9.4 静电的防止和利用-【无畏物理】2024-2025学年高二物理同步学案（人教版2019必修三）

高中物理 必修三 第九章 静电场及其应用 9.4　静电的防止和利用 静电平衡 知识点一 1． 静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象。 如图甲，把一不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中.由于静电感应，导体内的自由电子在静电力的作用下向电场线的反方向移动，使导体的一侧聚集负电荷，导体另一侧聚集等量的正电荷. 2．静电平衡状态：导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，其电场强度为E′(图乙).因与原来的电场方向相反，叠加的结果是使导体内部的电场逐渐减弱，直到导体内部各点的电场强度E=0为止(图丙)，导体内的自由电子不再发生定向移动.这时我们就说，导体达到了静电平衡状态. 3．导体内部电场强度特点：内部的电场强度处处为0。 4．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电场强度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′的合电场强度为零，E′＝－E。 3．处于静电平衡时的导体上的电荷分布特点 处于静电平衡的导体周围的电场分布情况 静电平衡的导体尖端电荷集中，电荷电场线密集。 注：净电荷不是静电荷，净电荷是指物体或物体局部存在不能被抵消的正电荷或负电荷。 尖端放电 知识点二 1．电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场强度很大，空气中的带电粒子剧烈运动，从而使空气分子被撞“散”而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。 2．尖端放电：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，带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷通过针尖放电，放出的电荷中和云层中的电荷，避免遭受雷击。 (2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑，减少电能的损失。 静电屏蔽 知识点三 1．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场处处为零，外电场对壳内不会产生影响。 2．静电屏蔽的应用 (1)把电学仪器放在封闭的金属壳里。 (2)手机数据线外层有一层金属屏蔽网 (3)野外三条输电线上方架设两条导线，与大地相连，把输电线屏蔽起来。 3.静电屏蔽的危害 航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船高速运动，与大气层摩擦产生高温，在飞船的周围形成一层等离子体，它对飞船产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断.对航天员来说，这是一个危险较大的时间段. 静电吸附 知识点四 1．静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极被收集起来。 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。广泛应用于汽车、家电外壳喷涂等。 3．静电复印的工作过程 (1)充电：通过电源使有机光导体鼓带上正电。 (2)曝光：利用光学系统将原稿上字迹的像成在有机光导体鼓上，有字迹的地方保留正电荷。 (3)显影：带负电的墨粉被吸附在字迹成像处，显示出墨粉组成的字迹。 (4)转印：带正电的转印电极使白纸带上正电，带正电的白纸与有机光导体鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸附在白纸上。 (5)放电：使有机光导体放电，除去表面的残余电荷。 4．静电吸附的危害 (1)吸附空气中的尘埃，给制药、合成纤维等工业生产带来危害； (2)对高精密、高灵敏度的电子设备影响很大，甚至会因放电击穿电子元件； (3)静电最大危害是放电火花会点燃某些易燃易爆物质，比如煤矿中静电火花会引起瓦斯爆炸。 静电平衡、静电屏蔽和尖端放电 考点一 【例1.1】(多选)关于静电感应和静电平衡，以下说法正确的是(　AD　) A．静电感应是由于导体内的自由电子受静电力作用的结果 B．导体内的自由电子都不运动称为静电平衡 C．处于静电平衡状态时，导体所占空间各处电场强度均为零 D．处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的“净”电荷 [解析：静电平衡是由于导体内的自由电子受静电力的作用而发生定向移动，最后达到稳定的状态，选项A正确；达到静电平衡后，自由电子不再定向移动，但是仍然做无规则的热运动，选项B错误；导体处于静电平衡时，电荷只分布在导体外表面上，导体内部没有多余的“净”电荷，选项D正确；导体处于静电平衡时，导体内部的电场强度为零，但导体表面的电场强度不为零，选项C错误。] 【例1.2】如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是(　D　) A．金属球将产生出正电荷 B．金属球左侧将出现负的净电荷 C．点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零 D．A的内部合电场强度处处为零 [解析：由于静电感应，金属球左侧带正电，右侧带负电，A、B错误；点电荷在球心产生的电场强度不为零，C错误；A的内部合电场强度处处为零，D正确。] 【练习1.1】如图所示，接地的空心金属球壳B右侧有一原来不带电的枕形导体C，现将带正电的小球A，置于空心金属球壳B的内部，则下列说法中正确的是(　D　) A．球壳B带负电，枕形导体C的左端带负电 B．球壳B带负电，枕形导体C的左端带正电 C．球壳B带负电，枕形导体C的左端不带电 D．球壳B不带电，枕形导体C的左端不带电 [解析：A置于球心后，球内部感应出负电荷，由于接地，球外部不带电，故枕形导体C的左端不带电，D正确。] 【练习1.2】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的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒内部产生的电场分布情况正确的是(　C　) A　　　　 B　　　　 C　　　　 D [解析：由于金属盒内部处于静电平衡状态，所以内部每点的合电场强度都为0，即金属盒内的感应电荷产生的电场的电场强度都与点电荷＋Q在那点产生的电场的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷＋Q的电场线重合，但方向相反，故选项C正确。] 【练习1.3】在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏蔽状态”，在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响。空腔导体内部可以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰。