2021年鲁科版(2019)必修第三册《第5节 静电的利用与防护》- 专题训练【附答案】

2021年鲁科版（2019）必修第三册《第5节静电的利用与防护》
- 专题训练
一．填空题（共5小题）
1．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B 组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强（填：“越大”或“越小”）．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．
2．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。

当棒达到静电平衡后，棒的左端带电（填“正”或“负”），棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小等于，方向为。

3．如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架．若先将A、B分开再移走C，则A带电，B带电．
4．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片（填“张开”或“不张开”），此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小方向为（填“向左”或“向右”）
5．静电在工业和生活中有很重要的用途，有时又会带来很多麻烦，需要防止。

在许多场合都可以发现人们应用静电的例子，例如：；
也可以发现许多防止静电的例子，例如：。

二．选择题（共10小题）
6．一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则（）
A．E a最小B．E b最大C．E c最小D．E a＞E b＞E c
7．如图所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上，
A、B处于静电平衡状态，则（）
A．A的左端感应出正电荷
B．A上的感应电荷是创生出来的
C．A、B内部的电场强度处处为0
D．若先将A、B分开，再移走C，A、B均不带电
8．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。

达到静电平衡后，下列说法正确的是（）
A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零
C．金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势
D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为零
9．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。

在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。

当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。

起电机摇动时，下列说法正确的是（）
A．锯条附近电场强度大
B．金属片附近电场强度大
C．锯条和金属片之间为匀强电场
D．锯条和金属片之间电场强度处处为零
10．如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电．把带正电荷的物体C移近导体A，再把A和B分开，然后移去C．则（）
A．A带正电，B带负电B．A带负电，B带正电
C．A、B带同种电荷D．A、B都不带电
11．如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，看到的现象是（）
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带正电
C．两端的验电箔都张开，且N端带负电，M端带正电
D．两端的验电箔都不张开，且N端带正电，M端带负电
12．如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带﹣Q电荷，N不带电（M、N相距很远，互不影响），旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M 和N的空腔中时（）
A．P、R上均出现感应电荷
B．P上没有，而R上有感应电荷
C．P上有，而R上没有感应电荷
D．P、R上均没有感应电荷
13．一个带电的金属球，当它带的电量减少后，其内部的场强将（）A．一定增强B．一定减弱
C．可能增强可能减弱D．不变
14．如图所示，空心导体上方有一靠的很近的带电体，带有正电荷。

有一束带负电的小液滴（重力忽略不计），以速度v水平飞入空心导体腔内，则小液滴的运动情况可能是（）
A．匀速直线运动B．变速直线运动
C．向上偏转的类平抛运动D．平抛运动
15．下列说法正确的是（）
A．电工穿金属衣比穿绝缘衣安全
B．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好
C．印刷车间中要保持干燥
D．打雷时，待在木屋里比待在汽车里要安全
三．解答题（共5小题）
16．长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图。

当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？
17．如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：（1）金属杆中点P处的场强为多少？
（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．
18．在干燥的天气里，脱毛衣时会听到噼里啪啦的响声，还会伴有点点火花，若用手接触金属常常被电击，你能用所学过的知识来解释这一现象吗？
19．如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。

试问：如何使A、B都带等量负电？
20．举出两个利用静电的实例。

2021年鲁科版（2019）必修第三册《第5节静电的利用与防护》
- 专题训练
参考答案与试题解析
一．填空题（共5小题）
1．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B 组成，A和B分别接到高压电源正极和负极，其装置示意图如图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强越大（填：“越大”或“越小”）．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到A（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．
【解答】解：电极截面如图所示，由电场线可判断越靠近B场强越大；粉尘吸附电子后带负电，因此向正极A运动．
故答案为：越大，A．
2．长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。

当棒达到静电平衡后，棒的左端带负电（填“正”或“负”），棒上感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小等于，方向为向左。

