2019_2020学年新教材高中物理课时分层作业4静电的防止与利用(含解析)新人教版必修第三册
课时分层作业(四) 静电的防止与利用
(时间：40分钟分值：100分)
[合格基础练]
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．下列防雷措施可行的是( )
①在大树下避雷雨；
②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；
③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；
④在空旷地带，最好关掉手机电源。
A．①③B．②③
C．①④D．③④
D [表面具有突出尖端的导体，在尖端部分电荷分布密度很大，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，因此，不要在大树下避雨，别停留在山顶、山脊的凉亭等地方。
快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人。
在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。
故正确选项为D。
]
2．在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套、一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。
这是为了( )
A．杀菌消毒B．消除静电
C．利用静电D．防止漏电
B [在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，因此选项B正确。
]
3．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带负电粉尘的运动轨迹，P、Q为运动轨迹上的两点，下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是( )
A．F P＝F Q B．F P＞F Q
C．F P＜F Q D．无法比较
C [Q处的电场线密，所以在Q点所受电场力大，选项C正确。
]
4．如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。
金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。
逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。
先产生放电现象的是( )
避雷针模拟实验
A．A金属柱
B．B金属柱
C．A、B金属柱同时
D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱
A [根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知，A金属柱尖端电荷密集，容易发生尖端放电现象，故选项A正确。
]
5．请用学过的电学知识判断，下列说法正确的是( )
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险
B [由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错误；金属可以消除多余的静电，B项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误。
]
6．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( )
A B C D
C [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。
]
二、非选择题(14分)
7．如图所示，在桌上放两摞书，把一块洁净的玻璃垫起来，使玻璃离开桌面20～30 cm。
在宽0.5 cm的纸条上画出各种舞姿的人形，用剪刀把它们剪下来，放在玻璃下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上擦，就可以看到小纸人翩翩起舞了。
(1)为什么小纸人会翩翩起舞？
(2)如果实验前用一根火柴把“跳舞区”烤一烤，实验效果会更好，此现象说明了什么？
(3)如果向“跳舞区”哈一口气，小纸人跳得就不活跃了，此现象说明了什么？
[答案] (1)硬泡沫塑料与玻璃板摩擦后带上电荷，与纸人相互吸引。
(2)说明在干燥环境中容易起电，其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上产生的电荷导走。
(3)说明在潮湿的环境下，不易摩擦起电，因为潮湿的空气具有导电能力，把摩擦后玻璃板上产生的电荷导走了。
[等级过关练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则( )
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
A [处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即E a＝0；由于静电屏蔽，球内空腔的场强也为零，则E b＝0，选项A正确。
]
2.如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手接触一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则( )
A．A球带负电荷，B球带正电荷
B．A球带负电荷，B球不带电
C．A、B两球都带负电荷
D．A、B两球都带正电荷
B [首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，根据静电感应现象可知，A球内表面带负电荷，外表面带正电荷。
用手接触A相当于把A接地，由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，A球外表面电势为零，此时A球对内起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部。
用手接触B时，无电荷移动，B球不带电。
当带正电荷的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以此时A球带负电荷。
由上述可知，选项B正确。
]
3．(多选)如图所示的静电实验(虚线框为金属网)能使左边验电器的金属箔张开的是( )
A B C D
AC [净电荷分布在导体的外表面，选项A正确，选项B错误；选项C中两个验电器接触，左侧验电器金属箔应张开，选项D中左边的验电器处于金属网中，由于静电屏蔽，金属箔不会张开，选项C正确，选项D错误。
]
4．处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。
如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。
转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。
关于这个现象，下列说法正确的是( )
