9.4 静电的防止与利用（4大题型）- 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册同步题型分类讲与练

9.4 静电的防止与利用 知识点 1 静电平衡 1、静电感应现象 把导体放入电场，导体内的自由电荷在静电力作用下定向移动，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场强等于零，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。 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，表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟导体表面垂直。 知识点2 尖端放电 1、空气的电离 在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离。这个现象叫作空气的电离。 2、尖端放电 带电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，足以使空气发生电离，电离产生的带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些与导体尖端的电荷符号相反的粒子由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这种现象叫作尖端放电。 3、尖端放电的应用和防止 ①应用：避雷针是利用尖端放电避免建筑物遭受雷击的设备；燃气灶中的电子打火器的放电电极做成针状，加上电压时更容易产生电火花。 ②防止：高压设备中导体的表面要尽量光滑。 知识点3 静电屏蔽 1、定义 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场,但由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 2、静电屏蔽的实质 静电屏蔽的实质是利用静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场的矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零。 3、静电屏蔽的应用 为防止外界电场的干扰，将电子设备外面套上金属壳，如电工穿戴由金属丝网制成的工作服进行高压带电作业等。 知识点4 静电吸附 1、静电吸附原理 在电场中，带电粒子受到电场力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上。 2、应用 ①静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。 ②静电喷漆 接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。 ③静电复印 复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体（OPC）。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。 静电屏蔽的两种情况 导体外部的电场影响不到导体内部 （静电外屏蔽） 接地导体壳内部电场对壳外空间没影响 （静电内屏蔽） 现象 由于静电感应验电器箔片张开，将验电器放人导体网罩内部后验电器片不张开 导体壳接地，导体壳外的正电荷被大地流来的负电荷中和，导电壳体及导体壳外部场强处处为零，导体壳外部空间不受内部电场影响 图示 本质 由于静电感应，导体网罩上感应电荷产生的电场与外电场在导体网罩内部任一点的场强相互抵消 由于静电感应，导体壳内表面感应电荷的电场与壳内场源电荷的电场在导体壳外部空间任一点的场强相互抵消 题型一 静电平衡及电荷分布规律 【例1】（20-21高一下·湖北·期中）如图所示，将一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在天花板上，将一个原来不带电的枕形金属壳靠近带电小球。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（　　） A．M端带正电 B．金属壳内的电场强度大于0 C．带电小球在N端产生的电场强度为0 D．细线向左偏转 【变式1-1】（22-23高一下·宁夏银川·期中）如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，负点电荷所带的电荷量为Q，与AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（已知静电力常量为k），导体的中心O的电场强度等于 ，导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小等于 ，方向 【变式1-2】（21-22高一下·河北保定·期末）（多选）如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度，下列说法正确的是（    ） A．大小为 B．大小为 C．方向水平向左 D．方向水平向右 【变式1-3】（23-24高一下·江苏徐州·期中）如图所示，Q是一个金属导体放置在绝缘支架上，把一个带正电的绝缘金属球P移近Q，由于静电感应，Q左半部分出现的感应电荷量大小为，Q右半部分出现的感应电荷量大小为，下列结论中正确的是（　　） A． B．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小 C．用手接触一下Q的A端，拿走P后Q带正电 D．用手接触一下Q的B端，拿走P后Q带负电 【变式1-4】（22-23高二上·广西南宁·阶段练习）如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入空腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的大小关系是（　　） A．EA>EB=EC B．EA>EB>EC C．EA=EB=EC D．EA=EB>EC 题型二 尖端放电 【例2】（23-24高一下·陕西西安·期末）如图所示是闪电击中一高塔的画面，高塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷 B．