第03讲：静电的防止与利用（5大题型）-2024-2025学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第三册）

第03讲：静电的防止与利用 【考点归纳】 · 考点一：静电平衡的内外电场及其电荷分布 · 考点二：静电的防止与利用 · 考点三：导体上电荷的分布与尖端放电 · 考点四：金属壳内部的电场屏蔽问题 · 考点五：静电屏蔽 【考点梳理】 知识点一：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． 知识点二：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：静电平衡的内外电场及其电荷分布 1．（23-24高二上·河南新乡·期末）长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。静电力常量为k，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点Р处产生的电场的电场强度大小是（   ） A． B． C． D． 2．（23-24高二上·江苏连云港·期中）如图所示，带电体+Q靠近一个原来不带电的接地空腔导体，在达到静电平衡后，导体腔（　　）    A．带正电 B．内表面的电荷量为0 C．外表面的电荷量为0 D．内、外表面带异种电荷 3．（23-24高二上·四川绵阳·期中）如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则（　　） A．球壳内壁带正电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移去正电荷，球壳外壁不带电 题型二：静电的防止与利用 4．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列说法不属于静电现象应用的是（　　） A．静电除尘可用于回收水泥粉尘 B．复印机应用静电吸附，实现复印工作 C．带负电的油漆微粒沉积在作为正极的工件表面，完成喷漆工作 D．印刷厂里纸张之间因摩擦带电面吸附在一起，给印刷带来麻烦 5．（23-24高二上·安徽蚌埠·期末）下列对各图所涉及物理知识的说法中错误的是（　　） A．图甲中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走 B．图乙中，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号 C．图丙中，高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用 D．图丁中，燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火的 6．（22-23高二上·上海浦东新·期末）下列实例中属于利用静电的是（　　） A．通过复印机把文件、资料等快速复印下来 B．机械设备要良好地接地 C．建筑物上安装避雷针 D．保持印染车间的空气有一定的湿度 题型三：导体上电荷的分布与尖端放电 7．（23-24高一下·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 8．（23-24高二上·浙江·阶段练习）当带电云层接近地面时，地面上的物体受其影响会感应出异种电荷，为了避免遭受雷击，在高大的建筑物上安装尖端导体—避雷针。图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图，有一个带电粒子（不计重力）从点运动到点，则以下说法正确的是（    ） A．粒子带正电 B．电场强度 C．粒子的动能 D．当带电云层靠近地面的过程中，避雷针会有自下而上的电流 9．（23-24高二上·安徽芜湖·期中）夏天，受强对流天气影响，经常有雷电发生。为避免雷电造成的损害，某建筑顶部装有避雷针。如图所示为某次闪电前瞬间避雷针周围电场的等势面分布情况。在等势面中有A、B、C三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是（　　） A．A、B两点的场强相同 B．此次闪电前瞬间避雷针尖端一定带负电 C．从云层沿直线向避雷针尖端运动的电荷受到的电场力可能越来越小 D．某正电荷从点移动到点，电场力对该电荷做负功 题型四：金属壳内部的电场屏蔽问题 10．（20-21高二上·福建泉州·期中）如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（       ） A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向 D．A和B的位置不变 11．（23-24高二上·北京西城·阶段练习）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 12．（22-23高二上·北京西城·期末）如图用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，下列有关此实验现象的描述或解释正确的是（　　） A．验电器的金属球因静电感应而带负电荷 B．验电器的金属箔片会因排斥而张开 C．整个金属网会因为静电感应而带负电荷 D．箔片不张开因为金属网内场强为0 题型五：静电屏蔽的应用 13．（23-24高二上·广东东莞·阶段练习）某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　） A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织 B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用 C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度不为零，对人体起保护作用 D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用 14．（23-24高二上·安徽·阶段练习）下列现象中不属于静电屏蔽的是（    ）    A．超高压带电作业的工人穿戴含金属丝织物的工作服 B．野外高压输电线上方两根导线与大地相连 C．优质话筒线外面有金属网将导线包围 D．建筑物的顶端要安装避雷针 15．