīng)出正電荷，畫出電場(chǎng)線的分布如圖。由于A處電場(chǎng)線較密，B處電場(chǎng)線較疏，C處場(chǎng)強(qiáng)為零，則

E>E>E。答案A解析處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體所帶的電荷都分布在導(dǎo)體的外表面，故A正確，B錯(cuò)誤；C、D選項(xiàng)中由于靜電屏蔽的作用，驗(yàn)電器不受外電場(chǎng)的影響，故金屬箔片是閉合的.如圖所示，空心絕緣球殼的表面均勻分布負(fù)電荷時(shí)，球內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零?，F(xiàn)移走半只球殼，余下部分電荷分布不變。此半球殼的對(duì)稱軸線上有一P點(diǎn)，半球殼負(fù)電荷在P點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)的方向?yàn)樗较蛴褺.豎直向上C.豎直向下D.水平向左答案：D【解析】對(duì)于一個(gè)完整的帶電均勻的球殼，據(jù)題意知，球內(nèi)各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，說明左右兩個(gè)半個(gè)球殼在各點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等、方向相反，右半個(gè)球殼在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右，則根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，半球殼負(fù)電荷在P點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)的方向水平向左，故ABC錯(cuò)誤，D正確。將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)（不和球壁接觸），另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖1—7—5所示，下列說法正確的有（）A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向A的位置不變，B往右偏離豎直方向A往左偏離豎直方向，B的位置不變A和B的位置都不變【答案】B【解析】帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內(nèi)，通過靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電.因此，金屬空心球C和帶電小球B帶異種電荷，所以B受C球的吸引往右偏離豎直方向，而由于空心球C能屏蔽小球B所產(chǎn)生的外部電場(chǎng)，因此A球不受B球電場(chǎng)的影響，而保持豎直位置不變，選項(xiàng)B正確.在電荷量為-Q的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，一個(gè)金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)，若圓盤與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，則盤上感應(yīng)電荷在盤中A點(diǎn)所激發(fā)的附加電場(chǎng)強(qiáng)度E'的方向是圖中的（）

答案A解析處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，故感應(yīng)電荷在盤中A點(diǎn)激發(fā)的附加電場(chǎng)強(qiáng)度E'應(yīng)與該點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，選項(xiàng)A正確。把一個(gè)帶負(fù)電的球放在一塊接地的金屬板附近，對(duì)于球和金屬板之間形成電場(chǎng)的電場(chǎng)線，在圖中描繪正確的是 （ ）【答案】B【解析】靜電平衡狀態(tài)下，整個(gè)金屬板是個(gè)等勢(shì)體，所以金屬板附近電場(chǎng)線與金屬板表面垂直，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；金屬板接地，金屬板只帶有正電荷，且分布在金屬板的左表面，所以金屬板右表面沒有電場(chǎng)存在，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤.一金屬球，原來不帶電?，F(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN,如圖所示。金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為E、E、則三者相比（MNMN

MNMNA.Ea最大A.Ea最大Eb最大￡最大D.Ea=Eb=Ec答案|解析|處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，故a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零。靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加的結(jié)果，所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與MN在這一點(diǎn)形成的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，比較a、b、。三點(diǎn)感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，由于c點(diǎn)離MN最近，故MN在c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，感應(yīng)電荷在c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也最大，故選項(xiàng)C正確。二、多選題為了防止靜電的危害，應(yīng)盡快把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，下面措施中是防止靜電危害的是（）油罐車后面裝一條拖地的鐵鏈電工鉗柄上套有絕緣膠套飛機(jī)輪上裝搭地線紡織車間中保持適當(dāng)?shù)臐穸取敬鸢浮緼CD【解析】 選項(xiàng)A、C、D中均是把靜電導(dǎo)走，故A、C、D正確.電工鉗柄上套有絕緣膠套是為了保持絕緣，以防止觸電，B錯(cuò).圖中P是一個(gè)帶電體，N是一個(gè)不帶電的金屬空腔，在哪些情況下，放在絕緣板上的小紙屑（圖中S）不會(huì)被吸引（ ）【答案】AD【解析】金屬空腔不接地可屏蔽外部電場(chǎng)，接地可屏蔽內(nèi)部電場(chǎng).14.如圖所示把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中，導(dǎo)體處于A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，且都為零A.下列說法正確的是（ ）靜電平衡時(shí)，B.A、B【答案】AD【解析】金屬空腔不接地可屏蔽外部電場(chǎng)，接地可屏蔽內(nèi)部電場(chǎng).14.如圖所示把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場(chǎng)中，導(dǎo)體處于A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)相等，且都為零A.下列說法正確的是（ ）靜電平衡時(shí)，B.A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)不相等C.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加場(chǎng)強(qiáng)大小是|EaI<|Eb|D.當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動(dòng)【答案】AD【解析】枕形導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部的A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)都為零，A對(duì)，B錯(cuò).由于A離正電荷較近，正電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)較大，故感應(yīng)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的附加場(chǎng)強(qiáng)也較大，C錯(cuò).電鍵K閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w定向移動(dòng)，以中和枕形導(dǎo)體上的正電荷，最后使它顯示負(fù)電性，D對(duì).如圖所示，金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上，能起到屏蔽外電場(chǎng)或內(nèi)電場(chǎng)作用的是【答案】ABD【解析】A圖中，由于金屬殼發(fā)生靜電感應(yīng)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，金屬殼起到屏蔽外電場(chǎng)的作用，A對(duì)；B圖中金屬殼同大地連為一體，同A—樣，外殼起到屏蔽外電場(chǎng)的作用；C中電荷會(huì)引起金屬殼內(nèi)外表面帶電，外表面電荷會(huì)在殼外空間中產(chǎn)生電場(chǎng)，即金屬殼不起屏蔽作用，C錯(cuò)；將金屬殼接地后，外表面不帶電，殼外不產(chǎn)生電場(chǎng)，金屬殼起屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用，D對(duì).如圖所示，在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球P緩緩靠近（不相碰），下列說法正確的是（ ）B端的感應(yīng)電荷越來越多導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度越來越大導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相等答案AC解析絕緣導(dǎo)體緩緩靠近小球P時(shí)，小球P上的負(fù)電荷在絕緣導(dǎo)體所在區(qū)域產(chǎn)生的電場(chǎng)增強(qiáng)，將會(huì)有更多的自由電子向絕緣導(dǎo)體的B端移動(dòng),B端的感應(yīng)電荷越來越多，選項(xiàng)A正確;絕緣導(dǎo)體始終處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度始終為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；導(dǎo)體上感應(yīng)電荷在導(dǎo)體上某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于小球P上的負(fù)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。三、非選擇題如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導(dǎo)線，玻璃管外繞有線圈，直導(dǎo)線的一端和線圈的一端分別跟感應(yīng)圈的兩放電柱相連.開始，感應(yīng)圈未接通電源，點(diǎn)燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出.當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓，立即可以看到，不再有煙從玻璃管中冒出來了.過一會(huì)兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵.請(qǐng)思考一下：這是什么原因？【答案】見解析【解析】當(dāng)感應(yīng)圈電源接通時(shí)，玻璃管中的導(dǎo)線和管外線圈間就會(huì)加上高電壓，形成強(qiáng)電場(chǎng).煙塵顆粒都是帶電的，在強(qiáng)電場(chǎng)中受靜電力作用偏轉(zhuǎn)后被吸附在管壁上.如圖所示，一厚度不計(jì)的金屬圓桶帶電荷總量為Q=+4X10-6C.(1)此時(shí)，金屬桶內(nèi)，外表面帶電荷量分別為多少？⑵如果