9.4 静电的防止与利用（专题训练）【六大题型】-2025-2026学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019必修第三册）

9.4 静电的防止与利用（专题训练）【六大题型】 【考点1 静电的利用和防止】 1 【考点2 导体上电荷的分布、尖端放电】 3 【考点3 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 5 【考点4 金属外壳屏蔽外电场】 8 【考点5 金属壳内部电荷的电场被屏蔽】 9 【考点6 静电屏蔽原理的应用】 10 【考点1 静电的利用和防止】 1．静电除尘原理是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，如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到收集器A上，下列选项正确的是（　　） A．收集器A吸附尘埃的原因是尘埃受到重力作用使之定向移动 B．收集器A吸附大量尘埃，是因为尘埃带负电 C．收集器A和电离器B之间形成匀强电场 D．尘埃靠近收集器A的过程中，加速度变大 2．熔喷布是口罩的中间过滤层（如图），是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　） A．尖端放电 B．静电屏蔽 C．静电吸附 D．静电平衡 3．如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置。铝板和缝被针分别与手摇起电机的正极、负极相连，转动手摇起电机，在铝板与缝被针间会产生强电场，从而使空气分子电离为电子和正离子，蚊香放出的烟雾尘埃吸收电子后会被铝板吸附，从而达到静电除尘目的。缝被针与铝板间形成的电场如图所示，假设烟尘颗粒在运动过程中带电量不变，关于烟尘颗粒被吸附过程，下列说法正确的是（　　） A．电势能逐渐增大 B．运动轨迹与电场线重合 C．离铝板越近，速度越小 D．离铝板越近，加速度越小 4．（多选）以下关于材料的说法中，正确的是（　　） A．金属、陶瓷等可以用来制作纳米材料 B．纳米是近几十年来人们发现的一种新物质 C．耐高温、耐腐蚀的工业陶瓷属于新型无机非金属材料 D．利用半导体材料可以制造具有单向导电性的晶体二极管 5．（多选）如图是某款空气净化器的工作原理图，负极针附近能生成大量负离子，使得流经负极针的尘埃带上负电后被格栅板吸附，下列说法正确是（    ） A．格栅板应接电源正极 B．负极针附近的电势比格栅板附近低 C．尘埃被吸附到格栅板上的过程中速度不变 D．尘埃被吸附到格栅板上的过程中电势能减少 6．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。 7．中国科技馆中有一个实验项目：实验员站在绝缘地板上，用手摸范德格拉夫起电机（VanderGraaffgenerator）的金属球，随着对地电压的升高，她的头发会竖起来（如图）！你知道这是为什么吗？ 【考点2 导体上电荷的分布、尖端放电】 8．在一次科学晚会上，某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连，如图甲。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。图乙为塑料瓶瓶内俯视图。起电机摇动过程中，下列说法正确的是（　　） A．塑料瓶内金属片附近电场强度最大 B．室内的空气湿度越大，实验效果越好 C．电子运动过程中遇到烟雾颗粒，使烟雾颗粒带正电 D．带电的烟雾颗粒向着金属片运动时，电势能减少 9．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中，正确的是（　　） A．打雷时，待在木屋里比待在汽车里要安全 B．为了防止静电危害，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成 C．家用煤气灶的点火装置是根据静电屏蔽的原理制成的 D．超高压带电作业的工人必须穿包含金属丝织物的工作服 10．如图所示，将一对不带电导体A、B用两绝缘柱支撑，A、B彼此接触。使一带正电的小球C靠近导体A，但不接触A，此后将导体A、B分开，再移走C。关于A、B所带电量、的大小关系，正确的是（ ） A． B． C． D．不确定 11．（多选）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。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。若锯条接电源负极，金属片接正极，下列说法正确的是（   ） A．起电机摇动时，塑料瓶内锯条附近电场强度最大 B．起电机摇动时，烟尘带负电 C．消失的烟尘最终运动到了锯条上 D．消失的烟尘是从瓶口和瓶底跑掉的 12．（多选）将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。下列判断正确的是（　　） A．沿虚线1切割时，A带正电，B带负电， B．沿虚线1切割时，A带正电，B带负电， C．沿虚线2切割时，A带正电，B带负电， D．沿虚线2切割时，A带负电，B带正电， 13．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 而奔向尖端。与尖端上的电荷 ，相当于导体从尖端 的现象。 尖端放电的应用与防止： （1）应用： 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 会减少电能的损失。 14．在一个导体尖端附近放一根点燃的蜡烛，当我们不断地给导体充电时，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏斜。应用尖端放电解释这一现象。 【考点3 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 15．如图所示，一块无限大，厚度为0.2m的金属板垂直电场线放在水平向右的匀强电场中，电场强度大小为，以板左侧点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴，取板右侧面为零势能面，点到板左侧的距离为0.2m，则轴上场强、电势分布图像正确的是（　　） A． B． C． D． 16．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（　　） A．B．C．D． 17．如图所示，不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球球心的距离为3r，达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷 B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零 C．若用导线连接球的左右两侧，球两侧都不带电 D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为 18．如图，一带正电的电荷量为的金属球静置于电子台秤上的绝缘泡沫上，此时电子台秤的示数为。接着，用尼龙线将一带负电的电荷量为的塑料球悬吊在金属球正上方，并缓慢地将其接近金属球，直到两者之间的距离为时，电子台秤的示数为m。两球均可视为点电荷，重力加速度为，金属球始终静止在电子台秤上。下列说法正确的是（　　） A．在两球接近的过程中，电子台秤的示数不断变大 B．