下列说法正确的是(　D　) A．电场是一种人为假设的物质，实际是不存在的 B．航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力 C．外电场在空腔导体的内部产生的场强为0，所以外电场被屏蔽 D．在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0 [解析：电场是看不见、摸不着，但是实际存在的，A错误；航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中物体间没有相互作用力，但仍存在重力，B错误；外电场在空腔导体的内部产生的场强，与感应电荷在内部的电场强度相互叠加后为0，C错误；由于静电屏蔽作用，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，所以导体内部的总电场强度为0，D正确。] 【例1.3】处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，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，下列说法正确的是(　C　) A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大 [解析：在铝板和缝被针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，而被吸附到铝板上，选项A错误；由于静电力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大，选项C正确，B错误；由于离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，选项D错误。] 【练习1.4】如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。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。先产生放电现象的是(　A　) A．A金属柱 B．B金属柱 C．A、B金属柱同时 D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱 [解析：根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知，A金属柱尖端电荷密集，容易发生尖端放电现象，A正确。] 【例1.4】如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，则(　D　) A．B的空腔内电场强度为零 B．B不带电 C．B的外表面带正电 D．B的内表面带负电 [解析：因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，则B的内表面带负电，D对，B、C错；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，所以空腔内电场强度不为零，A错。] 【例1.5】一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为(　B　) A． QA＝10－8 C，QB＝10－8 C B．QA＝2×10－8 C，QB＝0 C.．QA＝0，QB＝2×10－8 C D．QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8C [解析：A、B接触达到静电平衡后，净电荷只分布在A的外表面上，故B正确。] 【练习1.5】如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不跟球壁接触)，再将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B向C靠近，但不接触时(　B　) A．小球A往左偏离竖直方向，小球B往右偏离竖直方向 B．小球A的位置不变，小球B往右偏离竖直方向 C．小球A往左偏离竖直方向，小球B的位置不变 D．小球A和B的位置都不变 [解析：对A受力分析：由于静电屏蔽，B球对球壳里面没有影响，A球受力情况不变，A球位置不变，A、C错；对B受力分析：球壳C不接地，A球对外界有影响，B球受到球壳的引力，B球向右偏离，B对，D错。] 【练习1.6】如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手接触一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则(　B　) A．A球带负电荷，B球带正电荷 B．A球带负电荷，B球不带电 C．A、B两球都带负电荷 D．A、B两球都带正电荷 [解析：首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，根据静电感应现象可知，A球内表面带负电荷，外表面带正电荷。用手接触A相当于把A接地，由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，此时A球对内起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部。用手接触B时，无电荷移动，B球不带电。当带正电荷的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以此时A球带负电荷。由上述可知B正确。] 【练习1.7】(多选)如图所示的静电实验(虚线框为金属网)能使左边验电器的金属箔张开的是(　AC　) ①　　　　　　　 ② ③　　　　　 　　 ④ A．金属球触碰右侧导体外部再触碰左侧验电器 B．金属球触碰右侧导体内部再触碰左侧验电器 C．用导线将左侧验电器与右侧导体内部连接起来 D．将右侧带正电的金属球靠近被金属网封闭的左侧验电器 [解析：净电荷分布在导体的外表面，选项A正确，B错误；选项C中两个验电器接触，左侧验电器金属箔应张开，选项D中左边的验电器处于金属网中，由于静电屏蔽，金属箔不会张开，选项C正确，D错误。] 静电的产生、应用和防止 考点二 【例2.1】(多选)静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是(　AC　) A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可以带正电，也可以带负电 [解析：静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷漆的目的，A正确；由题图知，待喷漆工件带正电，所以涂料微粒应带负电，C正确。] 【例2.2】(多选)静电除尘器除尘原理如图所示。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是 (　BD　) A．带电尘埃带正电荷 B．电场方向由收尘极指向电晕极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D．