【解答】解：根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，当棒达到静电平衡后，棒的左端带负电；
水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E＝，
由于P处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即向左．
故答案为：负，，向左
3．如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架．若先将A、B分开再移走C，则A带负电，B带正电．
【解答】解：将带正电的导体球C靠近两个不带电的导体AB，靠感应起电使物体带电，先把导体A和B分开，再移走C，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时离C比较近的A带负电，B带正电．
故答案为：负；正；
4．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片不张开（填“张开”或“不张开”），此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发一个电场，它的场强大小方向为向左（填“向左”或“向右”）
【解答】解：因为在金属内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、场强大小为E 的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而金属上电荷重新分布．就是所谓“静电屏蔽”的原理．此时验电器不
会受到影响，故验电器的箔片不张开．
故答案为：不张开；向左
5．静电在工业和生活中有很重要的用途，有时又会带来很多麻烦，需要防止。

在许多场合都可以发现人们应用静电的例子，例如：静电除尘器、静电喷漆、复印机等；
也可以发现许多防止静电的例子，例如：汽车通过后面装一条拖地的铁链，及时导走静电。

【解答】解：静电除尘、静电复印、静电喷涂、静电植绒、静电分选都是静电的应用；
汽车通过后面装一条拖地的铁链，及时导走静电，这是防止静电危害。

故答案为：静电除尘器、静电喷漆、复印机等；汽车通过后面装一条拖地的铁链，及时导走静电。

二．选择题（共10小题）
6．一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则（）
A．E a最小B．E b最大C．E c最小D．E a＞E b＞E c
【解答】解：静电平衡后，金属球内的合电场强度处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的电场强度大小相等，方向相反，相互抵消。

c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的电场强度最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的电场强度最大，即E c最大，
而a点离带电的细杆MN最远，带电的细杆MN在a点处产生的电场强度最小，则金属球上感应电荷在a点处产生的电场强度最小，即E a最小，故A正确，BCD错误。

故选：A。

7．如图所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上，
A、B处于静电平衡状态，则（）
A．A的左端感应出正电荷
B．A上的感应电荷是创生出来的
C．A、B内部的电场强度处处为0
D．若先将A、B分开，再移走C，A、B均不带电
【解答】解：A、枕形导体在正点电荷附近，出现静电感应现象，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引可知，A的左端感应出负电荷，故A错误；
B、根据同种电荷相互排斥可知，A的左端感应出负电荷是由于B右端的电子受到正电
荷的吸引力向左运动造成的，不是凭空产生的，故B错误；
C、枕形导体在正点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，在枕形导体内部
出现感应电荷的电场，与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度处处为零，故C 正确；
D、若先把导体A和B分开，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，再移走C，此时
A仍然带负电，B带正电，故D错误。

故选：C。

8．如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r。

达到静电平衡后，下列说法正确的是（）
A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零
C．金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电势
D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为零
【解答】解：A、静电感应导致金属球的电荷重新分布，结合同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引可知，金属球达到静电平衡后左侧带正电荷，右侧带负电荷，故A错误；
B、金属球内部，点电荷产生的电场强度不为零，故B错误；
C、金属球达到静电平衡后是等势体，所以金属球最左侧表面的电势等于最右侧表面的电
势，故C正确；
D、感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q的点电荷在此处的电场场强大小相等，
方向相反，合电场强度为零，因此感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为，故D错误。

故选：C。

9．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。

在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。

当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。

起电机摇动时，下列说法正确的是（）
A．锯条附近电场强度大
B．金属片附近电场强度大
C．锯条和金属片之间为匀强电场
D．锯条和金属片之间电场强度处处为零
【解答】解：AB、瓶内俯视图如图
尖端物体附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场，故A 正确，B错误；
CD、且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，锯条和金属片之间存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电烟尘
在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，这样消除了烟尘中的尘粒。

故CD错误。

故选：A。

10．如图所示，取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触．起初它们不带电．把带正电荷的物体C移近导体A，再把A和B分开，然后移去C．则（）
A．A带正电，B带负电B．A带负电，B带正电
C．A、B带同种电荷D．A、B都不带电
【解答】解：带正电的物体C靠近A附近时，由于静电感应，A端带上负电，B端带上正电；
先把AB分开，则A带负电，B带正电，移去C后，电荷不能再进行中和，所以A端带负电，B端带正电；故B正确，ACD错误。

故选：B。

11．如图所示，原来不带电的金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔，若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，看到的现象是（）
A．只有M端验电箔张开，且M端带正电
B．只有N端验电箔张开，且N端带正电
C．两端的验电箔都张开，且N端带负电，M端带正电
D．两端的验电箔都不张开，且N端带正电，M端带负电
【解答】解：金属导体处在负电荷的电场中，由于静电感应现象，金属导体的右端要感应出正电荷，在导体的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且N端带负电，M端带正电，所以C正确。

