2024-2025学年高中物理第一章9第7节静电现象的应用练习含解析新人教版选修3-1

PAGE6-静电现象的应用(建议用时：30分钟)【A组基础巩固】1．(2024·上海金山中学高二期中)下列措施中，不属于防止静电危害的是()A．油罐车后有一条拖在地上的铁链条B．静电喷涂C．在印染厂中保持适当的湿度D．在地毯上夹杂0.05～0.07mm的不锈钢丝导电纤维解析：选B.油罐车在运输过程中，油和罐之间不断摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，刚好导走，这是防止静电危害，不符合题意，故A错误；静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法，是利用静电，符合题意，故B正确；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，刚好把静电导走，避开静电造成的危害，不符合题意，故C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，不符合题意，故D错误．2．(2024·浙江台州高二联考)如图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，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列表述正确的是()A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由放电极指向集尘极C．带电尘埃电势能越来越大D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大解析：选D.由图示可知，集尘极电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，到达集尘极的尘埃带负电荷，故A、B错误；带电尘埃在电场力作用下向集尘极运动，电场力做正功，电势能减小，选项C错误；由F＝Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确．3．(2024·昆明高二检测)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点所激发的附加电场强度E′的方向在下图中正确的是()解析：选A.感应电荷在盘中A点激发的附加电场强度E′应与－Q在A点产生的电场强度等大反向，故A正确．4．(2024·内蒙古集宁一中高二期中)把一个架在绝缘支座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，导体表面上感应电荷的分布如图所示，这时导体()A．A端的电势比B端的电势高B．A端的电势比B端的电势低C．A端的电势可能比B端的电势高，也可能比B端的电势低D．A端的电势与B端的电势相等解析：选D.枕形导体在点电荷旁边，出现静电感应现象，导致电荷重新分布．因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，静电平衡时内部电场强度到处为零，导体是等势体，表面是等势面；即A端的电势与B端的电势相等，故选D.5．(2024·河南安阳高二期中)如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们不带电，分别贴在导体A、B下部的金属箔均是闭合的．下列关于试验现象描述中正确的是()A．把带正电荷的物体C移近导体A稳定后，只有A下部的金属箔张开B．把带正电荷的物体C移近导体A稳定后，只有B下部的金属箔张开C．把带正电荷的物体C移近导体A后，再把B向右移动稍许使其与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都还是张开的D．把带正电荷的物体C移近导体A后，再把B向右移动稍许使其与A分开，稳定后A、B下部的金属箔都闭合解析：选C.感应带电，这是使物体带电的一种方法，依据异种电荷相互吸引的原理可知，靠近的一端会带异种电荷．金属导体处在正电荷的电场中，由于静电感应现象，导体B的右端要感应出正电荷，在导体A的左端会出现负电荷，所以导体两端的验电箔都张开，且左端带负电，右端带正电，A、B错误；把带正电荷的物体C移近导体A后，把A和B分开，A带负电，B带正电，金属箔还是张开，C正确，D错误．6.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，如把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则()A．在B的内表面带正电荷，φB＝φC＝0B．在B的右侧外表面带正电荷C．验电器的金属箔片将张开，φB＜φCD．φB≠φC，B的左右两侧电势不相等解析：选B.由于金属网罩的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，内部电场强度到处为零，故验电器的金箔不会张开，故A、C错误；由于静电感应，金属网罩表面的自由电子重新分布，依据“近异远同”的结论，B的右侧外表面带正电荷，故B正确；金属网罩处于静电平衡状态，是等势体，故其左右两侧电势相等，故D错误．7．(多选)如图所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓慢靠近(不相碰)，下列说法中正确的是()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解析：选AC.