A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上
B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大
C [在铝板和缝被针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离
子，烟尘吸附电子带负电，而被吸附到铝板上，选项A 错误；由于静电力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大，选项C 正确，B 错误；由于离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，选项D 错误。
]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(12分)如图所示，长为l 的金属杆原来不带电，在距其右端d 处放一个电荷量为＋q 的点电荷。
(1)金属杆中点处的电场强度为多少？
(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大？
[解析] (1)金属杆处于静电平衡状态，其内部场强处处为零。
因此，金属杆中点处的电场强度为0。
(2)点电荷q 在金属杆中点处产生的场强E 点＝k q r 2＝kq ⎝ ⎛⎭⎪⎫d ＋l 22
，方向水平向左。
由于杆中
点处的场强为零，所以感应电荷在杆中点处产生的场强与点电荷在该处产生的场强大小相等，方向相反，所以，感应电荷在杆中点处产生的场强大小E 感＝E 点＝kq
⎝ ⎛⎭⎪⎫d ＋l 22。
[答案] (1)0 (2)kq
⎝ ⎛⎭⎪⎫d ＋l 22
6．(14分)以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。
如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A 和悬在管中的金属丝B 组成，在A 、B 上各引电极a 、b 接直流高压电源。
假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B 越近场强越大。
(1)试判断所接高压电源的极性；
(2)试定性说明静电除尘器的工作原理；
(3)设金属管A 的内径r ＝3 m ，长为L ＝50 m ，该除尘器吸附煤粉的能力D ＝3.5×10－4
kg/(s·m 2)，求其工作一天能回收煤粉多少吨？(最后结果取三位有效数字)
[解析] (1)a 为正极，b 为负极。
(2)由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上。
(3)设一天回收煤粉的质量为m ，管内表面积S ＝2πrL 。
则m ＝DS ·t 1 000＝3.5×10－4×2×3.14×3×50×86 4001 000 t≈28.5 t。
[答案] (1)a 为正极，b 为负极 (2)带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上 (3)28.5 t。
高中物理第九章静电场及其应用课时4静电的防止与利用作业含解析第三册
课时4 静电的防止与利用错误!一、单项选择题(每小题6分,共42分）1．导体处于静电平衡，下列说法正确的是(D)A．导体内部没有电场B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面C．导体内部没有电荷的运动D．以上说法均不正确解析：导体处于静电平衡，导体内部不是没有电场，而是外电场与感应电荷产生的电场的合场强为零，但两场强仍然存在，故A错；对于B,不能说没有电荷，净电荷只分布在外表面上,自由电子和正电荷仍存在,只是显中性,故B错；对于C，导体内部的电荷（电子与正电荷）的热运动仍然存在，故C错．2．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，下列物理量中不为零的是(C)A．导体空腔内任意点的场强B．导体空腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量解析：静电平衡状态下的导体内部场强处处为零,且内表面不带电．由于导体接地，故整个导体的电势为零．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正确．3.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）,下列说法中正确的是（C)A．B端的感应电荷越来越少B．导体内场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等解析:绝缘导体缓缓靠近小球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错误；绝缘导体始终处于静电平衡状态，内部场强始终为零,选项B错误;导体上感应电荷在导体上某点产生的电场的场强大小等于小球P上的负电荷在该点产生的电场的场强，故选项C正确、D错误．4．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是（C）A．铜丝编织的衣服不容易拉破，所以用铜丝编织衣服B．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝编织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用解析：当人体直接处于强大电场之中时，很容易由于静电感应而被电到．但若被铜丝编织的衣服所包裹,当达到静电平衡时,铜丝衣服的屏蔽作用使人体内电场强度保持为零，对人体起保护作用．5．在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在选项图中正确的是(A)解析：感应电荷在盘中A点激发的附加场强E′应与－Q在A 点产生的场强等大反向，故A正确．6．如图,把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球,由于静电感应,在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是(C）A．闭合开关S1,有电子从枕型导体流向大地B．闭合开关S2，有电子从枕型导体流向大地C．闭合开关S1，有电子从大地流向枕型导体D．闭合开关S2，没有电子通过开关S2解析:在S1、S2都闭合前，对枕型导体，它的电荷是守恒的，a、b出现负、正电荷等量,当闭合开关S1、S2中的任何一个以后，便把大地与导体连通,使大地也参与了电荷转移，因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒，由于静电感应，a端仍为负电荷，大地远处应感应出正电荷，因此无论闭合开关S1还是开关S2,都应有电子从大地流向导体，故C选项正确．7.如图所示，将悬挂在细线上的带正电荷的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与内壁接触）,另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B,向C球靠近，则（B)A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A、B的位置都不变解析：金属球壳C能屏蔽外部的电场，外部的电场不能深入内部，因此小球A不会受到电场力的作用，不会发生偏转；金属球壳C处在电荷A的电场中，内壁是近端，感应出异号电荷带负电，外壁是远端，感应出同号电荷带正电，正的感应电荷在外部空间同样会激发电场，对小球B有吸引的作用,小球B 向右偏，选项B正确．故选B。
