1.7静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1 同步练习

1、静电现象的应用学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1. 干燥的冬天开车门时手与金属车门之间容易“触电”，为了防止“触电”，在淘宝上出现了名叫“静电消除器”的产品，手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下(如图所示)，就可以防止“触电”。关于这一现象及这一产品，下列说法不 正 确的是(    )A. 这种“触电”现象是一种静电现象B. “静电消除器”应该为导体C. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷都被“静电消除器”吸收而消失D. 人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体最终构成一个等势体2. 在电力行业，有一

2、种“超高压带电作业法”。这种作业方法是施工人员穿上由金属丝和棉纱制成的“均压服”，使人体在接近高压带电体的过程中，逐步减小人体与高压带电体间的电势差，最终使人体的电势与高压带电体的电势相等。下列说法正确的是()A. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内电场强度为零，可以保护人体B. “均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内的电势为零，可以保护人体C. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷定向移动的速率很小，因此人体无危险D. 当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷在“均压服”上移动，因此人体无危险3. 据新闻媒体报道：2018年8月31日下午，武汉工程职业技术学院一名大二学生骆某

3、被雷击倒地，不幸身亡。这一事件告诫我们，防雷十分重要。在野外遇到电闪雷呜时，应当()A. 躲进小山洞B. 躲在大树下C. 撑着钢柄雨伞D. 站在避雷针旁边4. 如图所示，金属球A的半径为R，球外一个点电荷带电量为q，到球心的距离为L，则金属球上感应电荷在球心O产生电场的电场强度大小为()A. kqR2B. kqL2C. kqR2+kqL2D. kqR2-kqL25. 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和电势的关系是() A. EA>EB>EC，  A>B>CB. EA=EB>EC

4、，  A=B>CC. EA=EB=EC，  A=B>CD. EA>EB>EC，  A>C>B6. 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三点的电场分别为Ea、Eb、Ec，三者相比有()A. Ea最大B. Eb最大C. Ec最大D. Ea=Eb=Ec7. 金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连验电器的金属箔将() A. 不会张开B. 一定会张开C. 先张开，后闭合D. 可能会张开8. 图中P是

5、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. 9. 如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则()A. B的空腔内电场强度为零B. B不带电C. B的内表面带负电D. 将A移走后，B的外表面带负电10. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是()A. B. C. D. 二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）11. 如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电

6、荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是() A. 用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B. 用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C. 用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触D. 使验电器A靠近B12. 如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔内无电荷。在达到静电平衡后，下列物理量中，等于零的是()A. 导体腔内任意点的场强B. 导体腔内任意点的电势C. 导体腔外表面的电荷量D. 导体腔内表面的电荷量13. (多选)如图所示，B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳，A是验电器，A、B相距较远，导线C的一端接验

7、电器的金属球，下列现象正确的是()A. 将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔张开B. 将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔张开C. 将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔不张开D. 将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔不张开三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）14. 如图所示，带电荷量为+q的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂通过板的几何中心若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，求带电薄板在图中b点处产生的电场强度大小和方向(静电力常量为k)  15. 如图所示，在不带电的半径为R的导体球附近一点A处，从无穷远处移来一点电荷，点电荷

8、的电荷量为+q，若A点到球面的距离为L，当达到静电平衡时，导体球上的感应电荷在球心O处产生的场强大小等于多少？其方向如何？16. 电学实验难，是大家公认的，小明有点儿得意的是，大家都说静电平衡难，但他却觉得比较简单，如下情景小明就认为是小菜一碟：长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距导体棒左端R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，求棒上感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度的大小和方向请你也试一试答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】本题主要考查了生活中的静电现象，比较容易。手接触车体发生“触电”是静电现象，“静电消除器”并不是消除了电荷，而是发生了电荷的中和。【解答】.

