9.4静电的防止与利用 导学案 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第九章 静电场及其应用 第4节 静电的防止与利用（解析版） 学习目标 1．理解静电平衡的产生过程，知道静电平衡的导体内部的电场为0 2．知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因 3．了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理 课堂学习 一 静电平衡 1.现将一个不带电的金属块放入一个电场强度为E的匀强电场中 （1）在电场力的作用下，金属块中的正负电荷如何移动？ 如图甲所示，电子受到的水平向左的电场力，所以电子会向左边移动，但是正电荷不会移动，所以负电荷会聚集在AB边上，正电荷聚集上CD边上。 （2） 请问感应出来的正负电荷会不会形成电场，如果形成，最终的场强是多大呢？ 如图乙所示，当正负电荷分别聚集在CD边和AB边之后，感应电荷会形成一个电场，电场方向水平向右。 （3） 如果形成，最终的场强是多大呢？ 最终感应电荷产生的电场E’=E，这两个电场叠加是的导体内部的场强为0，如图丙所示，这个现象叫做静电平衡。 （4） 当金属导体在电场中达到静电平衡的时候，导体内部的场强一定为0吗？为什么？ 是的，当金属导体在电场中达到静电平衡的时候，导体内部场强一定为0。因为只要电场不为0，电子在电场的作用下会发生定向移动，最后调节为内部场强为0。 【知识梳理】 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． 二 尖端放电 【知识梳理】 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。 三 静电屏蔽 【课堂探究】 1.不带电带空腔的导体快放入电场中 （1）导体内的电荷会如何分布？ 电荷分布在导体的外表面，导体的内表面没有电荷，这里可以使用反证法，如果内表面有电荷都会在外电场的作用下聚集在外表面。 （2）则空腔内部的电场强度为多少？ 当达到静电平衡时，金属内腔的场强为0，也就是无论外来电场如何变化，空腔内部都无电场，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。 2.用一个带正电的金属小球接近验电器 （1） 金属箔是否张开？ 由于感应起电，金属箔张开。 （2） 如果在验电器外套上一个金属罩，金属箔是否张开？ 套上一个金属罩之后，发生了静电屏蔽，故金属箔闭合。 （3） 如果在带电小球上套上一个金属罩，金属箔是否张开？ 在带正电小球的作用下，金属罩的内部聚集负电荷，外电荷聚集正电荷，仍会对验电器产生影响，故金属箔仍然会张开。 （4）如果在带电小球上套上一个金属罩并把外表壳接地，金属箔是否张开？ 在带正电小球的作用下，金属罩的内部聚集负电荷，外电荷聚集正电荷，但由于外表壳接地，故外表格不带电，故金属箔仍然会闭合。 【知识梳理】 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。 3．静电屏蔽的两种情况 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部 图示 实现过程 因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷产生的电场在空腔内的合电场强度为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用 当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用 最终结论 导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响 本质 静电感应与静电平衡，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体 四 静电吸附 【知识梳理】 1．静电吸附：在电场中，带电粒子在静电力作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。 2．静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。 3．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，并沉积在工件表面。 4．静电复印：复印机应用了静电吸附的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，无光照时，OPC是绝缘体，受光照时变成导体。 典型例题 考点一：静电平衡 （23-24高一下·宁夏银川·期末）如图所示，B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳，A是验电器，A、B相距较远，导线C的一端接验电器的金属球，下列现象正确的是（　　）例1 A．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔片张开 B．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔片闭合 C．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔片不张开 D．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔片不张开 【答案】A 【知识点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 【详解】假设B带正电，则正电荷分布在球壳的外表面上，不管C接B的外壳还是内表面，验电器的金属球、导电杆和金箔通过导线C与B就构成一个整体，依静电平衡状态带电体电荷只分布在外表面上，由于验电器在B的外部，也就成了这个整体的外表面的一部分，因此验电器的金箔就带上了正电而张开。故A正确；BCD错误。 故选A。 （2023高二·全国·专题练习）如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（　　）例2    A．A点的电场强度小于B点的电场强度 B．B点的电场强度小于C点的电场强度 C．由于静电屏蔽，C点的电场强度等于 D．由于静电感应，球壳内表面感应出电荷 【答案】C 【知识点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 【详解】ABC．A点处于点电荷的电场中，所以A点的电场强度不等于零；金属空心导体放在点电荷的电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以B、C两点的电场强度都为零，则 EA＞EB=EC 故AB错误，C正确； D．处于静电平衡的导体的电势处处相等，其内表面不带电，故D错误。 故选C。 （24-25高二上·广东深圳·期末）一个半径为，不带电的金属球放置在绝缘支架上，球心位置为O。带电量为的点电荷放置在与球心的距离为的位置，如图所示。此时金属球表面产生了感应电荷，下列说法正确的是（    ）变2-1 A．