第04讲 静电的防止与利用-2021-2022学年高二物理《考点•题型•技巧》期末复习高分突破系列(人教版2019必修第三册)

高二物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教版（2019）必修第三册) 第九章 静电场及其应用 第04讲：静电的防止与利用 【考点梳理】 考点一：静电感应现象 1.把导体放入电场，导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象． 2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场等于零，导体内的自由电子不再发生移动的状态． 3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零． (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直． (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面． 4．静电平衡导体上的电荷分布 带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷． 考点二：尖端放电与静电屏蔽 尖端放电 静电屏蔽 原理 导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷. 当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响． 应用或防止 应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施． 防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失. 应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连. 技巧总结：对静电平衡的理解 1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E0的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小．当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止． 2．对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动． (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的． (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E. 3．静电平衡状态下的导体的电荷分布特点 (1)净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷． (2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异． 【题型归纳】 题型一：静电的防止与利用 1．（2020·武威第六中学高二月考）如图所示为某静电除尘器的工作原理图，根据此图请判断以下说法正确的是（　　） A．集尘盘负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电 B．离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电 C．若预过滤网破裂，不影响除尘器的除尘效果 D．该除尘器能有效去除空气中的有毒气体 2．（2020·汪清县汪清第四中学高二月考）关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（ ）。 A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁 B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸 C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚 D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧 3．（2019·安徽蚌埠二中高二月考）处于强电场中的空气分子会被电离，使灰尘颗粒带电，利用此原理可以进行静电除尘． 如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，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，蚊香放出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．烟尘因为带负电而被吸附到缝被针上 B．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 C．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近电势能越大 D．若烟尘颗粒在被吸附过程中带电量不变，离铝板越近加速度越大 题型二：导体上电荷的分布与尖端放电 4．（2020·靖西市第二中学高二月考）避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　　) A．云层中的电荷被避雷针通过导线导入大地 B．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 C．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷 D．以上说法都不对 5．（2019·广东佛山一中高二期中）在高大的建筑物上安装避雷针的目的是 A．通过尖端放电中和云层中的电荷 B．避免放电现象的发生 C．直接导走云层中的电荷 D．增加电荷在建筑物上的积累 6．（2020·全国高二课时练习）如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M、N间有两个等高的金属体A、B，A为尖头、B为圆头．将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到 ( ) A．A放电 B．B放电 C．A、B一起放电 D．A、B之间放电 题型三