避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 C．越靠近避雷针尖端，电场强度越小 D．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 【变式2-1】（23-24高一下·江苏镇江·期末）下列与避雷针工作的物理原理相同的是（　　） A．静电喷涂中油漆微粒自动沉积在工件表面 B．燃气灶中点火器的放电电极制作成钉尖形 C．高压带电作业工人穿戴的工作服 D．高压输电线上方的两根接地导线 【变式2-2】（22-23高二上·河北·阶段练习）模拟避雷针作用的实验装置如图所示，金属板M接高压电源的正极，金属板N接高压电源的负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。下列说法正确的是（    ） A．A、B金属柱同时产生放电现象 B．B金属柱先产生放电现象 C．先产生放电现象的可能是A金属柱，也可能是B金属柱 D．A金属柱先产生放电现象 题型三 静电屏蔽原理的应用 【例3】（20-21高一下·湖南岳阳·期末）如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．M、N两点电场强度大小关系为EM>EN B．M、N两点电场强度大小关系为EM=EN C．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ' <EN′ D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ′ =EN′ 【变式3-1】（2021高二·全国·专题练习）如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　） A．A，B两球均不偏离竖直方向 B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向 D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 【变式3-2】（2022·浙江湖州·一模）如图所示，某同学把一不带电的验电器用金属网罩起来，用带正电的金属小球靠近金属网但不与网接触，则（　　） A．验电器箔片张开 B．验电器和金属网之间场强不为零 C．用一根导线连接金属网的P、Q两点，导线中有电流通过 D．拿走金属网，验电器铂片张开 【变式3-3】（23-24高一下·宁夏吴忠·期末）（多选）以下各项属于静电屏蔽的是（　　） A．避雷针 B．超高压带电作业的工人要穿有金属织物的工作服 C．电子设备外套金属网罩 D．野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 【变式3-4】（21-22高二·全国·课后作业）（多选）如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球B和A，球壳接地。下列说法正确的是（　　） A．若A球带电，则球壳内的B球处的电场强度为零 B．若B球带电，则A球处的电场强度不为零 C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响 D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响 题型四 静电吸附 【例4】（24-25高二上·全国·课后作业）如图是静电喷涂原理的示意图。喷枪喷嘴与被涂工件之间有强电场，喷嘴喷出的带电涂料微粒在强电场的作用下会向工件高速运动，最后被吸附到工件表面。则可知（　　） A．微粒一定带正电 B．微粒可能带正电，也可能带负电 C．微粒运动过程中，速度越来越小 D．微粒运动过程中，速度越来越大 【变式4-1】（23-24高二上·江苏·阶段练习）如图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，以达到除尘的目的。下列表述正确的是（    ） A．电场方向由放电极指向集尘极 B．到达集尘极的尘埃带正电荷 C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D．带电尘埃受静电力作用做加速运动 【变式4-2】（24-25高二上·全国·课后作业）（多选）滚筒式静电分选器由料斗A、导板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分别接于直流高压电源的正、负极上，并令C接地。如图所示，电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。下列说法正确的是（　　） A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽E B．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽E C．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作原理上看，这是不允许的 D．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作实用角度看，这是不允许的 【变式4-3】（24-25高二上·全国·课后作业）为了消除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地。A、B间有很强的电场，距B越近电场 （填“越强”或“越弱”），因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到 （填“A”或“B”）上，这样排出的烟就变清洁了。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.4 静电的防止与利用 知识点 1 静电平衡 1、静电感应现象 把导体放入电场，导体内的自由电荷在静电力作用下定向移动，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场强等于零，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。 