（23-24高二上·浙江·阶段练习）关于静电屏蔽，下列说法不正确的是（        ）      A．图甲是静电释放器，给汽车加油前用手触摸一下，其目的是导走加油枪上的静电 B．图乙中建筑物顶端的避雷针必须通过导线与大地保持良好接触 C．图丙中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀 【高分演练】 一、单选题 16．（24-25高二上·全国）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 17．（24-25高二上·全国·课后作业）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 18．（23-24高一下·山西长治·期末）静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（    ） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 19．（23-24高二上·河南驻马店·期末）2023年8月15号，一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如图所示。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是（　　） A．躲进汽车里 B．往沙漠高处跑 C．用水将头发淋湿 D．蹲下并用手触摸地面 20．（23-24高二上·重庆·期末）如图所示，一长为且粗细均匀的导体棒原来不带电，现将一电荷量为的点电荷放在其中轴线上距其左端处，静电力常量为，当该导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中心处产生的场强大小为（    ） A．0 B． C． D． 21．（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 22．（23-24高二上·陕西西安·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． 23．（23-24高二上·河北保定·期中）下列关于教科书上的四副插图，说法正确的是（　　）    A．图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上 B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电 C．图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附 D．图丁的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了焦耳定律 24．（23-24高二上·陕西渭南·期中）如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒子左边附近，达到静电平衡后，盒子内部电场处处为零。则盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是（    ） A． B． C． D． 25．（23-24高二上·山西运城·期中）下列关于四幅图像的说法正确的是（　　） A．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带正电 B．处于静电平衡状态的导体腔，内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0 C．通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，可分析判断两点电荷是等量异种点电荷 D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化弱为强，避免强雷电的破坏 二、多选题 26．（24-25高二上·全国·课后作业）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 27．（23-24高二上·广东深圳·期末）如图是滚筒式静电分选器的原理图，导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负板，并令C接地。放电针G与滚筒C间施加高压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。颗粒直接掉落在F盘，颗粒被刮板D刮落到E盘。下列说法正确的是（　　） A．两种颗粒都具有良好的导电性 B．两种颗粒都具有良好的绝缘性 C．在分选过程中，两种颗粒都带负电 D．对调G、C间的极性，分离器仍能正常工作 28．（23-24高二上·北京西城·期中）为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。以下说法正确的是（　　） A．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片会带电 B．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片不会带电 C．使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D．使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 29．（23-24高二上·新疆伊犁·阶段练习）如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，下列说法正确的是（　　） A．验电器的箔片不张开 B．金属网罩内部空间存在向右的匀强电场 C．金属网罩上的感应电荷在金属网罩内部空间产生的电场方向为水平向左 D．金属网罩内外表面都存在感应电荷 30．（23-24高二上·北京怀柔·阶段练习）在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。以下分析正确的（　　）    A．因为静电平衡的导体，尖端电荷更密集，所以锯条附近电场强度最大 B．空气被电离后形成的自由电子吸附到烟尘上，使烟尘带正电 C．烟尘受到静电力的作用，最终运动到接正极的金属片上 D．烟尘受到静电力的作用，最终运动到接负极的金属片上 31．