在同一位置，带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 [解析：由题图可知，电晕极为负极，收尘极为正极，带电尘埃必带负电，电场方向指向电晕极，带电尘埃受到的电场力方向与电场方向相反，故A、C错误，B正确；在同一位置上，电场强度大小相同，带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确。] 【练习2.1】如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是(　B　) A．Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En B．Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En C．P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En D．P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En [解析：管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生电子和正离子。电子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。所以金属管Q应接高压电源的正极，金属丝P接负极。构成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝，电场强度越强，故A、C、D错误，B正确。] 【练习2.2】在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套、一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。这是为了(　B　) A．杀菌消毒　　 B．消除静电 C．利用静电 D．防止漏电 [解析：在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，故选项B正确。] 【练习2.3】静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带负电粉尘的运动轨迹，P、Q为运动轨迹上的两点，下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是(　C　) A．FP＝FQ B．FP＞FQ C．FP＜FQ D．无法比较 [解析：Q处的电场线密，所以在Q点所受电场力大，选项C正确。] 课后巩固 1．【难度2】思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零。 (×) (2)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。 (×) (3)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。 (×) (4)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。 (√) 2.【难度2】(多选)对静电现象的认识，下列说法正确的是(　BCD　) A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，是为了增加衣服强度 B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象 C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用 D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害 [解析：高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝不是为了增加衣服的强度，而是为了起到一定的静电屏蔽作用，A错误；夜间高压线周围出现的绿色光晕，由于电压高，是一种微弱的尖端放电现象，B正确；三条高压输电线上方的两条接地导线，是防止雷电直接击到输电线上，起到静电屏蔽作用，这两条线一般与铁塔相连，将电流引入大地，C正确；油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害，D正确。] 3.【难度2.5】如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(　A　) A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零 C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零 D．a、b两点的电场强度都不为零 [解析：处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即Ea＝0；由于静电屏蔽，球内空腔的场强也为零，则Eb＝0，选项A正确。] 4.【难度2】(多选)下列措施中，属于防止静电危害的是(　ACD　) A．运送汽油的油罐车后有一条拖在地面上的铁链 B．轿车顶部有一根露在外面的天线 C．印染车间总保持适当的湿度 D．铺在房间的地毯中夹杂着0.05 mm的不锈钢丝导电纤维 [解析：油罐车后拖在地面上的铁链，可将车厢中由于摩擦等原因产生的静电及时导入大地，避免电荷越积越多，产生剧烈的高压放电，使油罐车起火爆炸，故A正确；轿车顶部的天线是用来接收无线电信号的，如果不露在外面而置于车内，则天线处于金属外壳包围中，无法接收或影响无线电信号的接收效果，故B错误；印染车间保持适当的湿度，可以将由于摩擦等原因产生的静电及时散失，避免影响印染质量，故C正确；地毯中夹杂导电纤维同样是为了及时导走由于摩擦等原因产生的静电，故D正确。] 5.【难度2.5】(多选)如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分别落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的是(　BC　) A．带正电的矿粉落在右侧 B．电场力对带正电的矿粉做正功 C．带负电的矿粉落在右侧 D．电场力对带负电的矿粉做负功 [解析：带正电的矿粉因受到水平向左的电场力作用向左偏转，电场力做正功，落在左侧，选项A错误，B正确；带负电的矿粉因受到水平向右的电场力作用向右偏转，电场力做正功，落在右侧，选项C正确，D错误。] 6.【难度3】复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的。复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。以下说法正确的是(　B　) (1)　　 　(2)　　 　(3)　　　　(4) A．步骤(1)中发生了静电感应现象 B．步骤(2)中发生了局部导电现象 C．步骤(3)中发生了静电平衡现象 D．步骤(4)中发生了静电屏蔽现象 [解析：在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；文件反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误。] 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高中物理 必修三 第九章 静电场及其应用 9.4　静电的防止和利用 静电平衡 知识点一 1． 