人教版(2019)高二物理必修第三册9.4静电的防止与利用 知识点归纳(附同步练习)
静电的防止与利用知识脉络：知识精讲：电场线1. 定义电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向。
如图所示。
2. 特点电场线是由法拉第首先引入和使用的，是描述电场的重要工具。
（1）电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电荷，不是闭合曲线。
（2）电场线在电场中不相交，不闭合。
若电场线在某点相交，则交点相对两条电场线有两个切线方向，该点的电场强度方向有两个，这是不可能的。
（3）在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密集，电场强度较小的地方电场线较稀疏，因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小。
如图中，由于A点处的电场线比B点处的密，可知EA >EB。
（4）电场线是人为画出的，是为了形象描述电场而假想的一些线（实际并不存在）。
3. 几种常见电场的电场线分布特征（1）孤立的点电荷电场：a. 离点电荷越近，电场线越密，场强越大b. 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
（2）匀强电场的电场线是平行等距的直线。
注意：常见电场线的记忆：“光芒四射”正电荷，“万箭穿心”负电荷，等量同号“蝶双飞”，等量异号“灯光耀眼”4. 两种等量点电荷的电场分析5. 电场线的应用核心知识二：静电平衡1. 静电平衡（1）定义：导体中没有电荷定向移动的状态。
（2）特点：①导体内部场强处处为零。
②电荷只分布在导体的外表面上。
③导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。
2. 静电平衡的分析（1）自由电荷的移动：导体刚放入电场E0中的瞬间，导体中的自由电荷受电场力F的作用，产生定向运动（如图甲），同时在导体中产生一个与E0方向相反的附加电场E′（如图乙）。
这两个电场叠加，使导体内部电场E减弱。
（2）电场叠加：当E0＝E′时，导体内合场强为零，即E=0（如图丙），自由电荷受合力也为零，这时导体中无电荷定向移动，即达到了静电平衡状态。
高二物理讲义 静电的防止与利用(人教版2019必修第三册)(含答案)
第九章静电场及其应用静电的防止与利用【考点梳理】考点一：静电感应现象1.把导体放入电场，导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象．2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场等于零，导体内的自由电子不再发生移动的状态．3．静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零．(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．4．静电平衡导体上的电荷分布带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷．考点二：尖端放电与静电屏蔽技巧总结：对静电平衡的理解1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小．当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止．2．对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动．(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的．(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E.3．静电平衡状态下的导体的电荷分布特点(1)净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷．(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异．【题型归纳】题型一：静电的防止与利用1．（2020·武威第六中学高二月考）如图所示为某静电除尘器的工作原理图，根据此图请判断以下说法正确的是（）A．集尘盘负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电B．离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电C．若预过滤网破裂，不影响除尘器的除尘效果D．该除尘器能有效去除空气中的有毒气体2．（2020·汪清县汪清第四中学高二月考）关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（）。
新教材高中物理第九章静电场及其应用4静电的防止与利用练习含解析必修3
静电的防止与利用【基础巩固】1。
如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C,如果把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B,则 ()A.B的外表面无感应电荷B.B的内表面将带上正电荷C.验电器的金属箔片将张开D。
验电器的金属箔片不张开答案：D2。
在野外遇到电闪雷鸣时,应当(）A.躲在大树下B。
躲进小山洞C.撑着钢柄伞D。
站在避雷针旁边答案:B3。
静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是（）A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B.带电小球移至不带电金属球附近，二者相互吸引C.磁体可以吸引铁、钴、镍等磁性物质D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉答案：C4。
下列关于雷电的说法错误的是()A.发生雷电的过程是放电过程B.发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程C。
发生雷电的过程中，电荷的总量增加D.避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击答案:C5。
下列各种措施用于防止静电危害的是 (）A.电视机后盖上开有许多小孔B.电视机上装有一条户外天线C。
在高大的建筑物顶端装有避雷针D。
在烟道的中央装有静电除尘器答案：C6。
