9.4 静电的防止与利用（举一反三）【五大题型】-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019必修第三册）

9.4 静电的防止与利用【五大题型】 【人教版2019】 【题型1 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 1 【题型2 静电的防止与利用】 3 【题型3 尖端放电现象的原理】 4 【题型4 金属壳屏蔽内、外电场的原理】 6 【题型5 静电屏蔽原理的应用】 7 知识点1：静电平衡 1．静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态． 2．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0. 3．导体上电荷的分布： (1)静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面． (2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷． 【题型1 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 【例1】接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（　　） A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的小 C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度等于零 【变式1-1】（2023`无锡期中）下列说法正确的是（　　） A．两个带异种电荷的金属球接触时，正电荷从一个球转移到另一个球 B．相互作用的两个点电荷，电荷量大的受到的库仑力也大 C．根据，当r→0时，F→∞ D．如图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，则感应电荷在A、B两点产生的附加电场的电场强度大小EA>EB 【变式1-2】（2023·宿迁期中）如图所示，将带正电的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、。下列说法正确的是（    ） A．， A部分带正电 B．， A部分带负电 C．，A部分带正电 D．， A部分带负电 【变式1-3】（2023·杭州期中）长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，如图所示。 （1）由于静电感应，导体棒A端感应出哪种电荷？ （2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强多大？ （3）当导体棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小和方向如何？ 知识点2：尖端放电 1．空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷密度很大，导体尖端周围的强电场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的现象． 2．尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象． 3．尖端放电的应用与防止： (1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施． (2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失． 【题型2 静电的防止与利用】 【例2】（2023·临夏期末）图甲为户外高压输电线路，在三条高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线与大地相连；图乙是穿戴若含金属丝制成的工作服的工程技术人员对高压输电线路进行带电检修作业。以下说法中正确的是（　　） A．图甲中三条高压输电线上方的两条导线主要起稳定输电线路的作用 B．图甲中三条高压输电线与上方两条导线间的电场强度为零 C．图乙中金属丝制成的工作服内电场强度为零 D．图乙金属丝制成的工作服与图甲中高压输电线上方的两条导线作用不同 【变式2-1】防静电瓷砖是理想的防静电与装饰兼备的材料，适用于计算机房、石油化工车间、医院手术室等需要防尘、防静电的场所，其中架空型的防静电瓷砖如图所示，瓷砖的支架下面还要铺设铜箔（图中未展示），铜箔铺设需连接到接地装置，下列说法正确的是（　　） A．防静电瓷砖必须是绝缘材料，以防止导电 B．铜箔的主要作用是防潮 C．防静电瓷砖是可以导电的 D．瓷砖与铜箔之间的支架必须使用绝缘材料 【变式2-2】在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上，这一原理叫做静电吸附，它在生产技术上被广泛应用。下列设备应用这一原理工作的是（　　） A．静电复印机 B．电视机 C．手机 D．洗衣机 【变式2-3】（2023·湖南期末）下列应用与尖端放电现象无关的是（　　） A．家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置 B．高压设备中的导体表面尽量光滑，以减少高压设备上电能的损失 C．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 D．在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒，用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击 【题型3 尖端放电现象的原理】 【例3】（2023·淄博期末）武当山主峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．金殿是由绝缘体构成的 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生很强的电场 D．金殿如果安装了避雷针，雷火炼殿现象仍会经常出现 【变式3-1】（2023·宿迁期中）从安全角度看，请用学过的电学知识判断正确的是（　　） A．电工高压带电作业时穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好 C．在建筑物的顶端安装避雷装置时球形比尖锐的金属棒好看且效果好 D．打雷时，待在汽车里比待在大树下要安全 【变式3-2】（2023·宁波期末）下列说法正确的是（　　） A．避雷针的原理是静电屏蔽 B．高压输电线上方两条导线是为了防止尖端放电 C．静电除尘装置中，尘埃被吸附在中间的负极上 D．煤矿里，工作人员要防止静电的产生和积累，因为静电火花会导致瓦斯爆炸 【变式3-3】（2023·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 知识点3：静电屏蔽 1．