高中物理【靜電的防止與利用】專題訓練

[A組基礎達標練]

1.（多選）下列四幅圖中涉及靜電屏蔽現(xiàn)象的有（）

工

A.煙囪上的鐵針B.辦公用復印機

C.輸2電線上方的兩條D.用□來裝硬盤的鋁箔袋

與大地相連的導線

解析：當帶電云層靠近建筑物時，避雷針上產(chǎn)生的感應電荷會通過針殳放電，逐漸中和云中

的電荷，使建筑物免遭雷擊，其原理為尖端放電，故選項A錯誤；辦公用復印機，是靜電

的應用，故選項B錯誤：高壓輸電線上方有兩條導線，這兩條導線的作用是它們與大地相

連，形成稀疏的金屬“網(wǎng)”把高壓線屏蔽起來，兔遭雷擊，故選項C正確：用來裝硬盤的

鋁箔袋，起到靜也屏■蔽的作用，故選項D正確。

答案：CD

2.在繞地球做勻速圓周運動的航天器中，物體處于完全失重狀態(tài)，可以形成一種“重力屏

蔽狀態(tài)”，在航天器中建立電學實驗室，可以有效消除常態(tài)下重力的影響?？涨粚w內(nèi)部可

以實現(xiàn)靜電屏蔽，在空腔導體內(nèi)部建立物理實驗室，可以有效消除外電場的干擾。下列說法

正確的是（）

A.電場是一種人為假設的物質(zhì)，實際是不存在的

B.航天器中的“重力屏蔽狀態(tài)”指的是航天器中不存在重力

C.外電場在空腔導體的內(nèi)部產(chǎn)生的場強為0,所以外電場被屏蔽

D.在外電場作用下處于靜電平衡的空腔導體，其內(nèi)部的總電場強度為0

解析：電場是看不見、摸不著，但是實際存在的，A錯誤；航天器中的“重力屏蔽狀態(tài)”指

的是航天器中物體間沒有相互作用力，但仍存在重力，B錯誤；外電場在空腔導體的內(nèi)部產(chǎn)

生的場強，與感應電荷在內(nèi)部的電場強度相互疊加，達到靜電平衡時，其內(nèi)部的總電場強度

為0,C錯誤，D正確。

答案：D

3.如圖所示，在一電場強度為E的勻強電場中放有一個金屬空心導體，圖中b分別為

金屬導體內(nèi)部與空腔中的兩點，則（）

A.a、。兩點的電場強度都為零

B.〃點的電場強度為零，b點的也場強度不為零

C.。點的電場強度不為零，b點的電場強度為零

D.4、力兩點的電場強度都不為零

解析：處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內(nèi)部場強為零，即良=0;由于靜電屏蔽，球內(nèi)空腔的

場強也為零，則瓦=0,選項A正確。

答案：A

4.如圖所示，一個方形的金屬盒原來不帶電，現(xiàn)將一個帶電荷量為+Q的點電荷放在盒左

邊附近，達到靜電平衡后，盒上的感應電荷在盒內(nèi)部產(chǎn)生的電場分布情況正確的是（）

>

解析：由于金屬盒內(nèi)部處于靜電平衡狀態(tài)，所以內(nèi)部每點的合電場強度都為0,即金屬盒內(nèi)

的感應電荷產(chǎn)生的電場的電場強度都與點電荷+Q在該點產(chǎn)生的電場的電場強度大小相等、

方向相反，即感應電荷的電場線與點電荷+Q的電場線重合，但方向相反，故選項C正確。

答案：C

5.把一個帶負電的球放在一塊接地的金屬板附近，對于球和金屬板之間形成電場的電場線,

在圖中描繪正確的是（）

解析：靜電平衡狀態(tài)下，金屬板附近電場線與金屬板表面垂直，選項A、D錯誤；金屬板接

地，金屬板只帶有正電荷，且分布在金屬板的左表面，所以金屬板右表面沒有電場存在，選

項B正確，C錯誤。

答案：B

6.如圖所示，接地金屬球A的半徑為R,球外點電荷的電荷量為到球心的距離為八

金屬球上的感應電荷在球心處產(chǎn)生的感應電場的大小為多少？

解析：球外點電荷在球心處產(chǎn)生的場強大小七=虜，球心處合場強為零，故感應電場的場強

E'=E=l^o

答案：.