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，表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟导体表面垂直。 知识点2 尖端放电 1、空气的电离 在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离。这个现象叫作空气的电离。 2、尖端放电 带电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，足以使空气发生电离，电离产生的带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些与导体尖端的电荷符号相反的粒子由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这种现象叫作尖端放电。 3、尖端放电的应用和防止 ①应用：避雷针是利用尖端放电避免建筑物遭受雷击的设备；燃气灶中的电子打火器的放电电极做成针状，加上电压时更容易产生电火花。 ②防止：高压设备中导体的表面要尽量光滑。 知识点3 静电屏蔽 1、定义 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场,但由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 2、静电屏蔽的实质 静电屏蔽的实质是利用静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场的矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零。 3、静电屏蔽的应用 为防止外界电场的干扰，将电子设备外面套上金属壳，如电工穿戴由金属丝网制成的工作服进行高压带电作业等。 知识点4 静电吸附 1、静电吸附原理 在电场中，带电粒子受到电场力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上。 2、应用 ①静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。 ②静电喷漆 接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。 ③静电复印 复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体（OPC）。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。 静电屏蔽的两种情况 导体外部的电场影响不到导体内部 （静电外屏蔽） 接地导体壳内部电场对壳外空间没影响 （静电内屏蔽） 现象 由于静电感应验电器箔片张开，将验电器放人导体网罩内部后验电器片不张开 导体壳接地，导体壳外的正电荷被大地流来的负电荷中和，导电壳体及导体壳外部场强处处为零，导体壳外部空间不受内部电场影响 图示 本质 由于静电感应，导体网罩上感应电荷产生的电场与外电场在导体网罩内部任一点的场强相互抵消 由于静电感应，导体壳内表面感应电荷的电场与壳内场源电荷的电场在导体壳外部空间任一点的场强相互抵消 题型一 静电平衡及电荷分布规律 【例1】（20-21高一下·湖北·期中）如图所示，将一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在天花板上，将一个原来不带电的枕形金属壳靠近带电小球。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（　　） A．M端带正电 B．金属壳内的电场强度大于0 C．带电小球在N端产生的电场强度为0 D．细线向左偏转 【答案】A 【解析】A．枕形导体的M端感应出正电，N端感应出负电，A正确； B．静电平衡时，金属壳内的电场强度等于0，B错误； C．平衡时枕形导体内部场强为零，带电小球在N端产生的电场强度与感应电荷在N点的场强等大反向，即带电小球在N端产生的电场强度不为0，C错误； D．由于N端带负电，则小球受吸引力，细线向右偏转，D错误。 故选A。 【变式1-1】（22-23高一下·宁夏银川·期中）如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，负点电荷所带的电荷量为Q，与AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（已知静电力常量为k），导体的中心O的电场强度等于 ，导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小等于 ，方向 【答案】 0 向左/水平向左 【解析】[1] 当达到静电平衡时导体中心O点的场强为0。 [2] [3]枕形导体两端的感应电荷在导体中心O点的场强大小与负点电荷产生的场强大小相等，为；方向相反，为水平向左。 【变式1-2】（21-22高一下·河北保定·期末）（多选）如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度，下列说法正确的是（    ） A．大小为 B．大小为 C．方向水平向左 D．方向水平向右 【答案】AC 【解析】静电平衡状态下，对于导体内部合场强为零，故感应电场的电场强度与原电场的电场强度等大反向，故AC正确，BD错误。 故选AC。 【变式1-3】（23-24高一下·江苏徐州·期中）如图所示，Q是一个金属导体放置在绝缘支架上，把一个带正电的绝缘金属球P移近Q，由于静电感应，Q左半部分出现的感应电荷量大小为，Q右半部分出现的感应电荷量大小为，下列结论中正确的是（　　） A． B．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小 C．用手接触一下Q的A端，拿走P后Q带正电 D．用手接触一下Q的B端，拿走P后Q带负电 【答案】D 【解析】A．由于导体Q不带电，金属球移近，由于感应起电，使A端带负电荷，B端带正电荷，而感应起电只是电荷的分离，并没有产生新的电荷，因此有 故A错误； B．由于A端离金属球P较近，则金属球P在A端产生的场强大于在B端产生的场强，达到静电平衡后，导体内部合场强为0，则感应电荷产生的附加电场的电场强度大小满足 故B错误； CD．