9、干燥的冬天，人体容易带上静电，当接触金属车门时就会出现放电现象，所以这种“触电”现象是一种静电现象，故A正确；.手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下，人体带上静电通过“静电消除器”发生中和，所以“静电消除器”为导体，故B正确；.根据电荷守恒定律，人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷通过“静电消除器”发生中和，而不是被“静电消除器”吸收而消失了，故C错误；.人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体处于静电平衡，处于静电平衡的整个导体是等势体，故D正确。本题选不正确的，故选C。2.【答案】A【解析】【分析】本题考查了屏蔽服的作用，要求同学们能用物理知识解释生活中的现象，

10、难度不大，属于基础题。处在高压电场中的人体，会有危险电流流过，危及人身安全，因而所有进入高电场的工作人员，都应穿全套屏蔽服带电作业屏蔽服又叫等电位均压服，是采用均匀的导体材料和纤维材料制成的服装其作用是在穿用后，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成套的屏蔽服装应包括上衣、裤子、帽子、袜子、手套、鞋及其相应的连接线和连接头。【解答】AB.屏蔽服作用是在穿用后，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。等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。故A正确，B错误；

11、CD.当人体的电势与带电体的电势相等时，电荷不发生定向移动，故CD错误。故选A。3.【答案】A【解析】【分析】野外遇到电闪雷鸣时，由于有很高的电压，容易使空气电离从而导电，所以可以伏在地表，或躲在小山洞，应尽量避免躲在高楼或大树下。应该尽量减低身体高度，即蹲下身子，抱住头部，要是开车躲在车里面最最安全。掌握住一些生活常识本题即可求解。【解答】A.野外遇到电闪雷鸣时，由于有很高的电压，容易使空气电离从而导电，电流通过人体就会对人体造成伤害，甚至使人死亡，所以进入山洞是安全的，故A正确；B.物体越高越容易与雷电接触，故不能躲在大树下，故B错误；C.钢柄是导体，故易导电，对人体不安全，故C错误；D.

12、避雷针也是导体，且电流通过避雷针导入地下，所以靠近避雷针近也会对人体有危险，故D错误。故选A。4.【答案】B【解析】【分析】金属球处于静电平衡状态时，在导体内部电荷Q所形成的外电场E与感应电荷产生的“附加电场E'”同时存在的，且在导体内部任何一点，外电场电场场强E与附加电场的场强E'大小相等，方向相反。此题关键要明确静电平衡导体的特点，即内部场强处处为零，是个等势体，注意合场强与各个电荷产生场强的关系。【解答】球外点电荷q在O点产生的场强大小为：E=kqL2。根据静电平衡的特点：导体内部场强处处为零，即感应电荷在导体内部产生的电场与球外电荷产生的电场强度大小相等，所以在球心处产

13、生的感应电场的场强大小为：E'=E=kqL2。故ACD错误，B正确。故选B。5.【答案】D【解析】【分析】将带正电的小金属球A放入腔中，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整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面画出电场线的分布，根据电场线越密，场强越大，顺着电场线，电势降低，判断电势的高低；本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键，比较场强大小和电势高低常常画电场线，形象直观地判断。【解答】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EA>EB>EC；

14、根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是A>C>B。故选D。6.【答案】C【解析】【分析】静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，则金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向相反，相互抵消。根据带电的细杆MN在abc三点产生的场强大小，判断金属球上感应电荷产生的电场在a、b、c三点的场强大小关系。本题静电感应问题，抓住静电平衡导体的特点是关键。常规题。要注意金属球内场强为零是指合场强为零。【解答】静电平衡后，金属球内的合场强处处为零，金属球上感应电荷产生的附加电场与带电的细杆MN产生的场强大小相等，方向

15、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点处产生的场强最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的场强最大，即Ec最大，故C正确。故选C。7.【答案】B【解析】【分析】验电器的小金属球与空心金属球壳用导线连接，不论是连在球壳内部或是外边，效果都一样，即都使两者成为一个共同的导体。【解答】金属球壳、验电器构成一个整体，电荷要重新分布，金属箔片上带上电荷所以张开，故B正确；ACD错误。故选B。8.【答案】B【解析】【分析】静电屏蔽：处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽。屏蔽作用是金属材料制成的壳体或网罩，当