（23-24高二上·广东深圳·阶段练习）如图所示，不带电的金属棒AB长为L，O为AB的中点，在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷，C与AB在一条直线上，如图所示，设无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　）    A．金属棒上A点的电势高于B点的电势 B．O点的电场强度为零，电势也为零 C．金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为 D．若将A端接地，金属棒将带上负电荷 32．（23-24高二上·全国·课时练习）如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电。则以下说法中正确的是（　　）    A．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等 B．若A不动，将B沿图中aa′分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关 C．若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化 D．若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变 三、解答题 33．（24-25高二上·全国·课堂例题）根据图片回答下列问题： （1）如图甲所示，导体中的电子为什么向左运动？ （2）如图乙所示，导体内部的净电荷为什么少了？E′是什么？ （3）根据图丙可知导体内部的合场强为多少？实质是什么？ 34．（23-24高一下·浙江杭州·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？ 35．（22-23高二上·北京海淀·期中）如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲：静电的防止与利用 【考点归纳】 · 考点一：静电平衡的内外电场及其电荷分布 · 考点二：静电的防止与利用 · 考点三：导体上电荷的分布与尖端放电 · 考点四：金属壳内部的电场屏蔽问题 · 考点五：静电屏蔽 【考点梳理】 知识点一：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． 知识点二：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：静电平衡的内外电场及其电荷分布 1．（23-24高二上·河南新乡·期末）长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。静电力常量为k，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点Р处产生的电场的电场强度大小是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任意一点都受两个电场的影响，即外电场和附加电场，达到静电平衡状态时 故选A。 2．（23-24高二上·江苏连云港·期中）如图所示，带电体+Q靠近一个原来不带电的接地空腔导体，在达到静电平衡后，导体腔（　　）    A．带正电 B．内表面的电荷量为0 C．外表面的电荷量为0 D．内、外表面带异种电荷 【答案】B 【详解】ACD．在达到静电平衡后，电荷只分布在导体的外表面，故导体腔的外表面靠近带电体+Q的一侧感应出负电荷，导体接地，说明远端为地球，近端为导体，故导体外表面带负电荷，所以外表面的电荷量不为0，而内表面不带电，整个导体腔带负电，故ACD错误； B．在达到静电平衡后，导体内部没有净剩电荷，所以内表面的电荷量为0，故B正确。 故选B。 3．（23-24高二上·四川绵阳·期中）如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则（　　） A．球壳内壁带正电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移去正电荷，球壳外壁不带电 【答案】C 【详解】ABC．场源电荷在导体的内部，静电感应使金属球壳的内壁带负电，外壁带正电，且金属球壳的电势高于大地电势，因为它处在正点电荷的电场中，当金属球壳接地后，它外壁感应出的正电荷将全部被大地上的电子中和，使外壁不带电，故C正确，AB错误； D．若将接地线去掉，则金属球壳将带负电荷，在移出正电荷的过程中，金属球壳内壁所带负电荷将分布在金属球壳的外壁上，故D错误。 故选C。 题型二：静电的防止与利用 4．（23-24高二上·贵州毕节·期末）下列说法不属于静电现象应用的是（　　） A．静电除尘可用于回收水泥粉尘 B．复印机应用静电吸附，实现复印工作 C．带负电的油漆微粒沉积在作为正极的工件表面，完成喷漆工作 D．印刷厂里纸张之间因摩擦带电面吸附在一起，给印刷带来麻烦 【答案】D 【详解】A．静电除尘是利用静电来回收水泥粉尘，属于静电现象的应用，故A错误； B．复印机是利用静电吸附原理来工作的，属于静电现象的应用，故B错误； C．带负电的油漆微粒沉积在作为正极的工件表面，完成喷漆工作,属于静电现象的应用，故C错误； D．印刷厂里纸张之间因摩擦带电面吸附在一起，给印刷带来麻烦，属于静电的危害，不属于静电现象的应用，故D正确。 故选D。 5．（23-24高二上·安徽蚌埠·期末）下列对各图所涉及物理知识的说法中错误的是（　　） A．图甲中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走 B．图乙中，用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号 C．图丙中，高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用 D．图丁中，燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火的 【答案】B 【详解】A．图甲中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走，选项A正确，不符合题意； B．图乙中，用铜丝编织的管线包裹话筒线是为了防止外部信号干扰，选项B错误，符合题意； C．