高二上学期期中物理真题分类汇编热点03静电平衡静电的防止与利用

热点03静电平衡静电的防止与利用1．（2023·江苏南通·高一统考期中）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，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0D．若先将A、B分开，再移走C，A、B均不带电【答案】C【详解】A．枕形导体在正电荷附近，根据同种电荷相互排斥，A的左端感应出负电荷，A错误；B．根据同种电荷相互排斥可知，感应电荷是导体内的正负电荷重新分布了，不是凭空产生的，B错误；C．枕形导体在正点电荷附近，导致电荷重新分布，与点电荷的电场叠加，导体内部达到静电平衡状态，所以A、B内部的电场强度处处为0，C正确；D．若先把导体A和B分开，再移走C，则A带负电，B带正电，D错误。故选C。2．（2023春·江苏徐州·高一统考期中）如图所示为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列说法正确的是（）A．到达集尘极的尘埃带正电荷 B．到达集尘极的尘埃带负电荷C．电场方向由放电极指向集尘板 D．放电极与集尘板之间电场是匀强电场【答案】B【详解】AB．集尘极接电源正极，可知到达集尘极的尘埃带负电荷，选项A错误，B正确；C．因集尘极接电源正极，可知电场方向由集尘板指向放电极，选项C错误；

D．放电极与集尘板之间电场是非匀强电场，选项D错误。故选B。3．（2023春·江苏徐州·高一统考期中）下列现象中，利用了金属的静电屏蔽作用的是（）A．甲图中，建筑物顶部安装有避雷针以保护建筑物B．乙图中，燃气灶电子点火器的放电电极做成针尖形C．丙图中，油罐车尾部悬挂一根垂接地面的金属链条D．丁图中，带电作业的工人要穿包含金属丝的织物制作的工作服【答案】D【详解】A．甲图中，建筑物顶部安装有避雷针是利用尖端放电，使云层所带的电和地上的电中和，以保护建筑物，但不是利用静电屏蔽作用，故A错误；B．因为电荷集中于形状比较尖端的地方，所以乙图中，燃气灶电子点火器的放电电极做成针尖形，但不是利用静电屏蔽作用，故B错误；C．丙图中，油罐车在运输的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，油罐车尾部悬挂一根垂接地面的金属链条可以及时把产生的电荷导走，但不是利用静电屏蔽作用，故C错误；D．丁图中，带电作业的工人要穿包含金属丝的织物制作的工作服，该工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，是利用了金属的静电屏蔽作用故D正确。故选D。4．（2023春·浙江宁波·高一效实中学校考期中）关于静电的利用和防范，下列说法中错误的是（）A．静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害C．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽的原因D．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属【答案】C【详解】A．接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。故静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷，A正确，不符合题意；B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害，B正确，不符合题意；C．武当山重峦叠嶂，气候多变，云层常带大量电荷。金殿屹立峰巅，是一个庞大的优良导体。当带电的积雨云移来时，云层与金殿顶部之间形成巨大的电压，使空气电离，产生电弧，也就是闪电。强大的电弧使周围空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球，并伴有雷鸣。金殿顶部，除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电，所以能使电压升得比较高，保证“炼殿”之需，不属于静电屏蔽现象，C错误，符合题意；D．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属，否则人体静电会损坏电路元件，D正确，不符合题意。故选C。5．（2023春·浙江台州·高一台州一中校考期中）如图所示，长为L的导体棒AB原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（）A．A端带正电，B端带负电B．A端电势比B端电势低C．感应电荷在O点的场强方向沿虚线向左D．点电荷q对处在O点的电子没有电场力【答案】C【详解】A．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体棒AB中的负电荷受到正电荷q的吸引作用，所以当导体棒AB达到静电平衡后，A端带负电，B端带正电，故A错误；B．处于静电平衡下的导体是个等势体，其表面是等势面，所以导体棒表面各点电势相等，故B错误；C．处于静电平衡下的导体内部场强处处为零，感应电场和外电场的合场强为零，所以感应电荷在O点的场强与点电荷q的场强等大反向，点电荷q在O点产生的场强向右，所以感应电荷在O点的场强方向沿虚线向左，故C正确；D．点电荷q对处在O点的电子有电场力的作用，故D错误。故选C。6．（2022秋·广东汕头·高二校考期中）如图所示，一有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是（