静电屏蔽 静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为0.外电场对壳(网)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． 【题型4 金属壳屏蔽内、外电场的原理】 【例4】如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器。则以下关于验电器箔片的说法正确的是（　　） A．验电器箔片会张开，因为带电金属球的电场会存在于整个空间的 B．验电器箔片可能会张开，只要带电金属球所带电量足够大就可以 C．验电器箔片不会张开，因为金属网罩把电荷都导到地球上去了 D．验电器箔片不会张开，因为金属网罩会出现感应电荷抵消掉带电金属球在网罩内的电场 【变式4-1】（2023·西安期中）在如图所示的实验中，验电器的金属箔片会张开的是（　　） A．B．C．D． 【变式4-2】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4-3】（多）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5 静电屏蔽原理的应用】 【例5】用学过的电学知识，判断下列说法正确的是（　　） A．电工穿绝缘衣比穿金属衣（包含金属丝的织物制成）安全 B．高压起电机的带电导体做成球形，是为了使导体获得更高的电荷量 C．燃气灶点火器的放电电极做成了针形，是防止出现尖端放电现象 D．USB数据线线芯的外层包裹着一层铜丝网，是为了增强线缆的机械强度 【变式5-1】（2023·亳州期末）下列现象中不属于静电屏蔽应用的是（　　） A．在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网 B．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 C．信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套 D．在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器 【变式5-2】（多）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5-3】（多）（2023·乌鲁木齐期末）下列描述中涉及静电屏蔽原理的是（　　） A．空气中的带电粉尘运动到板状收集器上 B．燃气灶中的电子点火器的电极呈钉尖形 C．高压输电线上方有两条与大地相连的导线 D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.4 静电的防止与利用【五大题型】 【人教版2019】 【题型1 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 1 【题型2 静电的防止与利用】 4 【题型3 尖端放电现象的原理】 6 【题型4 金属壳屏蔽内、外电场的原理】 8 【题型5 静电屏蔽原理的应用】 10 知识点1：静电平衡 1．静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态． 2．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0. 3．导体上电荷的分布： (1)静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面． (2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷． 【题型1 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 【例1】接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（　　） A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的小 C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度等于零 【答案】BD 【详解】A．电场线由正电荷出发，可知点电荷带正电，故A错误； B．电场线越密，场强越大，a点的电场强度比b点的小，故B正确； C．因球壳接地，则球壳处的电势为零，沿电场线方向电势降低，则b点的电势大于零，C错误； D．由静电屏蔽知，导体球壳内的电场强度处处为零，故D正确。 故选BD。 【变式1-1】（2023`无锡期中）下列说法正确的是（　　） A．两个带异种电荷的金属球接触时，正电荷从一个球转移到另一个球 B．相互作用的两个点电荷，电荷量大的受到的库仑力也大 C．根据，当r→0时，F→∞ D．如图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，则感应电荷在A、B两点产生的附加电场的电场强度大小EA>EB 【答案】D 【详解】A．两个带异种电荷的金属球接触时，负电荷从一个球转移到另一个球，故A错误； B．相互作用的两个点电荷，根据牛顿第三定律可知，两个点电荷受到的库仑力大小相等，故B错误； C．当r→0时，库仑力表达式不再适用，不能得到F→∞的结论，故C错误； D．如图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，导体内部的合场强处处为0，则感应电荷在A、B两点产生的附加电场与正点电荷在A、B两点产生的场强大小相等，由于A点离正点电荷较近，所以感应电荷在A、B两点产生的附加电场的电场强度大小EA>EB，故D正确。 故选D。 【变式1-2】（2023·宿迁期中）如图所示，将带正电的导体球靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、。下列说法正确的是（    ） A．， A部分带正电 B．， A部分带负电 C．，A部分带正电 D．， A部分带负电 【答案】C 【详解】AB．在导体球C靠近导体前，左侧导体不带电，当导体球C靠近不带电的导体时，发生了感应起电，左侧导体中的电子发生了转移，但是导体整体仍然呈现电中性，则有 故AB错误； CD．根据上述可知导体整体仍然呈现电中性，则有 由于导体球C带正电，当导体球C靠近导体时，左侧的导体中的自由电子在导体球C正电的引力作用下向B端聚集，B端得电子带负电，A端失电子带正电，故C正确，D错误。 故选C。 【变式1-3】（2023·杭州期中）长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，如图所示。 （1）由于静电感应，导体棒A端感应出哪种电荷？ （2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强多大？ （3）当导体棒达到静电平衡后，导体棒上感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小和方向如何？ 【答案】（1）负电；（2）0；（3）；方向沿Oq连线且指向+q 【详解】（1）根据静电感应可知，靠近电荷的一端A端带负电； （2）当导体棒达到静电平衡后，导体棒内一点C处的合场强为0； （3）水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷中点O处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反．则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为 由于O处的合场强为零，所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反，即沿Oq连线且指向+q。 知识点2：尖端放电 1．空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷密度很大，导体尖端周围的强电场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的现象． 2．尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象． 3．尖端放电的应用与防止： (1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施． (2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失． 【题型2 静电的防止与利用】 【例2】（2023·临夏期末）图甲为户外高压输电线路，在三条高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线与大地相连；图乙是穿戴若含金属丝制成的工作服的工程技术人员对高压输电线路进行带电检修作业。以下说法中正确的是（　　） A．图甲中三条高压输电线上方的两条导线主要起稳定输电线路的作用 B．图甲中三条高压输电线与上方两条导线间的电场强度为零 C．图乙中金属丝制成的工作服内电场强度为零 D．图乙金属丝制成的工作服与图甲中高压输电线上方的两条导线作用不同 【答案】C 【详解】AB．图甲中三条高压输电线上方的两条导线与大地连接，形成一个稀疏的金属网，可以把高压线屏蔽起来，免遭雷击之类的损伤，三条高压输电线与上方两条导线间的电场强度并不为零，方向由高压线指向上方两条导线，故AB错误； C．由于屏蔽作用，图乙中金属丝制成的工作服内电场强度为零，故C正确； D．金属丝制成的工作服与图甲中高压输电线上方的两条导线都是起到屏蔽作用，作用相同，故D错误。 故选C。 【变式2-1】防静电瓷砖是理想的防静电与装饰兼备的材料，适用于计算机房、石油化工车间、医院手术室等需要防尘、防静电的场所，其中架空型的防静电瓷砖如图所示，瓷砖的支架下面还要铺设铜箔（图中未展示），铜箔铺设需连接到接地装置，下列说法正确的是（　　） A．防静电瓷砖必须是绝缘材料，以防止导电 B．铜箔的主要作用是防潮 C．防静电瓷砖是可以导电的 D．瓷砖与铜箔之间的支架必须使用绝缘材料 【答案】C 【详解】AC．防静电瓷砖是可以导电的，不是绝缘材料，故A错误，C正确； B．铜箔的主要作用是导电，不是防潮，故B错误； D．瓷砖与铜箔之间的支架必须使用导电材料，确保瓷砖中的电荷导入大地，故D错误。 故选C。 【变式2-2】在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上，这一原理叫做静电吸附，它在生产技术上被广泛应用。下列设备应用这一原理工作的是（　　） A．静电复印机 B．电视机 C．手机 D．洗衣机 【答案】A 【详解】静电复印是利用静电将墨吸附在纸张上的，属于静电吸附在生产技术中应用，电视机、手机、洗衣机均与此原理无关。 故选A。 【变式2-3】（2023·湖南期末）下列应用与尖端放电现象无关的是（　　） A．家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置 B．高压设备中的导体表面尽量光滑，以减少高压设备上电能的损失 C．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 D．在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒，用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击 【答案】C 【详解】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑，都与尖端放电有关；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏敲，与尖端放电无关。 故选C。 【题型3 尖端放电现象的原理】 【例3】（2023·淄博期末）武当山主峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．金殿是由绝缘体构成的 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生很强的电场 D．金殿如果安装了避雷针，雷火炼殿现象仍会经常出现 【答案】B 【详解】AC．雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一个优良导体，由于静电屏蔽作用，大殿内的场强为零，故AC错误； B．金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，故B正确； D．金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空聚集的电荷将被导入大地，将不会出现雷火炼殿现象，故D错误。 故选B 【变式3-1】（2023·宿迁期中）从安全角度看，请用学过的电学知识判断正确的是（　　） A．电工高压带电作业时穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好 C．在建筑物的顶端安装避雷装置时球形比尖锐的金属棒好看且效果好 D．打雷时，待在汽车里比待在大树下要安全 【答案】D 【详解】A．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，故电工高压带电作业时穿金属衣比穿绝缘衣安全，故A错误； B．塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，从而造成爆炸和火灾事故，故制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，故B错误； C．根据尖端放电原理，在建筑物的顶端安装避雷装置时尖锐的金属棒比球形效果好，故C错误； D．