静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象。 如图甲，把一不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中.由于静电感应，导体内的自由电子在静电力的作用下向电场线的反方向移动，使导体的一侧聚集负电荷，导体另一侧聚集等量的正电荷. 2．静电平衡状态：导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，其电场强度为E′(图乙).因与原来的电场方向相反，叠加的结果是使导体内部的电场逐渐减弱，直到导体内部各点的电场强度E=0为止(图丙)，导体内的自由电子不再发生定向移动.这时我们就说，导体达到了静电平衡状态. 3．导体内部电场强度特点：内部的电场强度处处为0。 4．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电场强度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′的合电场强度为零，E′＝－E。 3．处于静电平衡时的导体上的电荷分布特点 处于静电平衡的导体周围的电场分布情况 静电平衡的导体尖端电荷集中，电荷电场线密集。 注：净电荷不是静电荷，净电荷是指物体或物体局部存在不能被抵消的正电荷或负电荷。 尖端放电 知识点二 1．电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场强度很大，空气中的带电粒子剧烈运动，从而使空气分子被撞“散”而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。 2．尖端放电：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，带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷通过针尖放电，放出的电荷中和云层中的电荷，避免遭受雷击。 (2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑，减少电能的损失。 静电屏蔽 知识点三 1．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场处处为零，外电场对壳内不会产生影响。 2．静电屏蔽的应用 (1)把电学仪器放在封闭的金属壳里。 (2)手机数据线外层有一层金属屏蔽网 (3)野外三条输电线上方架设两条导线，与大地相连，把输电线屏蔽起来。 3.静电屏蔽的危害 航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船高速运动，与大气层摩擦产生高温，在飞船的周围形成一层等离子体，它对飞船产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与飞船的通信联系暂时中断.对航天员来说，这是一个危险较大的时间段. 静电吸附 知识点四 1．静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极被收集起来。 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。广泛应用于汽车、家电外壳喷涂等。 3．静电复印的工作过程 (1)充电：通过电源使有机光导体鼓带上正电。 (2)曝光：利用光学系统将原稿上字迹的像成在有机光导体鼓上，有字迹的地方保留正电荷。 (3)显影：带负电的墨粉被吸附在字迹成像处，显示出墨粉组成的字迹。 (4)转印：带正电的转印电极使白纸带上正电，带正电的白纸与有机光导体鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸附在白纸上。 (5)放电：使有机光导体放电，除去表面的残余电荷。 4．静电吸附的危害 (1)吸附空气中的尘埃，给制药、合成纤维等工业生产带来危害； (2)对高精密、高灵敏度的电子设备影响很大，甚至会因放电击穿电子元件； (3)静电最大危害是放电火花会点燃某些易燃易爆物质，比如煤矿中静电火花会引起瓦斯爆炸。 静电平衡、静电屏蔽和尖端放电 考点一 【例1.1】(多选)关于静电感应和静电平衡，以下说法正确的是(　 　) A．静电感应是由于导体内的自由电子受静电力作用的结果 B．导体内的自由电子都不运动称为静电平衡 C．处于静电平衡状态时，导体所占空间各处电场强度均为零 D．处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的“净”电荷 【例1.2】如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是( 　) A．金属球将产生出正电荷 B．金属球左侧将出现负的净电荷 C．点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零 D．A的内部合电场强度处处为零 【练习1.1】如图所示，接地的空心金属球壳B右侧有一原来不带电的枕形导体C，现将带正电的小球A，置于空心金属球壳B的内部，则下列说法中正确的是(　 　) A．球壳B带负电，枕形导体C的左端带负电 B．球壳B带负电，枕形导体C的左端带正电 C．球壳B带负电，枕形导体C的左端不带电 D．球壳B不带电，枕形导体C的左端不带电 【练习1.2】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的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒内部产生的电场分布情况正确的是(　 　) A　　　　 B　　　　 C　　　　 D 【练习1.3】在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏蔽状态”，在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响。空腔导体内部可以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰。下列说法正确的是(　 　) A．电场是一种人为假设的物质，实际是不存在的 B．航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力 C．外电场在空腔导体的内部产生的场强为0，所以外电场被屏蔽 D．在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0 【例1.3】处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，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，下列说法正确的是( 　) A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大 【练习1.4】如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。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。先产生放电现象的是(　 　) A．A金属柱 B．