图丙中，高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用，选项C正确，不符合题意； D．图丁中，燃气灶中针尖形点火器是利用高压尖端放电原理进行点火的，选项D正确，不符合题意。 故选B。 6．（22-23高二上·上海浦东新·期末）下列实例中属于利用静电的是（　　） A．通过复印机把文件、资料等快速复印下来 B．机械设备要良好地接地 C．建筑物上安装避雷针 D．保持印染车间的空气有一定的湿度 【答案】A 【详解】A．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电的利用，故A正确； B．机械设备要良好地接地，可以将设备使用过程中产生的感应电荷导入大地，属于防范静电造成危害，故B错误； C．建筑物上安装避雷针，是为了防止静电对建筑物造成伤害，属于防范静电造成伤害，故C错误； D．印染车间中，纸张间摩擦产生大量静电，保持印染车间的空气有一定的湿度，能及时导走静电，属于防范静电造成危害，故D错误。 故选A。 题型三：导体上电荷的分布与尖端放电 7．（23-24高一下·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。 8．（23-24高二上·浙江·阶段练习）当带电云层接近地面时，地面上的物体受其影响会感应出异种电荷，为了避免遭受雷击，在高大的建筑物上安装尖端导体—避雷针。图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图，有一个带电粒子（不计重力）从点运动到点，则以下说法正确的是（    ） A．粒子带正电 B．电场强度 C．粒子的动能 D．当带电云层靠近地面的过程中，避雷针会有自下而上的电流 【答案】C 【详解】 A．带电粒子运动轨迹弯曲方向的内侧且与电场线相切，即为受力方向，由于受力方向与电场方向相反，故该粒子带负电，A错误； B．由电场线的疏密可知场强的强弱，故 B错误； C．由于粒子带负电荷，受力方向与运动方向夹角为钝角，到的过程中电场力做负功，故粒子的动能 C正确； D．根据图像可知，云层带正电，根据静电感应原理，避雷针上自由电子运动方向自下而上，所以电流方向自上而下，D错误。 故选C。 9．（23-24高二上·安徽芜湖·期中）夏天，受强对流天气影响，经常有雷电发生。为避免雷电造成的损害，某建筑顶部装有避雷针。如图所示为某次闪电前瞬间避雷针周围电场的等势面分布情况。在等势面中有A、B、C三点，其中A、B两点位置关于避雷针对称。下列说法正确的是（　　） A．A、B两点的场强相同 B．此次闪电前瞬间避雷针尖端一定带负电 C．从云层沿直线向避雷针尖端运动的电荷受到的电场力可能越来越小 D．某正电荷从点移动到点，电场力对该电荷做负功 【答案】D 【详解】A．根据图中数据可知，相邻等势线之间的电势差相等，均为1kV，由于等差等势线分布的密集程度能够间接表示电场的强弱，A、B两点位置关于避雷针对称，但这两点位置的等势线分别密集程度不同，可知这两点的电场强度大小不等，由于电场线垂直于等势线，由高电势点指向低电势点，而电场强度的方向沿电场线的切线方向，可知A、B两点的电场强度的方向不同，即A、B两点的场强不相同，故A错误； B．根据上述可知，电场线整体方向由下指向上，即起源于避雷针，而电场线起源于正电荷或无穷远，可知此次闪电前瞬间避雷针尖端一定带正电，故B错误； C．根据上述，结合图形可知，从云层沿直线向避雷针尖端运动的电荷所在位置的等势线分布逐渐变密集，即电场强度逐渐变大，电荷受到的电场力也越来越大，故C错误； D．根据图像可知 某正电荷从点移动到点，电场力对该电荷做功为 可知，某正电荷从点移动到点，电场力对该电荷做负功，故D正确。 故选D。 题型四：金属壳内部的电场屏蔽问题 10．（20-21高二上·福建泉州·期中）如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（       ） A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向 D．A和B的位置不变 【答案】C 【详解】A在空心金属球内由于静电感应使得C外表面带负电，BC相互排斥，所以B向左偏离，而金属空心球可以屏蔽外部电场，所以B的电荷对金属空心球C的内部无影响，所以A位置不变。B靠近C时改变的是C表面的电荷分布，但对于C内部空间的电场可认为没有影响，这也就是平时所说的静电屏蔽。 故选C。 11．（23-24高二上·北京西城·阶段练习）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。 12．（22-23高二上·北京西城·期末）如图用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，下列有关此实验现象的描述或解释正确的是（　　） A．验电器的金属球因静电感应而带负电荷 B．验电器的金属箔片会因排斥而张开 C．整个金属网会因为静电感应而带负电荷 D．箔片不张开因为金属网内场强为0 【答案】D 【详解】ABD．根据静电屏蔽原理可知，由于金属网的静电屏蔽使得金属网内场强为0，验电器的金属球不带电，验电器的金属箔片不张开，故AB错误，D正确； C．根据静电感应原理可知，金属网上靠近带正电金属球的近端带负电，远离带正电金属球的远端带正电，故C错误； 故选D。 题型五：静电屏蔽的应用 13．（23-24高二上·广东东莞·阶段练习）某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　） A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织 B．乙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用 C．丙认为电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度不为零，对人体起保护作用 D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用 【答案】B 【详解】屏蔽服的作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用。 故选B。 14．（23-24高二上·安徽·阶段练习）下列现象中不属于静电屏蔽的是（    ）    A．超高压带电作业的工人穿戴含金属丝织物的工作服 B．