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,如图所示.下列说法正确的是（）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的位置都不变解析：球C有静电屏蔽作用，处于C内部的A球不受外界电场影响,所以A不偏移;但A在C的外表面感应出正电荷,也就是C不能屏蔽内部电荷向外激发电场，所以B将向右偏.选项B正确.答案：B【拓展提高】7。
如图所示，N是一个不带电的金属空腔,P是一个带电小球。
下列几种情况中,放在绝缘板上的小纸屑S不会受静电力作用的是（)①②③④A.①③B.②③C。
②④D。
③④答案:A8.一金属球，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三点的电场强度大小分别为E A、E B、E C,三者相比，则（）A.E A最大B.E B最大C.E C最大D.E A=E B=E C答案:C9.(多选）如图所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P 缓慢地靠近（不接触)时，下列说法正确的是(）A.B端的感应电荷越来越多B。
课时作业4：9.4 静电的防止与利用
第4节静电的防止与利用基础过关1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死D.打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险解析从事高压带电作业的电工穿含有金属丝织物的工作服能屏蔽外电场，起到安全保护作用，选项A错误；塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确；小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误；打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误。
答案B2.一金属球，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最大B.E b最大C.E c最大D.E a＝E b＝E c解析处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零。
处于静电平衡状态的导体内部场强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场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向。
比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN 在这三点的场强。
由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点的场强也最大。
正确选项为C。
答案C3.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，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，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.除菌消毒B.消除静电C.利用静电D.防止漏电解析医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走，B正确。
答案B4.(多选)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。
高中物理 课时分层作业4 静电的防止与利用(含解析)新人教版必修第三册-新人教版高二第三册物理试题
课时分层作业(四) 静电的防止与利用(时间：40分钟分值：100分)[合格根底练]一、选择题(此题共6小题，每一小题6分，共36分)1．如下防雷措施可行的是( )①在大树下避雷雨；②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；③不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；④在空旷地带，最好关掉手机电源。
A．①③B．②③C．①④D．③④D[外表具有突出尖端的导体，在尖端局部电荷分布密度很大，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，因此，不要在大树下避雨，别停留在山顶、山脊的凉亭等地方。
快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人。
在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。
故正确选项为D。
]2．在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套、一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。
这是为了( )A．杀菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电B[在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，因此选项B正确。
]3．静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带负电粉尘的运动轨迹，P、Q为运动轨迹上的两点，如下关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的答案是( )A．F P＝F Q B．F P＞F QC．F P＜F Q D．无法比拟C[Q处的电场线密，所以在Q点所受电场力大，选项C正确。
]4．如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。
金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。
逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。
先产生放电现象的是( )避雷针模拟实验A．A金属柱B．B金属柱C．A、B金属柱同时D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱A[根据导体外表电荷分布与锋利程度有关可知，A金属柱尖端电荷密集，容易发生尖端放电现象，应当选项A正确。
高中必修第三册物理《4 静电的防止与利用》课时分层作业
