9.4 靜電的防止與利用 【練習】2024-2025學年高二物理 同步練（ 人教版2019必修第三冊）（原卷版）

9.4靜電的防止與利用學習目標學習目標課程標準物理素養(yǎng)3.1.4了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護。物理觀念：知道處于靜電平衡的導體內(nèi)部電場強度處處為0.了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象，了解靜電的防止的原理。知道靜電吸附原理，了解靜電吸附在靜電除塵等技術(shù)中的應用?？茖W思維：理解靜電平衡狀態(tài)的形成過程?？茖W探究：探究靜電屏蔽現(xiàn)象?？茖W態(tài)度與責任：關(guān)注生活、生產(chǎn)中的靜電現(xiàn)象，體會物理學與生產(chǎn)和生活的緊密聯(lián)系。002思維導圖1、靜電平衡狀態(tài)下導體的特點電場強度特點：導體內(nèi)E處處為0，導體表面處E必然垂直于該處的表面；凈余電荷分布特點：分布于導體的外表面，尖處密。地球是一個極大的導體，可以認為處于靜電平衡狀態(tài)2、靜電屏蔽有哪幾種情況？有哪些應用？003知識梳理課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識：一、靜電平衡1.靜電平衡狀態(tài)導體上處處無電荷定向移動的狀態(tài)。2.處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強處處。3.處于靜電平衡狀態(tài)的導體表面上任一點場強方向與該點表面。二、尖端放電1．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，電荷只能分布在導體。2．尖端放電3．慣性三、靜電屏蔽1.工具2.實質(zhì)3.應用電學儀器和電子設(shè)備外面套有罩通信電纜版面包一層鉛皮高壓帶電作業(yè)人員穿網(wǎng)衣通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)房屋中接收信號四、靜電吸附1.靜電除塵2.靜電噴漆3.靜電復印004題型精講【題型一】靜電平衡中的電場強度的計算及靜電屏蔽問題【典型例題1】如圖所示，一金屬球A放在距一帶電量為-4.5×10-10C的點電荷0.3m處，求金屬球達到靜電平衡后，感應電荷在A球球心處產(chǎn)生的場強的大小是______，方向是______?！镜湫屠}2】如圖所示的高壓輸電線路，在鐵塔的頂端還有兩條導線（圖中箭頭所指），它們與大地相連，這兩條導線的主要功能是（）A．輸送電能 B．各變電站之間通訊C．連接各鐵塔，使鐵塔更穩(wěn)固 D．預防雷電擊中下方的輸電線【對點訓練1】長為l的導體棒原來不帶電并水平放置，現(xiàn)將一帶電量為q的正點電荷放在距棒左端R處，如圖所示，當達到靜電平衡后棒內(nèi)中點處的場強為零，則棒上感應電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強大小等于______，方向為水平向______?！緦c訓練2】下列說法正確的是（）A．在自助加油站給汽車加油時，可以接打移動電話B．家用電器或電線發(fā)生火災時，應先斷開電源再滅火C．如果有人觸電倒地，應該抱住他的腰部拖到安全的地方D．超高壓帶電作業(yè)的工人所穿衣物的織物中摻入了金屬絲，目的是導走因摩擦產(chǎn)生的靜電【題型二】靜電吸附【典型例題3】[多選]如圖為靜電除塵器除塵機原理示意圖，塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵目的，下列表述正確的是()A．到達集塵極的塵埃帶正電荷B．電場方向由集塵極指向放電極C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大【典型例題4】（多選）滾筒式靜電分選器由料斗A，導板B，導體滾筒C，刮板D，料槽E、F和放電針G等部件組成，C與G分別接于直流高壓電源的正、負極，并令C接地，如圖所示，電源電壓很高，足以使放電針G附近的空氣發(fā)生電離并產(chǎn)生大量離子?，F(xiàn)在導電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒a、b混合物從料斗A下落，沿導板B到達轉(zhuǎn)動的滾筒C上，粉粒a具有良好的導電性，粉粒b具有良好的絕緣性，下列說法正確的是（）A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽EB．粉粒b落入斜槽F，粉粒a落入料槽EC．若滾筒C不接地而放電針G接地，實際工作中，這是不允許的D．若滾筒C不接地而放電針G接地，實際工作中，這是允許的【對點訓練3】以煤作燃料的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，不僅浪費燃料，而且嚴重地污染環(huán)境，利用靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉。如圖為靜電除塵的原理示意圖，除塵器由金屬管A和懸掛在管中的金屬絲B組成，A和B分別接到高壓電源的兩極，它們之間有很強的電場，空氣中的氣體分子被強電場電離成為電子和正離子。正離子被吸引到B上，得到電子，又成為分子。電子在向正極運動的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電，吸附到正極上，最后在重力作用下，落入下面的漏斗中。有關(guān)這一物理情境下列說法正確的是（）A．空氣分子在距離金屬絲B越近的地方越容易被電離B．帶上負電的煤粉在向A運動的過程中做勻變速運動C．帶上負電的煤粉在向A運動的過程中其運動軌跡為拋物線D．帶上負電的煤粉在向A運動的過程中其電勢能增大【對點訓練4】靜電噴漆技術(shù)具有效率高、質(zhì)量好等優(yōu)點,其裝置示意圖如圖所示,A、B為兩塊水平放置的平行金屬板,間距d=1.0m,兩板間有方向豎直向上、電場強度大小E=1.0×103N/C的勻強電場,在A板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍的半圓形噴嘴可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為v0=1.0m/s、質(zhì)量均為m=5.0×10-14kg、電荷量均為q=2.0×10-15C的帶負電的油漆微粒,不計微粒所受空氣阻力及微粒間的相互作用,油漆微粒最后都落在金屬板B上,重力加速度g=10m/s2。下列說法中錯誤的是()。A.沿水平方向噴出的微粒運動到B板所需時間為0.2sB.沿不同方向噴出的微粒,從噴出至到達B板,電場力做功為2.0×10-12JC.若其他條件均不變,d增大為原來的2倍,噴涂面積增大為原來的2倍D.若其他條件均不變,E增大為原來的2倍,噴涂面積減小為原來的1【題型三】尖端放電 【典型例題5】（多選）如圖所示，在左邊的絕緣支架上插上頂針（其頂端是尖的），在頂針上裝上金屬風針，若給風針附近的圓形金屬板接上正高壓極，風針接負高壓極，風針尖端放電會使其旋轉(zhuǎn)起來，下列說法中正確的是（）A．風針尖端附近的電場線分布較密B．風針附近的空氣在強電場下發(fā)生電離C．空氣中的陽離子會向風針的尖端運動D．交換金屬板與風針所帶電荷電性，風針的尖端會有正電荷射出【典型例題6】如圖所示的A、B、C、D四組靜電實驗中，能使左邊的驗電器的金箔張開的是______組和______組（A、B兩組實驗中小球的手柄均為絕緣手柄，D組實驗中虛線框表示金屬網(wǎng)罩）。A．B．C．D．【對點訓練5】如圖是網(wǎng)絡(luò)上售賣的一款避雷針原理演示器，上下金屬板絕緣固定，尖端電極和球形電極與下金屬板連接，給上下金屬板接感應圈并逐漸升高電壓，當電壓升高到一定數(shù)值時，可看到放電現(xiàn)象．則（

）A．尖端電極容易放電 B．球形電極容易放電C．兩種電極一樣容易放電 D．無法確定【對點訓練6】如圖所示，A、B是兩個架在絕緣支座上的金屬球，都不帶電，中間用導線連接，現(xiàn)用一帶正電的小球C靠近B，用手摸一下B球，再撤去導線，然后移走C球，則A、B帶電情況是（）AAB+CA．A球帶正電，B球帶負電B．A球帶正電，B球不帶電C．A球不帶電，B球帶負電D．以上說法都不正確00501強化訓練【基礎(chǔ)強化】1．如圖所示，在真空中把一絕緣導體AB向帶負電的小球P緩慢地靠近不接觸，且未發(fā)生放電現(xiàn)象時，下列說法中正確的是（）A．B端的感應電荷越來越多B．導體內(nèi)部場強越來越大C．導體的感應電荷在M點產(chǎn)生的場強小于在N點產(chǎn)生的場強D．導體的感應電荷在M、N兩點產(chǎn)生的場強相等2.如圖所示，導體棒原來不帶電，將電荷量為Q的正點電荷放在棒左側(cè)O處，當棒達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內(nèi)A點處產(chǎn)生的場強為E1。