1、9.4静电的防止与利用课后训练提升一、选择题(第15题为单选题,第67题为多选题)1.人造飞船返回地球经过大气层时,返回舱表面附近形成一个温度高达几千摄氏度的高温区。高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离,这时返回舱与外界的联系会中断,出现这种现象的原因是()A.返回舱受到的万有引力消失B.返回舱为了安全而暂时关闭通信系统C.返回舱周围高温气体被电离成等离子体,从而对飞船起屏蔽作用D.返回舱表面温度太高,如同火球,使得航天员看不见外面,外面也看不见返回舱里面答案：C解析：由于高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离,对返回舱起到静电屏蔽作用,所以返回舱与外界信号中断,故选项A
2、、B、D错误,C正确。2.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加电场强度E的方向在下图中正确的是()答案：A解析：盘上感应电荷在盘中A点激发的附加电场强度E应与-Q在A点产生的电场强度等大反向,故选项A正确。3.如图所示,空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体。当一个重力不计的正电荷以速度v水平飞入空心导体内时,电荷将做()A.向上偏转的类平抛运动B.向下偏转的类平抛运动C.匀速直线运动D.变速直线运动答案：C4.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制成,医生、护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套
3、,一切设备要良好接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了()A.消除静电B.除菌消毒C.应用静电D.防止漏电答案：A解析：穿棉布外套是为了防止摩擦起电,摩擦产生的静电积累多了会产生电火花,而乙醚为易挥发物品,遇到火花或热源便会爆炸,所以穿导电材料制成的鞋子且接地良好,可及时导走产生的电荷,消除静电。5.在一个导体球壳内放一个电荷量为+Q的点电荷,用E表示球壳外任一点的电场强度,则()A.当点电荷在球壳中央时,E=0B.不论点电荷在球壳内何处,E一定为零C.只有当点电荷在球心且球壳接地时,E=0D.只要球壳接地,不论点电荷在球壳内何处,E=0答案：D解析：点电荷在球壳内任何位置,只会影响球壳
4、内的负电荷分布,球壳外部带正电荷,会使外部电场强度不为零,选项A、B错误;球壳接地会使外部电荷导入大地,外部电场强度为零,选项C错误,D正确。6.每到夏季,雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时,一定要注意避防雷电。下列说法正确的是()A.不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头B.不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备C.固定电话和手提电话均可正常使用D.在旷野,应远离树木和电线杆答案：ABD解析：表面具有突出尖端的导体,在尖端处的电荷分布密度很大,使得其周围电场很强,就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。固定电话和手提电话的天线处有尖端,易引发尖端放电造成人体
5、伤害,故不能使用,选项A、B、D正确,C错误。7.如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷。在静电平衡后,下列物理量中等于零的是()A.导体腔内任意点的电场强度B.导体内任意点的电场强度C.导体外表面的电荷量D.导体空腔内表面的电荷量答案：ABD解析：静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零,且内表面不带电,故选项A、B、D正确。导体外表面受带电体Q的影响,所带电荷量不为零,故选项C错误。二、计算题8.如图所示,点电荷A和B所带电荷量分别为3.010-8 C和-2.410-8 C,彼此相距6 cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm的金属球壳,求球壳上感应电荷在O点处产
6、生的电场强度。(静电力常量k=9109 Nm2/C2)答案：5.4105 N/C,方向由O指向A解析：+q1在O点的电场强度大小为E1=kq1d22=3105 N/C,方向由O指向B;-q2在O点的电场强度大小为E2=kq2d22=2.4105 N/C,方向由O指向B;设感应电荷在O点处产生的电场强度大小为E3,由静电平衡条件知E3=E1+E2=5.4105 N/C,方向由O指向A。等级考素养提升一、选择题(第15题为单选题,第67题为多选题)1.处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零是因为()A.导体内部无电场B.外电场不能进入导体内部C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D.外