O点的电势为零 B．小球中的感应电荷总量等于 C．感应电荷在O点产生的电场强度的大小为 D．感应电荷在O点产生的电场强度的大小为 【答案】D 【知识点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 【详解】A．由于没有规定何处电势为0，故无法确定O点电势，故A错误； B．静电感应导致金属球的电荷重新分布，总电量仍为零，故B错误； CD．导体球处于静电平衡时，点场强为0，即-Q的点电荷与感应电荷在O点产生的合场强为0，因此感应电荷在O点产生的电场强大小等于-Q的点电荷在O点产生的电场强度的大小，而-Q的点电荷在O点产生的电场强度的大小为 故C错误，D正确。 故选D。 （22-23高一下·江苏常州·期末）如图所示是一个金属杆，原来不带电．现在沿着杆的轴线方向放置一个点电荷Q.金属杆达到静电平衡状态，杆上感应电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比（    ）变2-2    A．Ea>Eb>Ec B．Ea<Eb<Ec C．Ea<Eb=Ec D．Ea=Eb>Ec 【答案】B 【知识点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 【详解】处于静电平衡状态的导体，内部的合场强处处为零。感应电荷在导体内某点的场强的大小应等于点电荷在这一点产生的场强的大小，方向应相反。显然点电荷Q在a、b、c三点产生的场强，是c点最大，a点最小，所以感应电荷的电场也是在c点场强最大，a点最小。 故选B。 考点二：尖端放电 （23-24高一下·山东淄博·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（    ）例3 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 【知识点】导体上电荷的分布、尖端放电、金属外壳屏蔽外电场 【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 （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（　　）变3-1 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 【知识点】导体上电荷的分布、尖端放电 【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。 考点三：静电屏蔽 （2024·浙江嘉兴·一模）如图所示，人站在圆形金属笼内，与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时，导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花，但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中，此时笼内、外电场线分布可能正确的是（　　）例4 A．B．C．D． 【答案】C 【知识点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 【详解】根据静电屏蔽的特点可知，金属笼内电场强度为零，金属笼左侧外表面感应出负电荷，右侧外表面感应出正电荷，金属笼为等势体，电场线与金属笼表面垂直。 故选C。 （23-24高一下·江苏南通·期中）如图所示，穿戴屏蔽服的电力工作人员在几百万伏的高压电线上进行带电作业，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装，下列说法正确的是（　　）例5 A．金属材料编织成的布不易被拉破 B．屏蔽服也可以用绝缘材料替代金属材料制作 C．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电势为零 D．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电场强度为零 【答案】D 【知识点】静电的利用和防止、导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律、比较静电平衡后不同位置电势的高低 【详解】A．金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装不易被拉破，A错误； B．金属材料编织成的布在工作人员的外部形成静电屏蔽，避免工作人员受外界高压电场的伤害，屏蔽服不可以用绝缘材料替代金属材料制作，B错误； CD．金属材料形成了一个等势体，内部电场为0，电势是相对零电势而言的，工作人员所在空间电势无法确定。C错误，D正确。 故选D。 在具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，图中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是（ ）例6 A．B．C． D． 【答案】D 【知识点】导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 【详解】把正电荷放在金属球壳内部，由于静电感应的作用，在球壳的内壁会感应出负电荷，在球壳的外壁会感应出正电荷，所以在金属球壳的壳壁之间，由于正电荷的电场和感应电场的共同的作用，在金属球壳的壳壁之间的电场强度为零，所以在金属球壳的壳壁之间没有电场线，对于球壳外部的电场分布情况不会受到影响。 故选D。 （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（　　）例7 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 【知识点】导体上电荷的分布、尖端放电、金属外壳屏蔽外电场 【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。 （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（　　）变7-1 A． B． C． D． 【答案】B 【知识点】金属外壳屏蔽外电场、金属壳内部电荷的电场被屏蔽 【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。 （24-25高三上·北京·期中）如图所示，绝缘金属球壳的空腔M内、外各有一小球N和Q，下列说法不正确的是（    ）变7-2 A．若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，Q上无感应电荷 B．若Q、M不带电，M接地，则N带电时，Q上无感应电荷 C．若Q、N不带电，M不接地，则Q带电时，N上无感应电荷 D．若Q、N不带电，M接地，则Q带电时，N上无感应电荷 【答案】C 【知识点】金属外壳屏蔽外电场、金属壳内部电荷的电场被屏蔽 【详解】A B．若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，由于静电屏蔽，Q上无感应电荷；若M接地，M与大地组成一个大导体，靠近N的一端和大地将出现感应电荷，Q上无感应电荷，故A、B正确； C D．