下列說法正確的是（）A．E1的大小與電荷量Q成正比B．E1的方向沿OA連線向右C．在導體棒內(nèi)部，離O點越遠場強越小D．在O點放置電荷量為2Q的點電荷，A點的場強為2E13.避雷針是利用尖端放電保護建筑物的一種設(shè)施，其原理是什么？4.2008年6月24日強雷電襲擊杭州，威力之猛近期少有．雷暴天氣和雷擊事件，引起了杭州市委、市政府的高度重視，要求有關(guān)部門加大防雷避雷知識的宣傳，提高廣大人民群眾的防范意識，做好防雷工作，保障人民群眾安全．假如在戶外我們遭遇雷電，下列防雷措施可行的是()①在大樹下避雷雨②停留在山頂、山脊的涼亭等地方避雷雨③不要快速開摩托、快騎自行車和在雨中狂奔④在空曠地帶，最好關(guān)掉手機電源A．①③ B．②③ C．①④ D．③④5.以下關(guān)于靜電現(xiàn)象說法錯誤的是（

）A．用絲綢摩擦玻璃棒后絲綢將得到電子帶上負電B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C．接觸帶有精密電子元件的電路板時，最好先用手接觸一下金屬水管或其它接地金屬D．考場外頭走廊上安裝的考場無線信號屏蔽器是利用了靜電屏蔽原理6.（多選）如圖所示，用金屬網(wǎng)把不帶電的驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近金屬網(wǎng)，則下列說法正確的是（）A．箔片張開B．箔片不張開C．金屬球帶電電荷足夠大時才會張開D．金屬網(wǎng)罩內(nèi)部電場強度為零【素養(yǎng)提升】7.如圖四種儀器中，對電現(xiàn)象的利用，其原理不同于其它三種的是（）A．靜電除塵器 B．靜電復印機C．電蚊拍 D．靜電植絨儀8．如圖所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導線，玻璃管外繞有線圈，直導線的一端和線圈的一端分別跟感應圈的兩放電柱相連．開始，感應圈未接通電源，點燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出．當感應圈電源接通時，玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓，立即可以看到，不再有煙從玻璃管中冒出來了．過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵．請思考一下：這是什么原因？9.（多選）有關(guān)靜電的以下說法中正確的是（）A．電工在帶電維修高壓電線時，穿金屬衣比穿絕緣衣安全B．避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導入大地C．高壓輸電導線表面要很光滑，以避免因尖端放電而損失電能D．油罐車尾裝一條拖地鐵鏈，有利于消除靜電10．請用學過的電學知識判斷下列說法正確的是A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B.制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好C.小鳥停在單條高壓輸電線上會被電死D.打雷時，呆在汽車里比呆在木屋里要危險11．（多選）在下列各種措施中，目的是防止靜電作用的是（）A．電視機后蓋上開有許多小孔 B．在高大的建筑物頂端裝上避雷針C．靜電噴涂 D．油罐車后拖一根鐵鏈12.為了防止靜電危害．下列措施不正確的是（

）A．油罐車上拖一條與地面接觸的鐵鏈B．飛機的機輪上裝有搭地線或用導電橡膠做輪胎C．在地毯中夾雜不銹鋼纖維D．盡可能保持印染廠空氣干燥13.（多選）具有一定厚度的空心球殼的球心位置放置一正電荷，圖中畫出了其空間電場的電場線分布情況，符合實際情況的是（）14.生活、科技上處處存在靜電現(xiàn)象,有些是靜電的應用,有些是要防止靜電;下列關(guān)于靜電防止與應用的說法正確的是 ()A.印刷廠應保持空氣干燥,避免靜電積累帶來的潛在危害B.靜電復印機的工作過程實際上和靜電完全無關(guān)C.在地毯中夾雜0.05～0.07mm的不銹鋼絲導電纖維,是防止靜電危害D.小汽車的頂部露出一根小金屬桿類似避雷針,是防止靜電危害【能力培優(yōu)】15.如圖所示，AB是足夠大的上表面光滑且絕緣的金屬板，在板的上方有一帶正的點電荷Q，一個帶正電的小球從板的某一點以初速度沿斜面向上運動，小球能上升的最大高度為（）A．大于 B．小于 C．等于 D．無法確定16．在一次科學晚會上