7、电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零答案：D解析：由静电感应和电场的叠加原理知选项D正确。2.小强在加油站加油时,看到加油机上有如图所示的图标,关于图标涉及的物理知识及其理解,下列说法正确的是()A.制作这些图标的依据是静电屏蔽的原理B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C.化纤手套与接触物容易摩擦起电,存在安全隐患D.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系答案：C解析：题中图标是防止静电的产生,选项A错误;化纤手套、化纤衣服与接触物容易摩擦起电,存在安全隐患,选项B错误,C正确;用绝缘的塑料梳子梳头,摩擦起电,存在安全隐患,选项D错误。3.如图所示,金属球原来不带电,现沿球直径
8、的延长线上放置一个点电荷,球内直径上有三点a、b、c,电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,三点电场强度相比()A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec答案：D解析：金属球处于电场中达到静电平衡,内部电场强度处处为零,故选项D正确。4.如图所示,某人站在电压达几万伏的电极旁边,轻松地把玩着“闪电”,却安然无恙。据了解,他身上穿着一件特别的衣服,叫“高压屏蔽服”。制成这种“高压屏蔽服”的材料可能是()A.玻璃B.木屑C.塑料片D.金属丝答案：D解析：处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0,金属导体才能屏蔽外电场,选项D正确。5.下图为静电除尘机原理示意图,废气先经过一个机械过滤装置
9、再进入静电除尘区,带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,图中虚线为电场线(方向未标)。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化,则()A.电场线方向由放电极指向集尘极B.图中A点电场强度大于B点电场强度C.尘埃在迁移过程中做匀变速运动D.尘埃在A点和B点所受电场力方向相反答案：B解析：带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,故电场线应由集尘极指向放电极,选项A错误;由电场线的疏密程度代表电场强弱可知,选项B正确;电场为非匀强电场,选项C错误;电场力方向沿电场线的切线方向,选项D错误。6.如图所示,在绝缘板上放有一个不带电的验电器A和一个带正电荷的空腔导体B
10、。下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A.把电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A的金属球接触B.把电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A的金属球接触C.用绝缘导线把验电器A的金属球跟电棒C的导体部分相连,再把电棒C与B的内壁接触D.使验电器A靠近B答案：BCD解析：选项A中先和B的内壁接触后,由于B的内壁本身没有电荷,所以再接触A的金属球时验电器箔片不张开;选项B中可以使C球带电,从而使A带电;选项C中用绝缘导线相连实际上是将验电器A和B连成了一个导体,A因接触而带电;选项D中是感应起电。所以选项B、C、D正确。7.如图所示,将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心
11、球壳B内(与内壁不接触)。外加一个水平向右的电场强度为E的匀强电场,对于最后的结果,下列判断正确的是()A.B的右端带正电,A向左偏B.B的右端带正电,A不偏左也不偏右C.B的左端带正电,A向右偏D.B的左端带负电,A不偏左也不偏右答案：BD解析：导体空腔处于外电场中时,由于静电感应的作用,导体球壳的左端将感应出负电荷,右端将感应出正电荷,而导体空腔内部完全不受外加电场的影响,故A不会偏转,故选项A、C错误,B、D正确。二、计算题8.如图所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z0的空间为真空。将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆
12、是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部电场强度处处为零,则在z轴上z=h2处的电场强度大小为多少?(k为静电力常量)答案：40kq9h2解析：在z轴上z=-h2处,合电场强度为零,该点电场强度为q和导体上感应电荷产生电场的矢量和。q在z轴上z=-h2处产生的电场强度为E1=-kq32h2=-4kq9h2由于导体远端离z=-h2处很远,影响可以忽略不计,故导体上感应电荷在z=-h2处产生的电场强度近似等于导体表面上感应电荷在z=-h2处产生的电场强度,为E2=-E1=4kq9h2根据对称性,导体表面上感应电荷在z=h2处产生的电场强度为E3=-E2=-4kq9h2电荷q在z=h2处产生的电场强度为E4=-kqh22=-4kqh2故z=h2处的合电场强度为E3+E4=-40kq9h2。