故选：C。

12．如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带﹣Q电荷，N不带电（M、N相距很
远，互不影响），旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M 和N的空腔中时（）
A．P、R上均出现感应电荷
B．P上没有，而R上有感应电荷
C．P上有，而R上没有感应电荷
D．P、R上均没有感应电荷
【解答】解：把一个带正电Q的小球放入原来不带电的金属空腔球壳内，带负电的电子被带正电的小球吸引到内表面，内表面带负电，外表面剩余了正电荷，外表面带正电，而R处于电场中，出现静电感应现象，从而导致R上有感应电荷出现，
若将带正电Q的小球放入带﹣Q电荷M空腔内时，因同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，若正负电荷相等，则金属壳上没有多余电荷，则P处没有电场，因而没有感应电荷；若正负电荷不相等，则P处有电场，则出现感应电荷，故ACD错误，B正确。

故选：B。

13．一个带电的金属球，当它带的电量减少后，其内部的场强将（）A．一定增强B．一定减弱
C．可能增强可能减弱D．不变
【解答】解：导体处于静电平衡，其内部场强处处为零，即使当它带的电量减少后，其内部的场强也不变，D正确。

故选：D。

14．如图所示，空心导体上方有一靠的很近的带电体，带有正电荷。

有一束带负电的小液滴（重力忽略不计），以速度v水平飞入空心导体腔内，则小液滴的运动情况可能是（）
A．匀速直线运动B．变速直线运动
C．向上偏转的类平抛运动D．平抛运动
【解答】解：空心导体是等势体，那么空心导体内壁每个点都是等势的，那么容器内部不可能有电场存在，那么小液滴就不受电场力。

上述现象也称静电屏蔽；故小液滴不受力就做匀速直线运动，故A正确，BCD错误。

故选：A。

15．下列说法正确的是（）
A．电工穿金属衣比穿绝缘衣安全
B．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好
C．印刷车间中要保持干燥
D．打雷时，待在木屋里比待在汽车里要安全
【解答】解：A、电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，故A正确；
B、因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火
灾事故，故B错误；
C、印染车间中要尽量避免产生静电荷，所以尽可能保持印染厂空气湿润，故C错误；
D、一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会起
到静电屏蔽的作用，所以打雷时，呆在汽车里更安全，故D错误。

故选：A。

三．解答题（共5小题）
16．长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图。

当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？
【解答】解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点O处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反。

则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为：E＝
由于O处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿Oq连线且指向+q。

答：棒上感应的电荷在棒内中点O处产生的场强为，方向沿Oq连线且指向
+q。

17．如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：（1）金属杆中点P处的场强为多少？
（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．
【解答】解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端处产生的场强大小与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则该处的电场强度为零，而金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的场强大小为：E＝k．
答：（1）金属杆中点P处的场强为0；
（2）金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强是k．
18．在干燥的天气里，脱毛衣时会听到噼里啪啦的响声，还会伴有点点火花，若用手接触金属常常被电击，你能用所学过的知识来解释这一现象吗？
【解答】解：在干燥的天气中脱衣时，外衣与里面的衣服摩擦，使它们带有异种电荷，电荷放电，发出啪啪声，属于摩擦起电。

19．如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。

试问：如何使A、B都带等量负电？
【解答】解：A、B导体彼此接触，将带正电的C移近A，则由静电感应可知，B端会感应出负电，A端出现正电荷。

然后将A接地（或B端），从大地上来的负电荷将中和A 带的正电荷，再断开A的接地，将C移走，最后将A与B接触后分开，则AB将都带等
量负电。

答：A、B导体彼此接触，将带正电的C移近A．将AB分开后将C移走，然后将B接地，再断开B的接地，将B与A接触后分开即可。

20．举出两个利用静电的实例。

【解答】解：利用静电的事例：
①静电除尘，利用静电把空气电离，除去烟气中的粉尘；
②静电复印，复印机复印文件资料，就是利用静电墨粉成在鼓上；
答：静电除尘、静电复印。