若Q、N不带电，M不接地，则Q带电时，Q产生的电场会影响N，N上有感应电荷；若M接地，Q产生的电场不会影响N，N上无感应电荷，故C错误，D正确。 故选C。 （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（       ）变7-3 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 【知识点】金属壳内部电荷的电场被屏蔽 【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。 考点四：静电吸附 （多选）（21-22高一下·湖北·期中）如图为静电除尘器除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是（　　）例8 A．到达集尘极的尘埃带正电荷 B．电场方向由放电极指向集尘极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反 D．尘埃向集尘极迁移过程中受到的电场力越来越小 【答案】CD 【知识点】电场的概念 【详解】A．到达集尘极的尘埃带负电荷，故A错误； B．集尘极与电源正极相连，电场方向由集尘极指向放电极，故B错误； C．带电尘埃带负电荷，所受电场力的方向与电场方向相反，故C正确； D．由图像可知，除尘器内电场在水平面上的分布类似于负电荷电场，尘埃向集尘极迁移过程中场强越来越小，受到的电场力越来越小，故D正确。 故选CD。 （多选）（2023·山东济南·二模）如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源正极，集尘极a、c、e接电源负极（接地）。以下说法正确的是（    ）变8-1 A．通过过滤网后空气中的尘埃带正电 B．两个电极之间的电场方向竖直向下 C．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 D．尘埃被吸附到集尘极的过程中所受电场力做负功 【答案】AC 【知识点】静电的利用和防止 【详解】A．尘埃经过过滤网后被负极吸引，所以尘埃带正电，故A正确； B．电场线从正极板指向负极板，d是正极板，c是负极板，所以电场线方向由d指向c，方向向上，故B错误； C．尘埃带正电，尘埃在被吸附到集尘极e的过程中，电场力做正功，尘埃动能增大，故C正确； D．尘埃带正电，受力方向与电场线方向相同，故吸附到集尘极的过程中，电场力做正功，故D错误。 故选AC。 （24-25高二上·浙江台州·期末）如图所示，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，锯条接电源负极，金属片接正极。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。当摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又出现烟雾缭绕。下列说法正确的是（　　）变8-2 A．室内的空气湿度越大，实验效果越好 B．起电机摇动时，塑料瓶内存在的是匀强电场 C．起电机摇动前，烟尘颗粒带上电荷才能做成功 D．带电的烟雾颗粒向着金属片运动时，电势能减少 【答案】D 【知识点】静电的利用和防止 【详解】A．潮湿的空气易于导电，则起电机产生的静电不容易在铁锯条和金属片上积累，则该实验不易成功，故A错误； B．起电机摇动时，锯条处聚集的电荷最密集，塑料瓶内存在的是非匀强电场，故B错误； C．锯条和金属片间的电场让空气电离，电离出的电子让烟尘颗粒带负电，不需要让烟尘颗粒先带上电荷才能做成功，故C错误； D．带电的烟雾颗粒向着金属片运动时，电场力做正功，电势能减少，故D正确。 故选D。 课后总结 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 静电场及其应用 第4节 静电的防止与利用（原卷版） 学习目标 1．理解静电平衡的产生过程，知道静电平衡的导体内部的电场为0 2．知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因 3．了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理 课堂学习 一 静电平衡 1.现将一个不带电的金属块放入一个电场强度为E的匀强电场中 （1） 在电场力的作用下，金属块中的正负电荷如何移动？ （2） 请问感应出来的正负电荷会不会形成电场，如果形成，最终的场强是多大呢？ （3） 如果形成，最终的场强是多大呢？ （4） 当金属导体在电场中达到静电平衡的时候，导体内部的场强一定为0吗？为什么？ 【知识梳理】 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． 二 尖端放电 【知识梳理】 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。 三 静电屏蔽 【课堂探究】 1.不带电带空腔的导体快放入电场中 （1）导体内的电荷会如何分布？ （2）则空腔内部的电场强度为多少？ 2.用一个带正电的金属小球接近验电器 （1） 金属箔是否张开？ （2） 如果在验电器外套上一个金属罩，金属箔是否张开？ （3） 如果在带电小球上套上一个金属罩，金属箔是否张开？ （4）如果在带电小球上套上一个金属罩并把外表壳接地，金属箔是否张开？ 【知识梳理】 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。 3．静电屏蔽的两种情况 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部 图示 实现过程 因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷产生的电场在空腔内的合电场强度为零，达到静电平衡状态，起到屏蔽外电场的作用 当空腔外部接地时，外表面的感应电荷因接地将传给地球，外部电场消失，起到屏蔽内电场的作用 最终结论 导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响 本质 静电感应与静电平衡，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体 四 静电吸附 【知识梳理】 1．静电吸附：在电场中，带电粒子在静电力作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。 2．静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。 3．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，并沉积在工件表面。 4．静电复印：复印机应用了静电吸附的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，无光照时，OPC是绝缘体，受光照时变成导体。 