16、存在电场时，金属壳被感应带电，导致电荷重新分布，出现感应电场，从而与原来电场相叠加，出现合电场强度为零，起到屏蔽的作用，导致小纸屑不能被吸引。  绝缘板上的小纸屑(图中S)能否会被吸引，只要判定此处有无电场，若有电场，则会出现感应电荷，从而被吸引，因此通过对负电荷在金属壳的不同位置及接地情况来分析是否会被吸引。本题主要考查静电屏蔽，关键要理解静电屏蔽。【解答】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

17、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。故选B。9.【答案】C【解析】解：A、由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零。故A错误。    B、C、

18、金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B外表面上将正电荷中和，所以B外表面不带电，内表面带负电。故B错误，C正确；   D、将A移走后，由于B接地，所以B不带电，B的外表面也不带电。故D错误故选：C。静电平衡后，由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，外表面接地，不带电。B的空腔内电场强度不为零。金属球壳B是一个等势体。本题考查对于感应起电的理解能力。抓住静电平衡导体的特点，就能正确解答。10.【答案】B【解析】略11.【答案】BCD【解析】【分析】在静电平衡状态下，不论是空心导体还是实心导体，不论导体本身带电多少，或者导体是否处于外电场中，必定为等势体，其内部场强为零

19、，净电荷只分布在外表面上，这是静电屏蔽的理论基础。弄清静电屏蔽的实质，并能正确理解和应用，尤其注意静电平衡状态特点，注意所学基础知识的灵活应用。【解答】A.手持一个带绝缘柄的金属小球C，把C接触B的内壁，由于净电荷只分布在外表面上，所以不能使小球C带上电荷，所以，再移出C与A的金属小球接触，无论操作多少次，都不能使A带电，故A错误；B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触，由于净电荷只分布在外表面上，所以能使小球C带上电荷，C与A接触时A能带电，使金属箔张开，故B正确；C.用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触后三者组成新的等势体，电荷将传递到A，使金属箔张

20、开，故C正确；D.使验电器A靠近B，A将由于静电感应，使金属箔张开，故D正确。故选BCD。12.【答案】ABD【解析】【分析】处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在外表面，内表面电荷为零.内部场强处处为零，内部电势为零，导体是个等势体，外表面是个等势面，这样导体内部不受外电场影响，类似与外壳对内部起到保护作用，称之为静电屏蔽理解静电屏蔽的原理是解题的关键【解答】AD.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，故AD正确;B.由于导体接地，故整个导体的电势为零，故B正确;C.导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷量不为零，故C错误。故选ABD13.【答案】AB【解析】【分析】本题考查对于

21、感应起电的理解能力，抓住静电平衡导体的特点，注意静电平衡的电荷分布；同时还要区别各选项中不同之处。静电平衡后，由于静电感应，金属球壳B内壁没有电荷，电荷全部分布在外表面，通过感应或接触起电，从而可判定静电计的指针如何变化。不管C接B的外壳还是内表面，验电器的金属球导电杆和金箔通过导线C与B就构成一个整体，依平衡状态带电体电荷只分布在外表面上，由于验电器在B的外部，也就成了这个整体的外表面的一部分，因此验电器的金箔就带上了电。【解答】AC.当把C与B的外表面接触，则C带电，导致A的指针张开，故A正确，C错误。BD.把C与B的内表面接触，静电平衡后，电荷只分布在外表面，但静电计仍处于外表面，则B指针会张开，故B正确，D错误。故选AB。14.【答案】解：q在a点形成的电场强度的大小为E1=kqd2，方向向左；因a点场强为零，故薄板在a点的场强方向向右，大小也为kqd2；由对称性可知，薄板在b点的场强也为kqd2，方向向左。【解析】由点电荷的场强公式可得出q在a点形成的场强，由电场的叠加原理