课时分层作业(四)(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是()A．导体内部无任何电场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．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零D[导体内部电场强度处处为零是由于感应电荷的电场与外电场叠加的结果，故D正确．]2.一金属球，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最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E cC[处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零．处于静电平衡状态的导体内部场强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场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向．比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强．由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点的场强也最大．正确选项为C.]3．在具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正点电荷，图中的四个图画出了其空间电场的电场线分布情况，符合实际情况的是()A B C DD[球壳处于正点电荷的电场中，达到静电平衡，球壳为等势体，电场线不会穿过球壳，但球壳内、外表面均有感应电荷，故内、外部均有电场线，D正确．] 4．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．去掉包围有线电视传输线金属丝的包皮不影响电视图像清晰度B．打雷时，在汽车里比在木屋里要危险C．打火机、沼气灯的点火应用了尖端放电现象D．油罐车拖着铁链，利用尖端放电消除积累的静电C[金属丝包皮中的有线电视传输线、打雷时在汽车里的人都处于静电屏蔽状态，选项A、B错误；打火机、沼气灯的点火应用了尖端放电现象，而油罐车拖着铁链，利用铁链传导消除积累的静电，选项C正确，选项D错误．] 5．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则()A．a、b两点的电场强度都为零B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零D．a、b两点的电场强度都不为零A[处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即E a＝0；由于静电屏蔽，球内空腔的场强也为零，则E b＝0，选项A正确．]6.(多选)如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷＋Q，a、b是金属板右侧表面的两点，其中a到＋Q的距离较小．下列说法正确的是()A．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电B．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电C．整个导体，包括表面上的a、b点，是一个等势体，且电势等于零D．a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点场强方向相同，但a点的场强比b点的场强要强(大)一些BCD[若金属板不接地，右侧表面将感应出负电荷，左侧表面将感应出正电荷；若金属板接地，自由电子通过接地导线导入金属板，再次达到静电平衡时左侧表面不带电，整个金属板的电势都为零，所以选项A错误，选项B、C正确．金属板接地时，右侧表面上有感应负电荷，而且a点附近的电场线密度(单位表面积的电荷量)比b点附近的电场线密度要大些，场强要强(大)些，又因为整个金属板是等势体，右侧表面是等势面，电场线与等势面垂直，可见a、b两点的场强方向都垂直指向右侧面，方向相同，所以选项D正确．]二、非选择题(14分)7.如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋q的点电荷．(1)金属杆中点处的电场强度为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大？[解析](1)金属杆处于静电平衡状态，其内部场强处处为零．因此，金属杆中点处的电场强度为0.(2)点电荷q在金属杆中点处产生的场强E点＝k qr2＝kq⎝⎛⎭⎪⎫d＋l22，方向水平向左．由于杆中点处的场强为零，所以感应电荷在杆中点处产生的场强与点电荷在该处产生的场强大小相等，方向相反，所以，感应电荷在杆中点处产生的场强大小E 感＝E 点＝kq ⎝ ⎛⎭⎪⎫d ＋l 22. [答案] (1)0 (2)kq ⎝ ⎛⎭⎪⎫d ＋l 22 [能力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.(多选)如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有( )A ．带正电的矿粉落在右侧B ．电场力对矿粉做正功C ．带负电的矿粉电势能变大D ．带正电的矿粉电势能变小BD [带正电矿粉受到的电场力方向向左，故落在收集板的左侧，A 项错误；电场力对矿粉做正功，矿粉的电势能减小，动能增加，所以选项B 、D 正确，选项C 错误．]2.(多选)如图所示，带负电的点电荷旁有一接地的大金属板，A 为金属板内一点，B 为金属板左侧外表面上一点，下列对金属板上的感应电荷分别在A 点和B 点产生的场强方向的判断正确的是( )A．感应电荷在A点的场强沿E1方向B．感应电荷在A点的场强沿E2方向C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向BC[金属板内的电场强度处处为0，则感应电荷的电场与点电荷的电场等大反向，即感应电荷在A点的场强沿E2方向，选项A错误，选项B正确；金属板表面的电场强度垂直于金属板表面向外，即感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强垂直金属板向左，则感应电荷在B点的场强可能沿E3方向，选项C正确，选项D错误．]3.如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手接触一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则()A．A球带负电荷，B球带正电荷B．A球带负电荷，B球不带电C．A、B两球都带负电荷D．A、B两球都带正电荷B[首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央．根据静电感应现象可知，A球内表面带负电荷，外表面带正电荷．用手接触A相当于把A接地，由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，A球外表面电势为零，此时A球对外起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部．用手接触B时，无电荷移动，B球不带电．当带正电荷的C球从A球内移走后，A 球内表面所带的负电荷移至外表面，所以此时A球带负电荷．由上述可知，选项B正确．]4．