由于P带正电荷，所以Q上的A端带负电荷，是由于P的吸引；而在B端出现正电荷，受P的排斥，不管用手接触Q的哪一处，都是大地上的负电荷移动到Q上，使Q带负电，则拿走P后Q带负电；故C错误，D正确。 故选D。 【变式1-4】（22-23高二上·广西南宁·阶段练习）如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入空腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的大小关系是（　　） A．EA>EB=EC B．EA>EB>EC C．EA=EB=EC D．EA=EB>EC 【答案】B 【解析】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图 根据电场线越密，场强越大。由于A处电场线较密，B处电场线较疏，C处场强为零，则 故选B。 题型二 尖端放电 【例2】（23-24高一下·陕西西安·期末）如图所示是闪电击中一高塔的画面，高塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷 B．避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 C．越靠近避雷针尖端，电场强度越小 D．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 【答案】B 【解析】A．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，故A错误； BD．避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，不能把避雷针顶端设计成球形，故B正确，D错误； C．由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，故C错误。 故选B。 【变式2-1】（23-24高一下·江苏镇江·期末）下列与避雷针工作的物理原理相同的是（　　） A．静电喷涂中油漆微粒自动沉积在工件表面 B．燃气灶中点火器的放电电极制作成钉尖形 C．高压带电作业工人穿戴的工作服 D．高压输电线上方的两根接地导线 【答案】B 【解析】A．避雷针工作的物理原理是尖端放电的现象。而接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，向作为正极的工件运动，并沉积在工件表面，故A错误； B．因尖端容易放电，则燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形，而避雷针工作的物理原理是尖端放电，故B正确； C．高压带电作业工人穿戴的工作服利用了静电屏蔽的原理，与避雷针工作的物理原理不同，故C错误； D．高压输电线上方的两根接地导线也被称为避雷线或架空地线，其主要作用是防止雷直接击到输电线上，原理是每一个铁塔的下面做一个地网线，再引到地面与铁塔联接，而塔顶上的两根避雷线与铁塔相联接。此时当遇到雷雨天时，带高压电荷云层的高压电荷会被两根避雷线吸收通过铁塔传到大地，因为大地相当于一个很大的电容，它能吸收并中和云层中的高压电荷。这样就可以避免雷电直接击到电力线路上了。与避雷针工作的物理原理不同，故D错误。 故选B。 【变式2-2】（22-23高二上·河北·阶段练习）模拟避雷针作用的实验装置如图所示，金属板M接高压电源的正极，金属板N接高压电源的负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。下列说法正确的是（    ） A．A、B金属柱同时产生放电现象 B．B金属柱先产生放电现象 C．先产生放电现象的可能是A金属柱，也可能是B金属柱 D．A金属柱先产生放电现象 【答案】D 【解析】根据导体表面尖锐程度越大的地方电荷分布越密集，可知金属柱A尖头处电荷密集，电场强，它与板M之间的空气容易发生电离，从而发生尖端放电现象。D正确。 故选D。 题型三 静电屏蔽原理的应用 【例3】（20-21高一下·湖南岳阳·期末）如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．M、N两点电场强度大小关系为EM>EN B．M、N两点电场强度大小关系为EM=EN C．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ' <EN′ D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ′ =EN′ 【答案】B 【解析】AB．当导体B达到静电平衡后，导体内部场强处处为零，即 故A错误，B正确； CD．M、N两点的场强为导体球与导体B上感应电荷在这两处的场强之和，合场强大小为零，而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式，可知，离A越远的，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度 故CD错误。 故选B。 【变式3-1】（2021高二·全国·专题练习）如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　） A．A，B两球均不偏离竖直方向 B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向 D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 【答案】B 【解析】CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误； AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。 故选B。 【变式3-2】（2022·浙江湖州·一模）如图所示，某同学把一不带电的验电器用金属网罩起来，用带正电的金属小球靠近金属网但不与网接触，则（　　） A．验电器箔片张开 B．验电器和金属网之间场强不为零 C．用一根导线连接金属网的P、Q两点，导线中有电流通过 D．拿走金属网，验电器铂片张开 【答案】D 【解析】不带电的验电器用金属网罩起来，金属网和金属网内的验电器处于静电屏蔽状态，验电器和金属网之间场强为零，带正电的金属小球靠近金属网时验电器箔片不张开，用一根导线连接金属网的P、Q两点，不会有电流通过，拿走金属网后，根据验电器铂片张开。 