高中物理 1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用練習(xí) 新人教版選修3-1

【成才之路】版高中物理1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用練習(xí)新人教版選修3-1基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．(福建長(zhǎng)樂(lè)二中等五?！珜W(xué)年高二上學(xué)期聯(lián)考)在醫(yī)療手術(shù)中，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，這樣做是為了()A．除菌消毒 B．消除靜電C．利用靜電 D．防止漏電答案：B解析：醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套是為了將身上的靜電導(dǎo)走，B正確。2．避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是()A．云層中帶的電荷被避雷針通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D．以上說(shuō)法都不對(duì)答案：B解析：云層在靠近避雷針時(shí)，在避雷針尖端感應(yīng)出與云層中的電荷電性相反的電荷，達(dá)到一定程度就向空中放電，中和云層中的電荷，從而避免雷擊，所以選項(xiàng)B正確。3.一金屬球，原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球直徑的延長(zhǎng)線(xiàn)放置一均勻帶電細(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)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比()A．Ea最大 B．Eb最大C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec答案：C解析：金屬球處在帶電細(xì)桿的電場(chǎng)內(nèi)，靜電平衡時(shí)，帶電細(xì)桿和金屬球上感應(yīng)電荷在球內(nèi)各處產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零。設(shè)帶電細(xì)桿在球內(nèi)a、b、c三點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)分別為Ea′、Eb′、Ec′，靜電平衡時(shí)滿(mǎn)足條件Ea′－Ea＝0，Eb′－Eb＝0，Ec′－Ec＝0。由于c點(diǎn)離帶電細(xì)桿最近，帶電細(xì)桿在c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最大，因此感應(yīng)電荷在c點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)也最大。4．(廣東培正中學(xué)～學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示是靜電除塵的原理示意圖。A為金屬管，B為金屬絲，在A(yíng)、B之間加上高電壓，使B附近的空氣分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離為電子和正離子，電子在向A極運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被煙氣中的煤粉俘獲，使煤粉帶負(fù)電，最終被吸附到A極上，排出的煙就比較清潔了。有關(guān)靜電除塵的裝置，下列說(shuō)法正確的是()A．金屬管A應(yīng)接高壓電源的正極，金屬絲B接負(fù)極B．金屬管A應(yīng)接高壓電源的負(fù)極，金屬絲B接正極C．C為煙氣的進(jìn)氣口，D為排氣口D．D為煙氣的進(jìn)氣口，C為排氣口答案：AC解析：電子向A極運(yùn)動(dòng)，根據(jù)負(fù)電荷由低電勢(shì)點(diǎn)向高電勢(shì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)知A正確，B錯(cuò)誤；煙氣由低空向高空升起，所以C為進(jìn)氣口，D為排氣口，C正確，D錯(cuò)誤。5.如圖所示，在左邊的絕緣支架上插上頂針(其頂端是尖的)，在頂針上裝上金屬風(fēng)針，若給風(fēng)針附近的圓形金屬板接上正高壓極，風(fēng)針接負(fù)高壓極，風(fēng)針尖端放電會(huì)使其旋轉(zhuǎn)起來(lái)，下列說(shuō)法中正確的是()A．風(fēng)針尖端附近的等勢(shì)面和電場(chǎng)線(xiàn)分布較密B．風(fēng)針附近的空氣在強(qiáng)電場(chǎng)下發(fā)生電離C．空氣中的陽(yáng)離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng)D．交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦?，風(fēng)針的尖端會(huì)有正電荷射出答案：ABC解析：圓形金屬板與風(fēng)針?lè)謩e接上正、負(fù)高壓后，風(fēng)針附近產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，且風(fēng)針尖端處電場(chǎng)最強(qiáng)，因此風(fēng)針尖端附近的電場(chǎng)線(xiàn)分布較密，由于電場(chǎng)線(xiàn)密的地方等勢(shì)面密，故風(fēng)針尖端附近的等勢(shì)面也密。風(fēng)針附近產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)使空氣發(fā)生電離，空氣中的陽(yáng)離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng)與針尖負(fù)電荷中和，發(fā)生放電觀(guān)象，而空氣中的負(fù)離子因受排斥力而向相反方向運(yùn)動(dòng)。由于反沖，風(fēng)針就旋轉(zhuǎn)起來(lái)。如果交換金屬板與風(fēng)針電荷電性，風(fēng)針不可能放出正電荷，導(dǎo)體內(nèi)只有自由運(yùn)動(dòng)的電子。二、非選擇題6.如圖所示，一個(gè)驗(yàn)電器用金屬網(wǎng)罩罩住，當(dāng)加上水平向右的、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，驗(yàn)電器的箔片________(填“張開(kāi)”或“不張開(kāi)”)，我們把這種現(xiàn)象稱(chēng)之為_(kāi)_______。此時(shí)，金屬網(wǎng)罩的感應(yīng)電荷在網(wǎng)罩內(nèi)部空間會(huì)激發(fā)一個(gè)電場(chǎng)，它的場(chǎng)強(qiáng)大小為_(kāi)_______，方向?yàn)開(kāi)_______。答案：不張開(kāi)；靜電屏蔽；E；水平向左解析：因?yàn)樵诮饘賰?nèi)部由于電子可以自由移動(dòng)，當(dāng)加上水平向右的、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，金屬網(wǎng)罩會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與外加電場(chǎng)相反的電場(chǎng)，來(lái)抵消在金屬內(nèi)部的電場(chǎng)，以保證平衡，從而金屬網(wǎng)罩上電荷重新分布。就是所謂“靜電屏蔽”的原理。此時(shí)驗(yàn)電器不會(huì)受到影響，故驗(yàn)電器的箔片不張開(kāi)。7.如圖所示，一導(dǎo)體AB放在一負(fù)電荷的電場(chǎng)中，導(dǎo)體AB與大地是絕緣的，當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，(1)比較A端和B端電勢(shì)的高低。(2)比較A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小。(3)比較A、B端外表面場(chǎng)強(qiáng)大小。(4)若A端接地，AB導(dǎo)體帶什么電？(5)若把A端和B端用導(dǎo)線(xiàn)連接，A、B端電荷中和嗎？答案：(1)AB導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，是等勢(shì)體，φA＝φB(2)A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零，EA＝EB＝0(3)利用電場(chǎng)線(xiàn)分布可知A端分布密，E′A>E′B(4)AB導(dǎo)體處于負(fù)電荷的電場(chǎng)中，其電勢(shì)低于大地的零電勢(shì)，負(fù)電荷要從AB流向大地，則導(dǎo)體帶正電，與A、B哪端接地?zé)o關(guān)(5)A端和B端等勢(shì)，電荷不沿導(dǎo)體移動(dòng)，電荷不會(huì)中和能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)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(niǎo)停在單根高壓輸電線(xiàn)上會(huì)被電死D．打雷時(shí)，呆在汽車(chē)?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)答案：B解析：電工穿絕緣衣容易產(chǎn)生大量的靜電，反而比較危險(xiǎn)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。汽油和塑料油桶會(huì)摩擦起電，因?yàn)樗芰鲜墙^緣材料，不能把電傳走，所以塑料油桶內(nèi)易產(chǎn)生火花導(dǎo)致塑料油桶爆炸，故B選項(xiàng)正確。小鳥(niǎo)停在單根高壓輸電線(xiàn)上時(shí)，加在小鳥(niǎo)兩腿間的電勢(shì)差非常小，小鳥(niǎo)不會(huì)被電死，C選項(xiàng)錯(cuò)。打雷時(shí)，呆在汽車(chē)?yán)?