9.4 静电的防止与利用(练习题)(解析版)

第九章静电场及其应用9.4静电的防止与利用练习题一、单选题：1.如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是( )A．铜丝编织的衣服不易拉破B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用C．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零D．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零答案 C解析电工穿的衣服包含铜丝，能起到静电屏蔽的作用，使衣服内合场强为零，故C正确．2.每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，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( )①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备③固定电话和手提电话均可正常使用④在旷野，应远离树木和电线杆A．①②③ B．①②④ C．①③④D．②③④【答案】 B【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伤害，故不能使用．3.如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是( )【答案】 C【解析】金属盒内部由于处于静电平衡状态，因此内部每点的合电场强度都为0，即金属盒内的每一点，感应电荷产生的电场的电场强度都与点电荷＋Q在那点产生的电场的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷＋Q的电场线重合，但方向相反.4.一带有绝缘底座的空心金属球壳A带有4×10－8 C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B 带有2×10－8C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为( )A．Q A＝＋1×10－8 C，Q B＝＋1×10－8 C B．Q A＝＋2×10－8 C，Q B＝0C．Q A＝0，Q B＝＋2×10－8 C D．Q A＝＋4×10－8 C，Q B＝－2×10－8 C 答案 B解析B与A接触后，负电荷全部分布在外表面，内壁电荷量为零，故B带电荷量为零，A带电荷量为正、负电荷中和后的电荷量，即Q＝＋2.0×10－8 C，故选B.A5.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球壳B 内(与内壁不接触)．外加一个水平向右的场强为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 向右偏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 D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A 、B 、C 错误，D 正确．故选D.6.如图所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A 、B 、C 三点的电场强度E 的关系是A ．ABC E E E >> B ．A B C E E E => C ．A B C E E E ==D ．A B CE E E 〈〈答案：D【解析】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图。

由于A 处电场线较密，B 处电场线较疏，C 处场强为零，则A B C E E E >>。

7.如图所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的金属箔片张开的是( )答案 A解析 处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故A 正确，B 错误；C 、D 选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金属箔片是闭合的．8.如图所示，空心绝缘球壳的表面均匀分布负电荷时，球内各点的电场强度为零。

现移走半只球壳，余下部分电荷分布不变。

此半球壳的对称轴线上有一P 点，半球壳负电荷在P 点处的合场强的方向为A．水平向右 B．竖直向上 C．竖直向下 D．水平向左答案：D【解析】对于一个完整的带电均匀的球壳，据题意知，球内各点的电场强度为零，说明左右两个半个球壳在各点产生的场强大小相等、方向相反，右半个球壳在P点产生的场强方向水平向右，则根据电场的叠加原理可知，半球壳负电荷在P点处的合场强的方向水平向左，故ABC错误，D正确。

9.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图1－7－5所示，下列说法正确的有( )A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变【答案】 B【解析】带正电的小球A放在不带电的空心球C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C和带电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向，而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场，因此A球不受B 球电场的影响，而保持竖直位置不变，选项B正确．10.在电荷量为-Q的点电荷的电场中,一个金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘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'的方向是图中的(),故感应电荷在盘中A点激发的附加电场强度E'应与该点电荷在A点产生的电场强度等大反向,选项A正确。

11.把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线，在图中描绘正确的是 ( )【答案】 B【解析】静电平衡状态下，整个金属板是个等势体，所以金属板附近电场线与金属板表面垂直，选项A、D错误；金属板接地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，选项B正确，C错误．12.一金属球,原来不带电。

现沿球的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三点的电场强度大小分别为E a、E b、E,则三者相比()cA.E a最大B.E b最大C.E c最大D.E a=E b=E c,故a、b、c三点的电场强度都为零。

静电平衡的导体内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果,所以感应电荷在球内某点产生的电场的电场强度与MN在这一点形成的电场的电场强度等大反向,比较a、b、c三点感应电场的电场强度,实质上是比较带电体MN在这三点的电场强度,由于c点离MN最近,故MN在c点的电场强度最大,感应电荷在c点的电场强度也最大,故选项C正确。

二、多选题13.为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下面措施中是防止静电危害的是( )A．油罐车后面装一条拖地的铁链B．电工钳柄上套有绝缘胶套C．飞机轮上装搭地线D．纺织车间中保持适当的湿度【答案】ACD【解析】选项A、C、D中均是把静电导走，故A、C、D正确．电工钳柄上套有绝缘胶套是为了保持绝缘，以防止触电，B错．14.图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引 ( )【答案】AD【解析】金属空腔不接地可屏蔽外部电场，接地可屏蔽内部电场．14.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( )A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点的场强不相等C．感应电荷产生的附加场强大小是|E A|<|E B|D．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动【答案】AD【解析】枕形导体处于静电平衡状态，其内部的A、B两点场强都为零，A对，B 错．由于A离正电荷较近，正电荷在A点产生的场强较大，故感应电荷在A点产生的附加场强也较大，C错．电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体定向移动，以中和枕形导体上的正电荷，最后使它显示负电性，D对．15.如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( )【答案】ABD【解析】A图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A对；B图中金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用；C中电荷会引起金属壳内外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错；将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D对．16.如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰),下列说法正确的是()A.B端的感应电荷越来越多B.导体内电场强度越来越大C.导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度D.导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等P时,小球P上的负电荷在绝缘导体所在区域产生的电场增强,将会有更多的自由电子向绝缘导体的B端移动,B端的感应电荷越来越多,选项A正确;绝缘导体始终处于静电平衡状态,内部电场强度始终为零,选项B错误;导体上感应电荷在导体上某点产生的电场的电场强度大小等于小球P上的负电荷在该点产生的电场的电场强度,故选项C正确,D错误。

三、非选择题17．如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘．请思考一下：这是什么原因？【答案】见解析【解析】当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场．烟尘颗粒都是带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上．18．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带电荷总量为Q＝＋4×10－6 C.(1)此时，金属桶内，外表面带电荷量分别为多少？(2)如果用丝线在桶内悬挂一带电荷量q＝－2×10－6C的带电小球，桶内、外表面带电荷量分别为多少？(3)若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内外表面带电荷量分别为多少？(4)若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内外表面带电荷量又为多少？【答案】见解析【解析】(1)q内＝0，q外＝＋4×10－6C(2)q内＝q外＝＋2×10－6C(3)q内＝0，q外＝＋2×10－6C(4)q内＝0，q外＝＋2×10－6C。