野外高压输电线上方两根导线与大地相连 C．优质话筒线外面有金属网将导线包围 D．建筑物的顶端要安装避雷针 【答案】D 【详解】命题透析  本题以图片蕴含的物理知识为背景，考查静电的防护与应用，意在考查学生应用知识分析问题的能力。 A．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成，工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，保护工人的安全，故A属于静电屏蔽，不符合题意； B．高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”，利用的是静电屏蔽的原理，故B属于静电屏蔽，不符合题意； C．优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入，是静电屏蔽的利用，故C属于静电屏蔽，不符合题意； D．在雷雨天气里，避雷针通过尖端放电，使电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的，故D不属于静电屏蔽，符合题意。 故选D。 15．（23-24高二上·浙江·阶段练习）关于静电屏蔽，下列说法不正确的是（        ）      A．图甲是静电释放器，给汽车加油前用手触摸一下，其目的是导走加油枪上的静电 B．图乙中建筑物顶端的避雷针必须通过导线与大地保持良好接触 C．图丙中三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击 D．图丁为静电喷漆的示意图，静电喷漆时利用异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀 【答案】A 【详解】A．汽车加油前用手触摸一下静电释放器的目的是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地，故A错误； B．带正电的云层在避雷针处感应出负电荷（来自大地），当电荷聚集较多时，产生尖端放电现象，将云层中的电荷导入大地，因此图甲中建筑物顶端的避雷针必须通过导线与大地保持良好接触，免遭雷击，故B正确； C．三条高压输电线上方的两条导线与大地相连，形成一个稀疏的金属网，可把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故C正确； D．静电喷漆时利用高压静电场使涂料微粒带上负电，根据异种电荷相互吸引，使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀，故D正确。 该题选择不正确的选项，故选A。 【高分演练】 一、单选题 16．（24-25高二上·全国）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 【详解】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。 17．（24-25高二上·全国·课后作业）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。 18．（23-24高一下·山西长治·期末）静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（    ） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．印刷车间的空气应保证适当潮湿，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 【答案】B 【详解】A．静电除尘的原理是带电粒子受到电场力作用，故A错误； B．印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，需空气保持一定湿度，以便及时导走静电，故B正确； C．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷密集、附近空间电场较强的特点，故C错误； D．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体，而不是创造出新的电荷，故D错误； 故选B。 19．（23-24高二上·河南驻马店·期末）2023年8月15号，一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如图所示。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是（　　） A．躲进汽车里 B．往沙漠高处跑 C．用水将头发淋湿 D．蹲下并用手触摸地面 【答案】A 【详解】雷雨将至，几名游客头发直立如同刺猬一般，说明空气中有很多带电的自由电荷，现在最有效的有效合理的一种避险方式是能找个静电屏蔽的地方，躲进汽车里，因为汽车的金属制造，汽车里面能起到静电屏蔽。 故选A。 20．（23-24高二上·重庆·期末）如图所示，一长为且粗细均匀的导体棒原来不带电，现将一电荷量为的点电荷放在其中轴线上距其左端处，静电力常量为，当该导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中心处产生的场强大小为（    ） A．0 B． C． D． 【答案】B 【详解】处于静电平衡的导体，其内部场强处处为零。因此，棒上感应电荷在棒内中心处产生的场强大小与点电荷在该处的场强大小相等，即 故选B。 21．（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 【详解】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。 22．（23-24高二上·陕西西安·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。 23．（23-24高二上·河北保定·期中）下列关于教科书上的四副插图，说法正确的是（　　）    A．图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上 B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电 C．