故选D。 【变式3-3】（23-24高一下·宁夏吴忠·期末）（多选）以下各项属于静电屏蔽的是（　　） A．避雷针 B．超高压带电作业的工人要穿有金属织物的工作服 C．电子设备外套金属网罩 D．野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 【答案】BCD 【解析】A．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尖放电，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A错误； B．超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服，其中的金属织物对工人可以起到静电屏蔽作用，故B正确； C．电子设备外套金属网罩，其中的金属网罩对置于罩可内的电子设备起到静电屏蔽的作用，故C正确； D．高压输电线的上方还有两条导线，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，免遭雷击，故D正确。 故选BCD。 【变式3-4】（21-22高二·全国·课后作业）（多选）如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球B和A，球壳接地。下列说法正确的是（　　） A．若A球带电，则球壳内的B球处的电场强度为零 B．若B球带电，则A球处的电场强度不为零 C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响 D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响 【答案】AC 【解析】A．若A球带电，则B球相当于放置在金属球壳内，B球处的电场强度为零，故A正确； B．若B球带电，则A球相当于放置在金属球壳和大地构成的导体球壳内，A球处的电场强度也为零，故B错误； CD．由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，故C正确，D错误。 故选AC。 题型四 静电吸附 【例4】（24-25高二上·全国·课后作业）如图是静电喷涂原理的示意图。喷枪喷嘴与被涂工件之间有强电场，喷嘴喷出的带电涂料微粒在强电场的作用下会向工件高速运动，最后被吸附到工件表面。则可知（　　） A．微粒一定带正电 B．微粒可能带正电，也可能带负电 C．微粒运动过程中，速度越来越小 D．微粒运动过程中，速度越来越大 【答案】D 【解析】AB．带正电的工件由于静电感应电荷分布在表面，粒子在库仑力的作用下运动，故粒子带负电，故AB错误； CD．微粒受电场力的作用，电场力做正功，动能越来越大，速度越来越大，故C错误，D正确。 故选D。 【变式4-1】（23-24高二上·江苏·阶段练习）如图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，以达到除尘的目的。下列表述正确的是（    ） A．电场方向由放电极指向集尘极 B．到达集尘极的尘埃带正电荷 C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D．带电尘埃受静电力作用做加速运动 【答案】D 【解析】根据图中电源的正负极可知，可知集尘极带正电，放电极带负电，电场方向由集尘极指向放电极，到达集尘极的尘埃带负电荷，带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相反，带电尘埃受静电力作用做加速运动。 故选D。 【变式4-2】（24-25高二上·全国·课后作业）（多选）滚筒式静电分选器由料斗A、导板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分别接于直流高压电源的正、负极上，并令C接地。如图所示，电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。下列说法正确的是（　　） A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽E B．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽E C．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作原理上看，这是不允许的 D．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作实用角度看，这是不允许的 【答案】AD 【解析】AB．因为C和G分别接在高压电源的正、负极上，放电针G附近形成很强的电场，使放电针G附近的空气电离而产生大量离子，其中的负离子在奔向正极C的过程中被吸附到粉粒a、b上，a、b因吸附负离子而带负电，被吸引到带正电的滚筒C上，因a具有良好的导电性，a所带电荷被C上的正电荷中和并最终带上和C相同的电荷而被C排斥，落入料槽F，粉粒b因具有良好的绝缘性，所带负电荷而被不会被中和，和C相互吸引，被吸引到滚筒C上，直到D处被刮板刮落而落入料槽E中，故A正确，B错误； CD．若滚筒C不接地而放电针G接地，同样能使放电针附近空气电离，从工作原理上看是允许的，但滚筒C不接地具有高压，不安全，从工业实用角度看，这是不允许的，故C错误，故D正确。 故选AD。 【变式4-3】（24-25高二上·全国·课后作业）为了消除和利用烟气中的煤粉，可采用如图所示的静电除尘装置，它是由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地。A、B间有很强的电场，距B越近电场 （填“越强”或“越弱”），因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到 （填“A”或“B”）上，这样排出的烟就变清洁了。 【答案】越强 A 【解析】[1][2]A、B间有很强的电场，距B越近电场越强，因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，因A带正电，则带负电的煤粉就被吸附到A上，这样排出的烟就变清洁了。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$