）A．加固作用不易折断信号线B．用于信号的传输C．为防止外界电场干扰D．铜芯与金属网分别接在电路的两极，便于构通回路【答案】C【详解】根据静电屏蔽原理，金属网能屏蔽外部电场，使其不受外部电场的影响，则有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是为防止外界电场干扰。故选C。7．（2022秋·云南玉溪·高二校考期中）如图所示，一个带绝缘支架的空心金属球半径为r，原来不带电，放在一个电荷量为+Q的点电荷右侧，点电荷到金属球表面的最近距离为2r，达到静电平衡后，下列表述正确的是（）A．整个金属球表面将带上同种电荷B．金属球球心处的电场强度大小为kC．感应电荷在金属球球心处激发的电场强度大小为kD．如果用导线将金属球左右两侧相连，金属球左右两侧的电荷会发生中和【答案】C【详解】A．根据静电感应原理可知，金属球的右端感应出正电荷，左端感应出负电荷，故A错误；BC．根据静电平衡可知，金属球内部的场强处处为零，即金属球球心处的电场强度大小为零；感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷+Q在金属球球心处的电场强度大小相等，方向相反，则感应电荷在金属球球心处激发的电场强度大小为E故B错误，C正确；D．如果用导线将金属球左右两侧相连时，由于静电平衡的导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，所以电荷不再移动，不会中和，故D错误。故选C。8．（2023秋·福建泉州·高二校考期中）如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（

）A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向D．A和B的位置不变【答案】C【详解】A在空心金属球内由于静电感应使得C外表面带负电，BC相互排斥，所以B向左偏离，而金属空心球可以屏蔽外部电场，所以B的电荷对金属空心球C的内部无影响，所以A位置不变。B靠近C时改变的是C表面的电荷分布，但对于C内部空间的电场可认为没有影响，这也就是平时所说的静电屏蔽。故选C。9．（2023秋·福建泉州·高二校考期中）一不带电的枕形导体，靠近一带正电的电荷后，导体两端感应出电荷如图所示，现在枕形导体不同部位接地，得到的三幅图，正确的是（）A．只有（1） B．（1）和（2） C．（2）和（3） D．只有（2）【答案】B【详解】根据感应起电的电荷分布特点“近异远同”与正电荷靠近的一端应感应出负电荷，接地的一端为远端应该感应出正电荷，所以（1）和（2）正确，故选B。10．（2022秋·甘肃天水·高二统考期中）(多选)如图，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则（）A．球壳内壁带负电B．球壳外壁带负电C．球壳外壁带正电D．若将接地线去掉再移去带正电的小球，球壳外壁带负电【答案】AD【详解】ABC．由静电屏蔽知识可得，未接地前电场线分布特点如图，球壳内壁带负电，球壳外壁带正电。球壳是个等势体，无论是内壳还是外壳接地，都是大地上的电子受电场力作用逆着电场线与外壳正电中和，使外壳不带电，球壳内壁仍带负电，故A正确，BC错误；D．若将接地线去掉再移出正电荷，则负电荷都分布在外表面，壳外壁带负电，故D正确。故选AD。11．（2023春·浙江宁波·高一浙江省宁波市鄞州中学校考期中）如图所示，为了研究静电屏蔽效果，某同学将可视为负点电荷的带电体置于封闭金属空腔的外部或内部，其中Q、N的金属空腔和大地相接，P、M的金属空腔与外界绝缘。规定大地的电势为零，下列关于各点场强和电势高低的说法正确的是（）A．P金属空腔内的场强等于零，电势小于零B．Q金属空腔内的场强等于零，电势小于零C．M金属空腔内任一点场强为零，电势小于零D．N金属空腔内部任意一点的场强为零，外部电势大于零【答案】A【详解】A．金属空腔放在负点电荷电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，金属空腔内的场强处处为零；即P为等势体且处于负点电荷的电场中，所以金属空腔的电势小于零，故A正确；B．金属空腔放在负点电荷的电场中，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，由于金属空腔接地，则金属空腔的电势为零，故B错误；C．负点电荷放在金属空腔中，点电荷与金属空腔之间形成电场，可知金属空腔内任一点场强不为零；金属空腔不接地，则金属空腔外的电场也不等于零，金属空腔的电势小于零，故C错误；D．负点电荷放在金属空腔中，点电荷与金属空腔之间形成电场，可知金属空腔内与金属空腔内壁上任意一点场强不为零，故D错误。故选A。1．（2023春·江苏盐城·高一校考期中）202年7月7日消息，南京林业大学学子发明智能分拣系统，助力新疆棉花丰产增收纯棉衣服手感柔软舒适度高，不会起静电而且吸湿和透气性都不错，如果是皮肤敏感人群的话一定是优选，关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（）A．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止静电对手术的影响B．为了防止静电危害保证乘客的安全，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成C．金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全D．轿车上有一根露在外面的小天线是用来避免雷击的【答案】C【详解】A．绝缘性能良好的化纤制品衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故A错误；B．飞机轮胎用导电橡胶制成可以将飞机产生的静电迅速导走，故B错误；C．由于金属导体能做到静电屏蔽，故用金属桶装易燃的汽油要安全，故C正确；D．轿车上有一根露在外面的小天线是无线广播的接收天线，故D错误。故选C。2．（2022秋·广东汕头·高二校考期中）如图显示了在外加电场强度为E0的匀强电场的情况下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程.下列说法正确的是（