(多选)如图所示的静电实验(虚线框为金属网)能使左边验电器的金属箔张开的是( )A BC DAC [净电荷分布在导体的外表面，选项A 正确，选项B 错误；选项C 中两个验电器接触，左侧验电器金属箔应张开，选项D 中左边的验电器处于金属网中，由于静电屏蔽，金属箔不会张开，选项C 正确，选项D 错误．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)如图所示，半径为R 的硬橡胶圆环上带有均匀分布的负电荷，总电荷量为Q ，若在圆环上切去一小段l (l 远小于R )，已知静电力常量为k ，求圆心O 处的电场．[解析] AB 段的电荷量q ＝Q 2πRl ， 则AB 段在O 点产生的电场强度E ＝kq R 2＝k Ql 2πR 3， 方向从O 指向AB ， 所以剩余部分圆环在O 点产生的场强大小等于klQ 2πR 3， 方向从AB 指向O .[答案] 场强大小为klQ 2πR 3方向从AB 指向O 6．(14分)带电荷量为Q 的正电荷距一很大的接地金属板的距离为a ，如图所示．试求金属板对点电荷的作用力．[解析] 由于接地金属板很大，因此点电荷Q 发出的电场线会全部终止并垂直于金属板，可见板左侧的电场和相距2a 的等量异种点电荷产生的电场完全一致，则可用求相距为2a 的等量异种电荷间的相互作用力来“等效”代替求感应电荷对Q 的作用力，如图所示．故感应电荷对Q 的作用力F ＝k Q 2(2a )2＝k Q 24a 2，方向由＋Q 垂直指向金属板．[答案] k Q 24a2 方向由＋Q 垂直指向金属板。
高二物理人教版必修第三册同步课时作业：9.4静电的防止和利用 Word版含解析
2020-2021学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业（4）静电的防止和利用1.生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；下列关于静电防止与应用说法正确的是（）A.印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害B.静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关C.在地毯中夹杂0.05~0.07mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害2.下列哪些措施是为了防止静电产生的危害( )A．静电喷漆B．在高大的烟囱中安装静电除尘器C．静电复印D．在高大的建筑物顶端装上避雷针3.下列设备或做法中，利用了尖端放电原理的是（）A. 避雷针B. 静电复印C. 静电除尘D. 给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来4.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。
把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,则( )A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合5.下列与静电屏蔽无关的是( )A.避雷针的顶端做的很尖细B.用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟,而鸟安然无恙C.超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成D.电视闭路线芯外常包有一层金属网6.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7.下列现象中属于静电利用的是( )A.油罐车上有铁链拖到地面B.飞机轮胎用导电橡胶制作C.屋顶安装避雷针D.汽车表面喷涂油漆8.如图所示，用丝绸摩擦过的玻璃棒和验电器的金属球接触，使验电器的金属箔片张开，关于这一现象下列说法正确的是( )A．两片金属箔片上带异种电荷B．两片金属箔片上均带负电荷C．金属箔片上有电子转移到玻璃棒D．将玻璃棒移走，则金属箔片立即合在一起9.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为（）A.a b c d E E E E >>>B.a d b c E E E E =>>C.a c d h E E E E >>>D.a b c d E E E E <<=10.在点电荷的电场中，-Q 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AE '和B E '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.11.图中P 是一个带电体，N是一个不带电的金属壳，在图示情况下，放在绝缘板上的小纸屑（图中S )会被吸引的是（）A.B.C.D.12.一个不带电的空心金属球，在它的球内放一个正电荷如图所示，其电场分布正确的是( )A. B. C. D.答案以及解析1.答案：C解析：印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；静电复印机是利用静电工作的，与静电有关，故B错误；不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故C正确；小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线，接受无线电信号用，不属于防止静电危害，故D错误。
课时作业3：9.4 静电的防止与利用
9.4 静电的防止与利用一、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．①②③B．①②④C．①③④D．②③④3.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()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2×10－8 C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 CB．Q A＝＋2×10－8 C，Q B＝0C．Q A＝0，Q B＝＋2×10－8 CD．Q A＝＋4×10－8 C，Q B＝－2×10－8 C5.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 〈〈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( )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。