典型例题 考点一：静电平衡 （23-24高一下·宁夏银川·期末）如图所示，B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳，A是验电器，A、B相距较远，导线C的一端接验电器的金属球，下列现象正确的是（　　）例1 A．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔片张开 B．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔片闭合 C．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔片不张开 D．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔片不张开 （2023高二·全国·专题练习）如图所示，在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷。A、B、C三点分别位于球壳外部、球壳实体中和球壳空腔内。当球壳处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（　　）例2    A．A点的电场强度小于B点的电场强度 B．B点的电场强度小于C点的电场强度 C．由于静电屏蔽，C点的电场强度等于 D．由于静电感应，球壳内表面感应出电荷 （24-25高二上·广东深圳·期末）一个半径为，不带电的金属球放置在绝缘支架上，球心位置为O。带电量为的点电荷放置在与球心的距离为的位置，如图所示。此时金属球表面产生了感应电荷，下列说法正确的是（    ）变2-1 A．O点的电势为零 B．小球中的感应电荷总量等于 C．感应电荷在O点产生的电场强度的大小为 D．感应电荷在O点产生的电场强度的大小为 （22-23高一下·江苏常州·期末）如图所示是一个金属杆，原来不带电．现在沿着杆的轴线方向放置一个点电荷Q.金属杆达到静电平衡状态，杆上感应电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比（    ）变2-2    A．Ea>Eb>Ec B．Ea<Eb<Ec C．Ea<Eb=Ec D．Ea=Eb>Ec 考点二：尖端放电 （23-24高一下·山东淄博·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（    ）例3 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 （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（　　）变3-1 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 考点三：静电屏蔽 （2024·浙江嘉兴·一模）如图所示，人站在圆形金属笼内，与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时，导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花，但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中，此时笼内、外电场线分布可能正确的是（　　）例4 A．B．C．D． （23-24高一下·江苏南通·期中）如图所示，穿戴屏蔽服的电力工作人员在几百万伏的高压电线上进行带电作业，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装，下列说法正确的是（　　）例5 A．金属材料编织成的布不易被拉破 B．屏蔽服也可以用绝缘材料替代金属材料制作 C．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电势为零 D．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电场强度为零 在具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，图中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是（ ）例6 A．B．C． D． （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（　　）例7 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 （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（　　）变7-1 A． B． C． D． （24-25高三上·北京·期中）如图所示，绝缘金属球壳的空腔M内、外各有一小球N和Q，下列说法不正确的是（    ）变7-2 A．若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，Q上无感应电荷 B．若Q、M不带电，M接地，则N带电时，Q上无感应电荷 C．若Q、N不带电，M不接地，则Q带电时，N上无感应电荷 D．若Q、N不带电，M接地，则Q带电时，N上无感应电荷 （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（       ）变7-3 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 考点四：静电吸附 （多选）（21-22高一下·湖北·期中）如图为静电除尘器除尘机理的示意图，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是（　　）例8 A．到达集尘极的尘埃带正电荷 B．电场方向由放电极指向集尘极 C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反 D．尘埃向集尘极迁移过程中受到的电场力越来越小 （多选）（2023·山东济南·二模）如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源正极，集尘极a、c、e接电源负极（接地）。以下说法正确的是（    ）变8-1 A．通过过滤网后空气中的尘埃带正电 B．两个电极之间的电场方向竖直向下 C．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 D．尘埃被吸附到集尘极的过程中所受电场力做负功 （24-25高二上·浙江台州·期末）如图所示，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，锯条接电源负极，金属片接正极。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。当摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又出现烟雾缭绕。下列说法正确的是（　　）变8-2 A．室内的空气湿度越大，实验效果越好 B．起电机摇动时，塑料瓶内存在的是匀强电场 C．起电机摇动前，烟尘颗粒带上电荷才能做成功 D．带电的烟雾颗粒向着金属片运动时，电势能减少 课后总结 学科网（北京）股份有限公司 $$