A．图甲、图乙显示导体内部带负电的电子在静电力作用下运动，而带正电的离子不受静电力作用B．图丙中，导体内部没有电荷C．图丙中，导体内部没有电场D．图丙中，导体AB表面和CD表面感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，大小也为E【答案】D【详解】A．图甲、图乙显示了导体内部带负电的电子在静电力作用下向左运动，易知带正电的离子同样会受到静电力的作用，故A错误；BCD．图丙中导体AB表面和CD表面的感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，场强大小也为E0故选D。3．（2023秋·福建·校考期中）如图所示,导体球A与导体球壳B同心,原来都不带电,也不接地,设M、N两点的场强大小为EM和EN,下列说法中正确的是()A．若使A带电,则EM≠0,EN=0B．若使B带电,则EM≠0,EN≠0C．若使A，B两球分别带上等量异种电荷,则EM≠0,EN=0D．若使A球带电,B球接地,则EM=0,EN=0【答案】C【详解】A．如果A带电，则会感应B内部带异种电荷，外部电性与A相同，那么EM≠0，EN≠0；故A错误；B．如果B带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面E内=0，即EM＝0，EN≠0，B错误；C．如果A、B带等量异种电荷，A与B的静电感应使B外表面恰好无电荷量，则EM≠0，EN=0，故C正确；D．如使A球带电，B球接地，是接地屏蔽，EM≠0，EN=0，D错误．4．（2022秋·宁夏银川·高二银川二中校考期中）如图所示，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（不与C的内壁接触），在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（）A．A，B两球均不偏离竖直方向B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向【答案】B【详解】CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误；AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。故选B。5．（2023秋·安徽·校考期中）金属球原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电细杆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Ea、Eb、A．Ea>Eb>Ec B．【答案】C【详解】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Ec最大；而a点离带电杆最远，则金属球上感应电荷在a点处产生的电场强度最小，所以Ec6．（2023春·浙江杭州·高一浙江金华第一中学校联考期中）如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为+q（q>0）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（