图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附 D．图丁的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了焦耳定律 【答案】C 【详解】A．根据图甲可知，极板A与电源正极链接，极板A带正电，带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用，带负电的尘埃被收集在线状电离器A上，A错误； B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人身上的静电，B错误； C．图丙中摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，C正确； D．图丁的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，D错误。 故选C。 24．（23-24高二上·陕西渭南·期中）如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒子左边附近，达到静电平衡后，盒子内部电场处处为零。则盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】带电量为Q的点电荷在周围空间中产生的电场强度为 方形金属盒达到静电平衡后，盒内合场强为零，所以金属盒上感应电荷在某点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，感应电荷的电场与点电荷Q的电场的方向相反。 故选C。 25．（23-24高二上·山西运城·期中）下列关于四幅图像的说法正确的是（　　） A．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带正电 B．处于静电平衡状态的导体腔，内表面有电荷，导体壳壁W内电场强度不为0，导体壳内空腔C电场强度为0 C．通过奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，可分析判断两点电荷是等量异种点电荷 D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化弱为强，避免强雷电的破坏 【答案】C 【详解】A．用毛皮摩擦橡胶棒，毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上，从而使橡胶棒带负电，故A 错误； B．处于静电平衡状态的导体腔，导体壳壁W内电场强度为0，导体壳内空腔C电场强度为0，故B错误； C．奎宁结晶在两点电荷的电场中的分布情况，与等量异种点电荷的电场线分布相似，则两点电荷是等量异种点电荷，故 C正确； D．避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，只不过是化强为弱，避免强雷电的破坏，故D错误。 故选C。 二、多选题 26．（24-25高二上·全国·课后作业）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。 27．（23-24高二上·广东深圳·期末）如图是滚筒式静电分选器的原理图，导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负板，并令C接地。放电针G与滚筒C间施加高压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。颗粒直接掉落在F盘，颗粒被刮板D刮落到E盘。下列说法正确的是（　　） A．两种颗粒都具有良好的导电性 B．两种颗粒都具有良好的绝缘性 C．在分选过程中，两种颗粒都带负电 D．对调G、C间的极性，分离器仍能正常工作 【答案】CD 【详解】C．由于C接正极，G接负极，则C上会有正电荷，放电针G周围形成很强的电场，使放电针G附近的空气电离而产生大量的电子和带正电的粒子，在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射到颗粒上，两种颗粒均带负电，C正确； AB．带负电的b颗粒因具有良好的导电性所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被滚筒C上的正电中和，然后带上正电，根据同种电荷相互排斥及重力作用下落于，带负电的a颗粒由于绝缘性，其所带负电不容易传给滚筒C，在滚筒C的静电吸引力作用下，附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动，最后由刮板将其刮入E盘中，AB错误。 D．对调G、C间的极性，原理不变，两颗粒均带正电，导电性好的b颗粒还是落在F盘中，绝缘性好的a颗粒被刮入E盘中，分离器仍能正常工作，D正确。 故选CD。 28．（23-24高二上·北京西城·期中）为了研究空腔导体内外表面的电荷分布情况，取两个验电器A和B，在B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的金属小球，如图所示。实验前他们都不带电，实验时首先将带正电的玻璃棒（图中未画出）与C接触使C带电。以下说法正确的是（　　） A．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则B的箔片会带电 B．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则B的箔片不会带电 C．使D接触C的内表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 D．使D接触C的外表面，然后接触A，操作若干次，观察到A的箔片张角变大 【答案】AD 【详解】A．若将带正电的玻璃棒接触C内表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故A正确； B．若将带正电的玻璃棒接触C外表面，则C以及与C连接的B的箔片都带正电，故B错误； C．C带电，但电荷分布在外表面，若使D接触C的内表面，D不带电；然后接触A，A不能带电；可知操作若干次，观察到A的箔片张角不变，故C错误； D．C带电，但电荷分布在外表面，若使D接触C的外表面，D带电；然后接触A，则A带电，可知操作若干次，观察到A的箔片张角变大，故D正确。 故选AD。 29．