第9章 第4节 静电的防止与利用 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第4节静电的防止与利用课程内容要求核心素养提炼1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象．1．物理观念：静电平衡、尖端放电、静电屏蔽．2．科学意识与责任：知道静电现象在生活、生产和科技方面的应用．一、静电平衡1．静电感应现象：把不带电的导体放入电场，导体内部的自由电子在静电力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象．2．静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0．(2)导体内的自由电子不再发生定向移动．[判断](1)放入电场中的导体两侧出现异种电荷是静电感应导致的．(√)(2)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为0．(√)(3)带电导体尖端电荷的密度大，周围的电场强度也大．(√)二、尖端放电和静电屏蔽1．导体上电荷的分布(1)导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面．(2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷．2．尖端放电和静电屏蔽尖端放电静电屏蔽原理导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种带电粒子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷当金属外壳达到静电平衡时，壳内没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响应用或防止应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失应用：电学仪器外面有金属壳；野外高压输电线上方还有两条导线与大地相连三、静电吸附1．带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上．2．静电现象在生产和技术中的应用有静电除尘、静电喷漆、静电复印．[思考]把手机放在不锈钢杯子中并用盖子盖住，手机还能接通吗？如果放在塑料饭盒中呢？试一试并解释其中的原因．提示手机放在塑料饭盒中能够接通，放在不锈钢杯子中不能接通．这是因为不锈钢杯子能够形成静电屏蔽，手机无法接收到外界的电磁信号，所以不能接通．探究点一对静电平衡的理解如图是某导体放入电场达到静电平衡的三个步骤，请你对这三个步骤进行说明．提示图甲：导体放入电场，导体中的自由电子在静电力作用下发生定向移动，导体两端产生感应电荷．图乙：感应电荷产生电场E ′，导体内部为叠加场，叠加后的合场强E 合＝E －E ′．图丙：随着E ′逐渐增强，导体内叠加场的合场强变为0，自由电子不再定向移动，导体达到静电平衡．1．金属导体的特征：由做热运动的正离子和在它们之间做无规则热运动的自由电子组成．2．静电感应现象：把导体放入电场，导体内的自由电荷在静电力的作用下发生定向移动，而使导体两端出现等量异号电荷的现象．3．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合场强等于0，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态．4．静电平衡的实质：金属导体放到电场强度为E的电场中，金属中的自由电荷在静电力作用下定向移动，导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场E′，导致合场强减小．当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为0时，自由电荷的定向移动停止．一金属球，原来不带电，如图所示，沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，a、b、c为该直径上从左向右排列的三点，设静电平衡时，金属球上感应电荷产生的电场在这三点的电场强度大小分别为E a、E b、E c，则()A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E cC[静电平衡后，金属球内的合场强处处为0，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的电场的场强大小相等，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点处产生的电场的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的电场的场强最大，即E c最大．][题后总结]感应电荷产生的电场强度大小只能通过外电场的电场强度确定．[训练1]如图所示，在原来不带电的金属杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡状态后()A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处场强的方向由c指向bB[首先画出电场线(如图所示)，沿电场线方向电势降低，b端的电势比d点的低，选项B正确；金属杆ab达到静电平衡状态后是一个等势体，a端的电势等于b端的电势，选项A、C错误；达到静电平衡状态后导体内部场强为0，选项D错误．]探究点二静电屏蔽的两种情况如图所示，A 是带正电的小球，B 是金属网，C 是原来不带电的验电器．探究以下问题：(1)图甲中，金属网不接地，验电器的金属箔是否张开？(2)图乙中，金属网接地，验电器的金属箔是否张开？提示(1)金属网不接地，则通过静电感应达到静电平衡后，金属网外部有电场，验电器金属箔会张开．(2)金属网接地后，金属网外部没有电场，则验电器的金属箔不会张开．静电外屏蔽静电内屏蔽定义导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部图示实现过程因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷产生的电场在空腔内的合场强为0，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给大地，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用最新结论导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质静电感应与静电平衡，用于静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的空心金属球壳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，如图所示，下列说法正确的是()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[易错提醒]静电屏蔽问题一定要看清球壳是否接地．B[带正电的小球A放在不带电的空心金属球壳C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，空心金属球壳C外表面和带电小球B带异种电荷，所以B受C 的吸引往右偏离竖直方向．由于空心球壳C能屏蔽小球B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，故选项B正确．][训练2](多选)图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有()AD[金属空腔不接地可屏蔽外部电场，接地可屏蔽内部电场，选项A、D正确．]。