9-4-静电的防止与利用(作业)(人教版2019必修第三册)(解析版)

第4节静电的防止与利用（作业时间：30分钟）静电平衡的特点和应用1．如图所示，将一个带正电的小球放在本身不带电的导体靠近端一侧，由于静电感应，导体的A、B两端分别出现负、正感应电荷。则以下说法中正确的是（）A．端接一下地，导体将带正电荷B．端接一下地，导体将带负电荷C．因为两端有电荷，所以导体内部的电场强度不为0D．导体上的感应电荷在导体内部产生的电场强度为0【答案】B【详解】AB．达到静电平衡状态以后，A处带负电，B处带正电，当A端接一下地，会使大地的电子流入枕形导体，导体B处电荷被中和，则导体将带负电。故A错误，B正确；CD．达到静电平衡状态以后，导体内部的电场场强处处为0，导体上的感应电荷在导体内部产生的场强不为零。故CD错误。故选B。尖端放电2．如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M、N间有两个等高的金属体A、B，A为尖头、B为圆头．将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到(

)

A．A放电B．B放电C．A、B一起放电D．A、B之间放电【答案】A【详解】越尖的物体电荷的面密度越大，其附近的电场越强，越容易使空气电离，从而产生放电现象．A为尖头，当逐渐增加电压时，先放电，故A正确，BCD错误．静电屏蔽3．如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是（）A．箔片张开B．箔片不张开C．带电金属球电量足够大时才会张开D．箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场【答案】B【详解】静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开．故B正确、ACD错误．故选B．4．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（始终不与球接触），现将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B放在C附近，待稳定后，以下说法正确的是：（）A．A对B无静电力作用，B对A无静电力作用B．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向C．A对B的静电力向左，B对A的静电力向右D．A的位置不变，B的位置也不变【答案】A【详解】A在空心金属球内，由于静电感应，使得C外表面带正电，BC相互吸引，所以B向右偏；而金属空腔可以屏蔽外部电场，所以B的电荷对空腔C的内部无影响，即AB之间无相互的静电力，所以A位置不变．故选A．5．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；6．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（）A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理【答案】B【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。故选B。7．如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是（）A．金属球将产生出正电荷B．点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零C．金属球左侧将出现负的净电荷D．A的内部合电场强度处处为零【答案】D【详解】A．感应起电的实质电子的转移，没有产生新的电荷，故A错误；BD．由于球处于静电平衡状态，所以内部的场强为零，即正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零，正点电荷Q在球心处产生的场强方向向左，所以感应电荷在球内球心处产生的场强方向向右，故B错误，D正确；C．达到静电平衡后，金属球右侧将出现负的净电荷，属球左侧将出现正的净电荷，故C错误。故选D。8．在点电荷-Q的电场中，一金属球处于静电平衡状态，A为球内一点，B为球外表面附近一点，则球上感应电荷在A点和B点所激发的附加场强EA′和EB′的方向在下列几个选项对应的图中最有可能的是（）A． B．C． D．【答案】C【详解】金属球处于静电平衡状态，则金属球内部电场强度处处为零，点电荷在A点产生的电场强度和感应电荷在A点激发的电场强度等大反向，点电荷在A点产生的电场强度从A点指向，因此，感应电荷在A点激发的电场强度沿两点连线指向背离的方向；金属球处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面，根据电场线与等势面之间的关系可知，球外表面附B点的点场线垂直于金属球表面，如图所示根据矢量叠加原理，B点所激发的附加场强EB′的方向在角度范围内都是有可能的。结合以上分析可知C正确。故选C。9．如图所示，原来不带电的金属球，现沿球直径的延长线上放置一个点电荷，球内直径上三点a、b、c，三点场强大小分别为、、三者相比（）A．最大 B．最大C．最大 D．【答案】D【详解】静电平衡后，金属球上感应电荷产生的附加电场与点电荷产生的场强大小相等，方向相反，金属球内的合场强处处为零，所以a、b、c三点的场强是相等的，都是0。故选D。10．如图所示，小明同学在坐飞机的时候发现机翼末端边缘有一条条针一样的装置，此装置作用是（）A．防止闪电击中飞机，起到避雷针的作用 B．加强电磁通讯信号，起到天线的作用C．通过尖端放电使云层中的电荷消失 D．释放飞机表面的静电【答案】D【详解】飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电，采用尖端放电的原理释放静电。故选D。11．如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针（其顶端是尖的），在顶针上装上金属风针，若给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列说法中正确的是（）A．风针尖端附近的电场线分布较密B．风针附近的空气在强电场下发生电离C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出【答案】ABC【详解】A．在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度越大，附近的电场越强，所以风针尖端附近的电场线分布较密，故A正确；B．风针附近的空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离，即发生电离，故B正确；C．因为风针接负高压极，所以空气中的阳离子会向风针的尖端运动，故C正确；D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端不会有正电荷射出，因为正电荷固定在金属原子核内，故D错误。故选ABC。12．如图所示，M点有电荷量为Q的负点电荷，在距离点电荷为r处放入厚度为d的平行金属板，N点为金属板内距表面为的点，MN连线与金属板表面垂直。当金属板处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A．金属板的左侧面感应出正电荷B．金属板的左侧面感应出负电荷C．感应电荷在N点产生的电场强度，方向沿MN连线向右D．感应电荷在N点产