离的越近，导体上的电子与负电荷排斥力越大，越会向左排斥，故N端带负电荷越多，M端带的正电荷也越多，故A正确；导体处于静电平衡状态，内部电场强度到处为零，故B错误；导体处于静电平衡状态，内部电场强度到处为零，即感应电荷的电场强度和带电小球的电场强度等大、反向、共线，由于带电小球在M点产生的电场强度大，故感应电荷在M点产生的电场强度也大，故C正确，D错误．8．(多选)如图，四组静电试验中，能使左边的验电器的箔片张开的是()解析：选AC.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，用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，故选项A、C正确，选项B错误；D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的．【B组素养提升】9．人造飞船返回地球经过大气层时，返回舱表面旁边形成一个温度高达几千摄氏度的高温区．高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，这时返回舱与外界的联系会中断，出现这种现象的缘由是()A．返回舱受到的万有引力消逝B．返回舱为了平安而短暂关闭通信系统C．返回舱四周高温气体被电离成等离子体，从而对飞船起屏蔽作用D．返回舱表面温度太高，犹如火球，使得航天员看不见外面，外面也看不见返回舱里面解析：选C.由于高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，对返回舱起到静电屏蔽作用，所以返回舱与外界信号中断，故A、B、D错误，C正确．10.如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的电场强度E和电势φ的关系是()A．Ea>Eb>Ec、φa>φb>φcB．Ea＝Eb>Ec、φa＝φb>φcC．Ea＝Eb＝Ec、φa＝φb＝φcD．Ea>Ec>Eb、φa>φb>φc解析：选D.画出空腔导体内外的电场线分布，可以看出Eb＝0，但φb＞0，由内向外电势依次降低，φa＞φb＞φc；由电场线疏密可看出Ea＞Ec＞Eb.处于静电平衡的导体内部电场强度到处为零，导体是一个等势体，但电势并不肯定为零；故选D.11．低碳环保是我们追求的生活方式．如图所示，是一个用来探讨静电除尘的试验装置，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，当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，蚊香产生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，下列说法中正确的是()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大C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中假如带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大解析：选B.中性空气分子在强电场中被电离成电子和带正电的离子，烟尘颗粒吸附电子后带上负电，在电场力作用下向铝板做加速运动，所以选项A、C错误，选项B正确；因铝板与缝被针间的电场线形态相当于横向放置的锥形体，离铝板越近，电场线越稀疏，电场强度越小，烟尘颗粒受电场力越小，加速度越小，选项D错误．12．(多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了．就此示意图，下列说法正确的是()A．N接电源的正极B．M接电源的正极C．电场强度EB>EAD．电场强度EB<EA解析：选AC.电子附在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，N接电源正极，则其内部电场线分布状况如图所示．由图可知金属棒旁边的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处的电场强度比A处的电场强度大，即EB>EA.选项A、C正确．13．(多选)滚筒式静电分选器由料斗A，导体板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成．C与G分别接直流高压电源的正、负极，并令C接地，如图所示．电源电压很高，足以使放电针G旁边的空气发生电离而产生大量离子．现有导电性能相同而质量不同的两种物质颗粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导体板B到达转动着的滚筒C，已知颗粒a的质量较大，颗粒b的质量很小．下列说法正确的是()A．因为颗粒a、b的导电性能相同，所以都肯定落入料槽EB．因为颗粒a、b的导电性能相同，所以都肯定落入料槽FC．因为颗粒a的质量较大，所以a可能落入料槽FD．因为颗粒b的质量较小，所以b可能落入料槽E解析：选CD.通过分析可知放电针G旁边的空气发生电离产生大量离子从而使颗粒a、b带电，但由于颗粒a的质量较大，滚筒C吸附力可能小于重力而干脆落入料槽F，颗粒b的质量很小，滚筒C吸附力可能大于重力而被滚筒C吸附着一起转动到刮板D被刮入料槽E中，所以C、D正确．14．电业工人创建了具有世界先进水平的超高压带电作业法．利用“绝缘梯”使输电线间的电势差渐渐变小，直到最终使人体的电势与输电线电势相等．试问：(1)人与输电线电势相等时，为什么没有危急？(2)超高压输电线四周存在强电场，人