）A．增加点电荷的带电量，导体静电平衡时O处的电子受到的电场力将增大B．导体棒A点会感应出正电荷C．导体棒上的感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小为零D．导体棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小E=k【答案】D【详解】A．导体静电平衡时O处的电场强度为零，电子所受电场力为零，故A错误；B．导体棒A点会感应出负电荷，故B错误；CD．导体静电平衡时O处的电场强度为零，即感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度与电荷q在O点产生的电场强度等大反向，所以有E感=Eq7．（2022秋·安徽安庆·高二安庆市第二中学校考期中）一半径为R的金属薄球壳内壁接地，其球心处安置有一个点电荷+Q，如图所示。P为金属球外距离球心2R的一点，下列表述中正确的是（）A．金属球壳的外表面带正电B．金属球壳的内表面不带电C．在P处引入正点电荷q，受斥力大小为kQqD．金属球壳感应电荷在P处形成的场强大小为kQ【答案】D【详解】A．由于球壳内壁接地，电势为零，如果外壳带正电，电场线的方向指向无穷远处，无穷远处电势为零，而沿着电场线方向，电势降低，说明球壳电势大于零，与前提矛盾，因此金属球壳的外表面不带电，A错误；B．由于静电感应，球壳内表面带负电，而且所带电荷量为−Q，B错误；C．由于球壳接地，球壳外部的电场强度处处为零，若在P处引入正点电荷q，，此时在球壳外表面上会感应出一定量的负电荷，它与q间的电场力与Q无关，C错误。D．由于球壳接地，球壳外部的电场强度处处为零，即Q在某点产生的场强与感应电荷在某点产生的场强等大反向，合场强为零，因此金属球壳感应电荷在P处形成的场强大小为E方向指向球心，D正确。故选D。8．（2022春·江苏苏州·高一校考期中）有一接地的导体球壳，如图所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则()A．q的电荷量变化时，球壳外电场随之改变B．q在球壳外产生的电场强度为零C．球壳内、外表面的电荷在壳外的合场强为零D．q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零【答案】D【详解】A．由于球壳接地，在静电平衡后，球壳与大地是等势体，所以球壳外的电场为0，不随q的变化发生变化，A错误；B．平衡状态后，q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零，q单独在球壳外产生的电场强度不为零，B错误；CD．金属球壳外表面接地，所以球壳外表面不带电，内表面带与q相反电性的电荷，当到达静电平衡状态后，q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零，故C错误，D正确。故选D。9．（2023·湖北·高二校考期中）下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况下，放在绝缘板上的小纸屑（图中S）会被吸引（

）A． B． C． D．【答案】B【详解】A．当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电荷，两端出现电压，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零．因此绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故A错误；B．当负电荷放在金属壳内时，使金属壳内部带正电荷，外部带负电荷，导致出现感应电场．从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）会被吸引，故B正确；C．当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，由于下端接地，则不带电，两端仍出现电压，导致感应电场与外电场相互叠加，出现合电场强度为零．从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故C错误；D．当负电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故D错误；10．（2020秋·广东珠海·高二珠海市第三中学校考期中）一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10−8C的正电荷，其上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10−8C的负电荷，使B球和A．QA=1×10−8C、QC．QA=0、QB=2×10【答案】B【详解】B球与A球接触后成为一个新的导体，由于带电导体的电荷只能分布于导体的外表面，因此QB=011．（2022秋·北京丰台·高二北京市第十二中学校考期中）图为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（）A．若用左手也去摸金属球，会被电击B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击C．若右手离开金属球，则头发立刻恢复常态D．金属球和人的头发所带电荷的电性相反【答案】B【详解】AD．体验者双脚站在绝缘凳上，所以电荷不能通过实验者导走，体验者与金属球形成一个导体，所带电荷电性相同，处于静电平衡状态，左右手电势相等，故用左手也去摸金属球，不会产生电流，不会被电击，故AD错误；B．体验者的身体表面带有电荷，若用左手与旁边的观众握手，与旁边的观众由电势差，电荷移动会产生电流，会被电击，故B正确；C．若右手离开金属球，体验者身体表面仍然带有电荷，所以头发不会立刻恢复常态，故C错误。故选B。12．（2023·广东深圳·高二深圳中学校考期中）如图所示，半径为R的球形导体壳球心O处有一带电量为q2的正点电荷，球外离球心r处有带电量为q1的正点电荷，已知球壳电总量为+Q，则A．0 B．kq1q2r2【答案】A【详解】由于静电屏蔽，q1对q2无库仑力作用，而由对称性易知+Q对q213．（2023·云南曲靖·高二统考期中）(多选)滚筒式静电分选器由料斗A，导板