，汽?chē)的金屬外殼起到屏蔽的作用，木屋淋雨后會(huì)變成導(dǎo)體，所以呆在汽車(chē)?yán)锉却粼谀疚堇镆踩?，D選項(xiàng)錯(cuò)。2．一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖甲所示，把一個(gè)空心導(dǎo)體引入到該勻強(qiáng)電場(chǎng)后的電場(chǎng)線(xiàn)分布如圖乙所示。在電場(chǎng)中有A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)，下面說(shuō)法正確的是()A．φA＝φB B．φB＝φCC．EA＝EB D．EB＝EC答案：B解析：由于空心導(dǎo)體為等勢(shì)體，所以φB＝φC，選項(xiàng)A錯(cuò)B對(duì)；由于A(yíng)、B、C三處的電場(chǎng)線(xiàn)的疏密程度不同，所以電場(chǎng)強(qiáng)度也不相同，選項(xiàng)C、D錯(cuò)。3．將懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與球接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖所示，于是有()A．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向B．A的位置不變，B向右偏離豎直方向C．A向左偏離豎直方向，B的位置不變D．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)，由于靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電，因此B所在處有電場(chǎng)，所以B在電場(chǎng)力作用下向右偏靠近C；由于空心球能屏蔽B球的電場(chǎng)，所以，A所在處場(chǎng)強(qiáng)為零，故A球不受電場(chǎng)力，位置不變。4．如圖所示，放在絕緣臺(tái)上的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個(gè)不帶電的驗(yàn)電器C，如把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬網(wǎng)罩B，則()A．在B的內(nèi)表面帶正電荷，φB＝φC＝0B．在B的右側(cè)外表面帶正電荷C．驗(yàn)電器的金屬箔片將張開(kāi)，φB<φCD．φB＝φC，B的左右兩側(cè)電勢(shì)相等答案：BD解析：由于靜電感應(yīng)B的左側(cè)帶負(fù)電荷右側(cè)帶正電荷，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，故B正確C錯(cuò)誤；整個(gè)導(dǎo)體為等勢(shì)體φB＝φC≠0，所以，A錯(cuò)誤D正確。5．每到夏季，我國(guó)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(shuō)法正確的是()A．不宜使用無(wú)防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭B．不要接觸天線(xiàn)、金屬門(mén)窗、建筑物外墻，遠(yuǎn)離帶電設(shè)備C．固定電話(huà)和手提電話(huà)均可正常使用D．在曠野，應(yīng)遠(yuǎn)離樹(shù)木和電線(xiàn)桿答案：ABD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?chē)妶?chǎng)很強(qiáng)，就可能使其周?chē)目諝獍l(fā)生電離而引發(fā)尖端放電。固定電話(huà)和手提電話(huà)的天線(xiàn)處有尖端，易引發(fā)尖端放電造成人體傷害，故不能使用。二、非選擇題6.如圖所示，絕緣開(kāi)口空心金屬球殼A已帶電，今把驗(yàn)電器甲的小金屬球與A的內(nèi)部用導(dǎo)線(xiàn)連接，用帶絕緣柄的金屬小球B與A內(nèi)壁接觸后再與驗(yàn)電器乙的小球接觸，甲、乙驗(yàn)電器離球殼A足夠遠(yuǎn)。那么甲驗(yàn)電器的箔片________，乙驗(yàn)電器的箔片______。(填“張開(kāi)”或“不張開(kāi)”)答案：張開(kāi)；不張開(kāi)解析：假設(shè)A帶正電，則正電荷應(yīng)分布在A(yíng)的外表面上；所以B與A內(nèi)壁接觸并不能帶電，故乙驗(yàn)電器的箔片不會(huì)張開(kāi)。不管甲接A的外表面還是內(nèi)表面，驗(yàn)電器的金屬球?qū)щ姉U和金屬箔通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)，與A就構(gòu)成一個(gè)整體，因平衡狀態(tài)下帶電體電荷只分布在外表面上，由于驗(yàn)電器在A(yíng)的外部，也就成了這個(gè)整體的外表面的一個(gè)部分。因此，無(wú)論甲的另一端與A什么地方接觸，驗(yàn)電器一定帶電，故箔片會(huì)張開(kāi)。7.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬桿原來(lái)不帶電，在距其左端r處放一個(gè)電荷量