（23-24高二上·新疆伊犁·阶段练习）如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，下列说法正确的是（　　） A．验电器的箔片不张开 B．金属网罩内部空间存在向右的匀强电场 C．金属网罩上的感应电荷在金属网罩内部空间产生的电场方向为水平向左 D．金属网罩内外表面都存在感应电荷 【答案】AC 【详解】A．因为在金属内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属网罩内部的电场，以保证平衡，从而金属网罩上电荷重新分布。就是所谓“静电屏蔽”的原理。此时验电器不会受到影响，故验电器的箔片不张开，故A正确； B．金属网罩内部空间合场强为零，不存在电场，故B错误； C．金属网罩上的感应电荷会在网罩内部空间产生一个与外加电场相反的电场，即水平向左，故C正确； D．金属网罩内表面不存在感应电荷，感应电荷分布在外表面，故D错误。 故选AC。 30．（23-24高二上·北京怀柔·阶段练习）在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。以下分析正确的（　　）    A．因为静电平衡的导体，尖端电荷更密集，所以锯条附近电场强度最大 B．空气被电离后形成的自由电子吸附到烟尘上，使烟尘带正电 C．烟尘受到静电力的作用，最终运动到接正极的金属片上 D．烟尘受到静电力的作用，最终运动到接负极的金属片上 【答案】AC 【详解】A．因为静电平衡的导体，尖端电荷更密集，所以锯条附近电场强度最大，A正确； B．空气被电离后形成的自由电子吸附到烟尘上，使烟尘带负电，B错误； CD．带负电的烟尘受到静电力的作用，最终运动到接正极的金属片上，C正确，D错误。 故选AC。 31．（23-24高二上·广东深圳·阶段练习）如图所示，不带电的金属棒AB长为L，O为AB的中点，在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷，C与AB在一条直线上，如图所示，设无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　）    A．金属棒上A点的电势高于B点的电势 B．O点的电场强度为零，电势也为零 C．金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为 D．若将A端接地，金属棒将带上负电荷 【答案】CD 【详解】A．金属棒达到静电平衡，整个金属棒是一个等势体，则金属棒上A点的电势等于B点的电势，故A错误； B．金属棒达到静电平衡，棒内各点的场强为零，则O点的电场强度为0，但电势不为零，故B错误； C．金属棒内各点的场强为零，棒上感应电荷在棒内中点O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，则感应电荷在O点产生的电场强度大小为 故C正确； D．若将A端接地，大地上的电子跑到金属棒将正电荷中和，所以金属棒将带上负电荷，故D正确。 故选CD。 32．（23-24高二上·全国·课时练习）如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属导体，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电。则以下说法中正确的是（　　）    A．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等 B．若A不动，将B沿图中aa′分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关 C．若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化 D．若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变 【答案】AD 【详解】A．A中的电荷产生电场，导体在产生的电场中发生静电感应，使B的左端出现负电荷右端出现正电荷，由于B原来不带电由电荷守恒定律可知，B左右两端所带电荷量大小相等，故A正确； B．若A不动，将B沿图中aa'分开，根据电荷守恒定律，则两边的电荷量相等，电性相反，与如何分无关，故B错误； C．A向B逐渐靠近过程中，B的左右部分异种电荷数量总是同步变化，但不连续变化，这是由于任何带电体的电荷量都不是连续的，只能是元电荷（）的整数倍，故C错误； D．A、B间接触后，B中部分电子转移到A上这就发生了接触起电现象，虽然A的电荷减少，由电荷守恒定律可知，A、B的总电荷量保持不变，故D正确。 故选AD。 三、解答题 33．（24-25高二上·全国·课堂例题）根据图片回答下列问题： （1）如图甲所示，导体中的电子为什么向左运动？ （2）如图乙所示，导体内部的净电荷为什么少了？E′是什么？ （3）根据图丙可知导体内部的合场强为多少？实质是什么？ 【答案】（1）导体内部带负电的电子在静电力作用下向左运动；（2）见解析；（3），实质为静电平衡 【详解】（1）自由电子带负电，受力与外部电场强度方向相反，即导体内部带负电的电子在静电力作用下向左运动。 （2）导体表面AB和表面CD的感应电荷在导体内部产生一个水平向左的电场，随着自由电子的定向移动，越来越大，电荷受到、的共同作用，这两个电场强度方向相反，使得合场强越来越小，自由电子受到的力越来越小，能向左运动的自由电子越来越少。 （3）当大小等于时，导体内的合场强，使得导体内部场强处处为零，自由电子便不能再向左做定向移动，达到静电平衡状态。 34．（23-24高一下·浙江杭州·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。 35．（22-23高二上·北京海淀·期中）如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 【答案】（1）0；（2），沿AB连线向右 【详解】（1）空心金属球处于静电平衡状态，所以其球心O点的场强为0； （2）两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为 方向向左，根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为 方向向右。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$