高中物理【静电的防止与利用】专题训练

高中物理【静电的防止与利用】专题训练

[A组基础达标练]

1.（多选）下列四幅图中涉及静电屏蔽现象的有（）

工

A.烟囱上的铁针B.办公用复印机

C.输2电线上方的两条D.用□来装硬盘的铝箔袋

与大地相连的导线

解析：当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针殳放电，逐渐中和云中

的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，故选项A错误；办公用复印机，是静电

的应用，故选项B错误：高压输电线上方有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相

连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，兔遭雷击，故选项C正确：用来装硬盘的

铝箔袋，起到静也屏■蔽的作用，故选项D正确。

答案：CD

2.在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏

蔽状态”，在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响。空腔导体内部可

以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰。下列说法

正确的是（）

A.电场是一种人为假设的物质，实际是不存在的

B.航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力

C.外电场在空腔导体的内部产生的场强为0,所以外电场被屏蔽

D.在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0

解析：电场是看不见、摸不着，但是实际存在的，A错误；航天器中的“重力屏蔽状态”指

的是航天器中物体间没有相互作用力，但仍存在重力，B错误；外电场在空腔导体的内部产

生的场强，与感应电荷在内部的电场强度相互叠加，达到静电平衡时，其内部的总电场强度

为0,C错误，D正确。

答案：D

3.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b分别为

金属导体内部与空腔中的两点，则（）

A.a、。两点的电场强度都为零

B.〃点的电场强度为零，b点的也场强度不为零

C.。点的电场强度不为零，b点的电场强度为零

D.4、力两点的电场强度都不为零

解析：处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即良=0;由于静电屏蔽，球内空腔的

场强也为零，则瓦=0,选项A正确。

答案：A

4.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内部产生的电场分布情况正确的是（）

>

解析：由于金属盒内部处于静电平衡状态，所以内部每点的合电场强度都为0,即金属盒内

的感应电荷产生的电场的电场强度都与点电荷+Q在该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，故选项C正确。

答案：C

5.把一个带负电的球放在一块接地的金属板附近，对于球和金属板之间形成电场的电场线,

在图中描绘正确的是（）

解析：静电平衡状态下，金属板附近电场线与金属板表面垂直，选项A、D错误；金属板接

地，金属板只带有正电荷，且分布在金属板的左表面，所以金属板右表面没有电场存在，选

项B正确，C错误。

答案：B

6.如图所示，接地金属球A的半径为R,球外点电荷的电荷量为到球心的距离为八

金属球上的感应电荷在球心处产生的感应电场的大小为多少？

解析：球外点电荷在球心处产生的场强大小七=虏，球心处合场强为零，故感应电场的场强

E'=E=l^o

答案：.

[B组能力提升练]

7.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，导体处于静

电平衡状态。下列说法正确的是（）

A.导体内部A点的电场强度大于8点的电场强度

B.感应电荷在A、8两点产生的附加电场强度或=员

C.感应电荷在A、8两点产生的附加电场强度

D.当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动

解析：枕形导体在正点电荷附近，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与点电荷的电场叠加，铮电平衡时，导体内部电场强度处处为零，

A错误：导体内部的电场强度处处为零，所以感应电荷产生的附加电场强度的大小与点电荷

产生的包场强度的大小相等，方向相反，故修＞国,B、C错误；当开关S闭合时，大地为

远端，导体为近端，由静电感应可知导体带负电，电子从大地沿导线向导体移动，D正确。

答案：D

8.一金属球原来不带电，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。

金属球上的感应电荷产生的电场在球内直径上mb、c三点的场强大小分别为瓦、Eb、Ec，

三者相比（）

A.乙最大B.&最大

==

C.及最大D.EaEbEc

解析：处于静电平衡的导体内部场强处处为零，故4、6、。三点的合场强都为零。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

与MN在这一点形成的电场等大反向，比较a、byc,三点感应电场的大小，实质上是比较带

电体MN在这三点产生的电场强度的大小，由于c点离MN最近，故WN在c点产生的电场

强度最大，感应电荷在c点产生的电场也最大，故选项C正确。

答案：C

9.如图所示为静电除尘器除尘原理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力

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.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同

D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大

解析：由题图可知，集尘极与直流高压电源正极相连，则电场方向由集尘极指向放电极，即

电场方向向左，尘埃在静电力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的静电力向右，到达集

尘极的尘埃带负电荷，故A、B、C错误。由尸=%可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所

受静电力越大，故D正确。

答案：D

10.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。

(I)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=3m,长L=50m,该除尘器吸附煤粉的能力0=3.5X10-4kg/(s-m2),

则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：(l)a接正极，b接负极。

(2)金属管与金属丝之间形成电场，由于煤粉吸附电子带电，故在繇电力作用下向电极运动，

并吸附在电极上。

(3)设一天回收煤粉的质量为叫管内表面积S=2TT〃,

DSI3.5义1()4X2X324X3X5OX864OO

则m=1ooo=fooo个28.5to

答案：(l)a接正极，b接负极(2)见解析

(3)28.5t

[C组创新应用练]

11.复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体

OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的。复印机的基本工作过程

是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电

离，使转动鼓体均匀带上正电荷：(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成

“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)

鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。以下说法正确的是()

A.步骤(1)中发生了静电感应现象

B.步骤(2)中发生了局部导电现象

C.步骤(3)中发生了静电平衡现象

D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象

解析：在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，

这是将空气电离的现象，A