[B組能力提升練]

7.如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正點電荷形成的電場中，導體處于靜

電平衡狀態(tài)。下列說法正確的是（）

A.導體內(nèi)部A點的電場強度大于8點的電場強度

B.感應電荷在A、8兩點產(chǎn)生的附加電場強度或=員

C.感應電荷在A、8兩點產(chǎn)生的附加電場強度

D.當開關S閉合時，電子從大地沿導線向?qū)w移動

解析：枕形導體在正點電荷附近，出現(xiàn)靜電感應現(xiàn)象，導致電荷重新分布，因此在枕形導體

內(nèi)部出現(xiàn)感應電荷的電場與點電荷的電場疊加，錚電平衡時，導體內(nèi)部電場強度處處為零，

A錯誤：導體內(nèi)部的電場強度處處為零，所以感應電荷產(chǎn)生的附加電場強度的大小與點電荷

產(chǎn)生的包場強度的大小相等，方向相反，故修＞國,B、C錯誤；當開關S閉合時，大地為

遠端，導體為近端，由靜電感應可知導體帶負電，電子從大地沿導線向?qū)w移動，D正確。

答案：D

8.一金屬球原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN,如圖所示。

金屬球上的感應電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上mb、c三點的場強大小分別為瓦、Eb、Ec，

三者相比（）

A.乙最大B.&最大

==

C.及最大D.EaEbEc

解析：處于靜電平衡的導體內(nèi)部場強處處為零，故4、6、。三點的合場強都為零。導體內(nèi)部

場強為零是感應電荷產(chǎn)生的電場與外電場疊加的結果，所以感應電荷在球內(nèi)某點產(chǎn)生的電場

與MN在這一點形成的電場等大反向，比較a、byc,三點感應電場的大小，實質(zhì)上是比較帶

電體MN在這三點產(chǎn)生的電場強度的大小，由于c點離MN最近，故WN在c點產(chǎn)生的電場

強度最大，感應電荷在c點產(chǎn)生的電場也最大，故選項C正確。

答案：C

9.如圖所示為靜電除塵器除塵原理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在靜電力

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.電場方向由放電極指向集塵極

C.帶電塵埃所受靜電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靜電力越大

解析：由題圖可知，集塵極與直流高壓電源正極相連，則電場方向由集塵極指向放電極，即

電場方向向左，塵埃在靜電力的作用下向集塵極遷移，則知塵埃所受的靜電力向右，到達集

塵極的塵埃帶負電荷，故A、B、C錯誤。由尸=%可知，同一位置帶電荷量越多的塵埃所

受靜電力越大，故D正確。

答案：D

10.以煤作燃料的電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，不僅浪費燃料，而且嚴重污染環(huán)

境，利用靜電除塵可以除去煙氣中的煤粉。如圖所示是靜電除塵器的原理示意圖，除塵器由

金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，在A、B上各引電極a、b接直流高壓電源。假定煤

粉只會吸附電子，而且距金屬絲B越近場強越大。

(I)試判斷所接高壓電源的極性。

(2)試定性說明靜電除塵器的工作原理。

(3)設金屬管A的內(nèi)徑r=3m,長L=50m,該除塵器吸附煤粉的能力0=3.5X10-4kg/(s-m2),

則其工作一天能回收煤粉多少噸？(最后結果取三位有效數(shù)字)

解析：(l)a接正極，b接負極。

(2)金屬管與金屬絲之間形成電場，由于煤粉吸附電子帶電，故在繇電力作用下向電極運動，

并吸附在電極上。

(3)設一天回收煤粉的質(zhì)量為叫管內(nèi)表面積S=2TT〃,

DSI3.5義1()4X2X324X3X5OX864OO

則m=1ooo=fooo個28.5to

答案：(l)a接正極，b接負極(2)見解析

(3)28.5t

[C組創(chuàng)新應用練]

11.復印機的核心部件是有機光導體鼓，它是在一個金屬圓柱表面涂蓋一層有機光導體

OPC(沒有光照時OPC是絕緣體，受到光照時變成導體)而制成的。復印機的基本工作過程

是：(1)在暗處的有機光導體鼓和一個金屬絲電極之間加上高電壓，金屬絲附近空氣發(fā)生電

離，使轉動鼓體均勻帶上正電荷：(2)文件反射的強光通過光學系統(tǒng)在鼓上成像，鼓上形成

“靜電潛像”；(3)鼓體轉動經(jīng)過墨粉盒，潛像將帶相反電荷的墨粉吸引到鼓體帶電部位；(4)

鼓體繼續(xù)轉動經(jīng)過復印紙，帶電復印紙又將墨粉吸引到復印紙上。以下說法正確的是()

A.步驟(1)中發(fā)生了靜電感應現(xiàn)象

B.步驟(2)中發(fā)生了局部導電現(xiàn)象

C.步驟(3)中發(fā)生了靜電平衡現(xiàn)象

D.步驟(4)中發(fā)生了靜電屏蔽現(xiàn)象

解析：在暗處的有機光導體鼓和一個金屬絲電極之間加上高電壓，金屬絲附近空氣發(fā)生電離，

這是將空氣電離的現(xiàn)象，A