B金属柱 C．A、B金属柱同时 D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱 【例1.4】如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，则(　 　) A．B的空腔内电场强度为零 B．B不带电 C．B的外表面带正电 D．B的内表面带负电 【例1.5】一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为(　 　) A． QA＝10－8 C，QB＝10－8 C B．QA＝2×10－8 C，QB＝0 C.．QA＝0，QB＝2×10－8 C D．QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8C 【练习1.5】如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不跟球壁接触)，再将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B向C靠近，但不接触时(　 　) A．小球A往左偏离竖直方向，小球B往右偏离竖直方向 B．小球A的位置不变，小球B往右偏离竖直方向 C．小球A往左偏离竖直方向，小球B的位置不变 D．小球A和B的位置都不变 【练习1.6】如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手接触一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则(　 　) A．A球带负电荷，B球带正电荷 B．A球带负电荷，B球不带电 C．A、B两球都带负电荷 D．A、B两球都带正电荷 【练习1.7】(多选)如图所示的静电实验(虚线框为金属网)能使左边验电器的金属箔张开的是(　 　) ①　　　　　　　 ② ③　　　　　 　　 ④ A．金属球触碰右侧导体外部再触碰左侧验电器 B．金属球触碰右侧导体内部再触碰左侧验电器 C．用导线将左侧验电器与右侧导体内部连接起来 D．将右侧带正电的金属球靠近被金属网封闭的左侧验电器 静电的产生、应用和防止 考点二 【例2.1】(多选)静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是(　 　) A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可以带正电，也可以带负电 【例2.2】(多选)静电除尘器除尘原理如图所示。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向收尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是 (　 　) A．带电尘埃带正电荷 B．电场方向由收尘极指向电晕极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D．在同一位置，带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 【练习2.1】如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是(　 　) A．Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En B．Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En C．P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En D．P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En 【练习2.2】在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套、一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。这是为了(　 　) A．杀菌消毒　　 B．消除静电 C．利用静电 D．防止漏电 【练习2.3】静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带负电粉尘的运动轨迹，P、Q为运动轨迹上的两点，下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是(　 　) A．FP＝FQ B．FP＞FQ C．FP＜FQ D．无法比较 课后巩固 1．【难度2】思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零。 ( ) (2)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。 ( ) (3)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。 ( ) (4)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。 ( ) 2.【难度2】(多选)对静电现象的认识，下列说法正确的是(　 　) A．高压带电作业工人的衣服里的金属丝，是为了增加衣服强度 B．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是尖端放电现象 C．三条高压输电线上方的两条接地导线，起到静电屏蔽作用 D．油罐车车尾拖在地上的铁链，它的作用是避免静电造成的危害 3.【难度2.5】如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(　 　) A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零 C．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零 D．a、b两点的电场强度都不为零 4.【难度2】(多选)下列措施中，属于防止静电危害的是(　 　) A．运送汽油的油罐车后有一条拖在地面上的铁链 B．轿车顶部有一根露在外面的天线 C．印染车间总保持适当的湿度 D．铺在房间的地毯中夹杂着0.05 mm的不锈钢丝导电纤维 5.【难度2.5】(多选)如图所示是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分别落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的是(　 　) A．带正电的矿粉落在右侧 B．电场力对带正电的矿粉做正功 C．带负电的矿粉落在右侧 D．电场力对带负电的矿粉做负功 6.【难度3】复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的。复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。以下说法正确的是(　 　) (1)　　 　(2)　　 　(3)　　　　(4) A．步骤(1)中发生了静电感应现象 B．步骤(2)中发生了局部导电现象 C．步骤(3)中发生了静电平衡现象 D．步骤(4)中发生了静电屏蔽现象 1 学科网（北京）股份有限公司 $$