汽车是较好的避雷所，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下且形成静电屏蔽，故打雷时，待在汽车里比待在大树下要安全，故D正确。 故选D。 【变式3-2】（2023·宁波期末）下列说法正确的是（　　） A．避雷针的原理是静电屏蔽 B．高压输电线上方两条导线是为了防止尖端放电 C．静电除尘装置中，尘埃被吸附在中间的负极上 D．煤矿里，工作人员要防止静电的产生和积累，因为静电火花会导致瓦斯爆炸 【答案】D 【详解】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．高压输电线上方有两根导线与大地相连构成了静电屏蔽，能使得输电线免遭雷击，故B错误； C．静电除尘装置将带负电的尘埃收集在两个带正电的极板A上，故C错误； D．矿里，工作人员要防止静电的产生和积累，因为静电火花会导致瓦斯爆炸，故D正确。 故选D。 【变式3-3】（2023·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 【详解】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。 知识点3：静电屏蔽 1．静电屏蔽 静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为0.外电场对壳(网)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． 【题型4 金属壳屏蔽内、外电场的原理】 【例4】如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器。则以下关于验电器箔片的说法正确的是（　　） A．验电器箔片会张开，因为带电金属球的电场会存在于整个空间的 B．验电器箔片可能会张开，只要带电金属球所带电量足够大就可以 C．验电器箔片不会张开，因为金属网罩把电荷都导到地球上去了 D．验电器箔片不会张开，因为金属网罩会出现感应电荷抵消掉带电金属球在网罩内的电场 【答案】D 【详解】金属网罩产生感应电荷，抵消掉带电金属球的在网罩内的电场，即此时金属网罩屏蔽了外电场，所以验电器箔片不张开。 故选D。 【变式4-1】（2023·西安期中）在如图所示的实验中，验电器的金属箔片会张开的是（　　） A．B．C．D． 【答案】B 【详解】A．金属网可以屏蔽网外电荷产生的电场，验电器的两金属箔片不带电，不会张开，故A错误； B．金属网没有接地，网内带电体可以使验电器发生静电感应，使金属箔片张开，故B正确； CD．金属网接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响，不能使验电器发生静电感应现象，金属箔片不能张开，故CD错误。 故选B。 【变式4-2】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 【详解】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4-3】（多）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 【详解】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5 静电屏蔽原理的应用】 【例5】用学过的电学知识，判断下列说法正确的是（　　） A．电工穿绝缘衣比穿金属衣（包含金属丝的织物制成）安全 B．高压起电机的带电导体做成球形，是为了使导体获得更高的电荷量 C．燃气灶点火器的放电电极做成了针形，是防止出现尖端放电现象 D．USB数据线线芯的外层包裹着一层铜丝网，是为了增强线缆的机械强度 【答案】B 【详解】A．电工穿金属衣能对静电起到屏蔽作用，防止静电对人体的危害，比绝缘衣更安全，故A错误； B．高压起电机的带电导体做成球形，是为了防止导体出现尖端放电，从而使导体获得更高的电荷量，故B正确； C．燃气灶点火器的放电电极做成了针形，是为了使它出现尖端放电现象，故C错误； D．USB数据线线芯的外层包裹着一层铜丝网，可以对外部信号起到屏蔽作用，防止外部信号的干扰，故D错误。 故选B。 【变式5-1】（2023·亳州期末）下列现象中不属于静电屏蔽应用的是（　　） A．在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网 B．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 C．信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套 D．在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器 【答案】D 【详解】A．在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网，这个金属网就是一个静电屏蔽装置，可以保护输电线不受外部电场的影响，故A不符合题意； B．超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服，这个衣服就是一个静电屏蔽装置，可以保护电力工人不受外部电场的影响，故B不符合题意； C．信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套，这个金属丝编织成的网就是一个静电屏蔽装置，可以保护信号传输线不受外部电场的影响，故C不符合题意； D．在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器，这是为了释放人体上的静电，防止静电火花引起火灾，不属于静电屏蔽应用，故D符合题意。 故选D。 【变式5-2】（多）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 【详解】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5-3】（多）（2023·乌鲁木齐期末）下列描述中涉及静电屏蔽原理的是（　　） A．空气中的带电粉尘运动到板状收集器上 B．燃气灶中的电子点火器的电极呈钉尖形 C．高压输电线上方有两条与大地相连的导线 D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成 【答案】CD 【详解】A．空气中的带电粉尘运动到板状收集器上是利用带电粉尘受电场力加速运动，故A错误； B．燃气灶中的电子点火器的电极呈钉尖形利用高压尖端放电的原理，故B错误； C．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C正确； D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成，是利用了静电屏蔽的原理，故D正确。 故选CD 。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$