在两球接近的过程中，尼龙线的拉力不断变小 C．电子台秤的示数为时，两球的距离 D．两球接触后，再把塑料球拉回金属球正上方处，则电子台秤的示数大于 19．（多选）如图所示，不带电的枕形导体水平放置，中心为O，c，d为导体的中心轴线上的点，e、f为导体表面上的点。现分别将电荷量为+q、-4q的点电荷a、b固定在导体的中心轴线上，它们到O的距离均为L。静电力常量为k，稳定后，下列判断正确的是（　　） A．导体外表面e点电势等于f点电势 B．感应电荷在O点的电场强度方向为由O指向d C．感应电荷在O点的电场强度大小为 D．拿走导体后，c点电场强度变弱，电势升高 20．（多选）内部带空腔的金属导体静置于匀强电场中，静电平衡时电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a点的电势高于b点的电势 B．a点的电场强度小于b点的电场强度 C．电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能 21．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为和，彼此相距。若在两点电荷连线中点处放一个半径为的金属球壳，静电力常量，则球壳上感应电荷在点处产生的电场强度大小为 。 22．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？ 【考点4 金属外壳屏蔽外电场】 23．如图所示，手机通过电磁波和基站，经过一系列的传输后，实现了甲、乙两手机之间的通信。某人边走边通话，当他进入电梯轿厢里面时，通话突然中断了，走出电梯又可以正常通话。对手机在电梯里面不能正常通话的原因，下列分析正确的是（　　） A．手机在电梯里面不能正常通话，说明电梯所在建筑物不在基站的服务范围内 B．基站发生故障，导致手机不能正常通话 C．刚好在电梯里面时，通话的对方挂断了手机，导致无法正常通话 D．电梯轿厢是金属制作的封闭空间，对电场有屏蔽作用，导致电磁波无法传播，手机不能正常通话 24．2023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 25．（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 26．如图所示的A、B、C、D四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是 组和 组（A、B两组实验中小球的手柄均为绝缘手柄，D组实验中虚线框表示金属网罩）。 【考点5 金属壳内部电荷的电场被屏蔽】 27．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（    ） 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 28．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，则下面关于验电器箔片的说法中正确的是（　　） A．箔片一定不张开 B．箔片一定张开 C．带电金属球电量足够大时才会张开 D．金属网罩感应带电产生的电场使箔片张开 29．（多选）如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，其原因是（    ） A．鸟的脚爪与金属架绝缘 B．起电机使笼带电，笼的电场强度不会很高 C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D．金属鸟笼起静电屏蔽的作用 【考点6 静电屏蔽原理的应用】 30．下列有关静电现象的应用中，与其他三个选项原理不同的是（　　） A．网络电缆外层包裹着厚厚的金属外衣 B．燃气灶中装有针状的电子点火装置 C．带电工作人员穿有金属丝的工作服 D．高压电线上方有两条金属线与大地相连 31．如图所示的四个静电应用中，其中两个应用原理相同的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 32．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ） A．箔片张开 B．箔片不张开 C．金属球所带电荷量足够大时才会张开 D．金属网罩内部电场强度为带电金属球产生的电场强度 33．（多选）静电在生活中有广泛的应用，对于下列图片说法，正确的是（　　） A．图甲，武当山金殿安装了避雷针后，“雷火炼殿”现象更加明显和频繁了 B．图乙，飞机机翼上有多条针一样的装置起到避雷针作用，防止飞机被雷击 C．图丙，维修高压线路的电工穿金属衣比绝缘衣更安全 D．图丁，高压输电线铁塔上最上面两条金属导线的主要作用是保护下面的高压线免遭雷击 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 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（专题训练）【六大题型】 【考点1 静电的利用和防止】 1 【考点2 导体上电荷的分布、尖端放电】 4 【考点3 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 8 【考点4 金属外壳屏蔽外电场】 13 【考点5 金属壳内部电荷的电场被屏蔽】 14 【考点6 静电屏蔽原理的应用】 15 【考点1 静电的利用和防止】 1．静电除尘原理是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，如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成，间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到收集器A上，下列选项正确的是（　　） A．收集器A吸附尘埃的原因是尘埃受到重力作用使之定向移动 B．收集器A吸附大量尘埃，是因为尘埃带负电 C．收集器A和电离器B之间形成匀强电场 D．尘埃靠近收集器A的过程中，加速度变大 【答案】B 【详解】A．收集器A吸附尘埃的原因是尘埃受到电场力作用使之定向移动，故A错误； B．静电除尘器中，高压电源通常在电离器B（线状）施加负高压，收集器A（板状）接地或带正电。强电场使气体分子电离，产生电子和负离子，这些负电荷与尘埃碰撞，使尘埃带负电。带负电的尘埃在静电力作用下被带正电的收集器A吸引，从而被吸附，故B正确； C．在静电除尘器中，电离器B是线状，收集器A是板状，这种结构导致电场强度不均匀：在线状B附近电场最强（有利于气体电离），而靠近板状A时电场减弱。因此，电场不是匀强的，故C错误； D．尘埃带负电，在从电离器B向收集器A移动过程中，电场强度E逐渐减小（因为线状电极附近电场强，板状电极附近电场弱）。因此，静电力F减小，加速度a也随之减小，而不是变大，故D错误。 故选B。 2．熔喷布是口罩的中间过滤层（如图），是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　） A．尖端放电 B．静电屏蔽 C．静电吸附 D．静电平衡 【答案】C 【详解】体积微小的病毒吸附在带有静电的超细纤维布上，属于静电吸附。 故选C。 3．如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置。铝板和缝被针分别与手摇起电机的正极、负极相连，转动手摇起电机，在铝板与缝被针间会产生强电场，从而使空气分子电离为电子和正离子，蚊香放出的烟雾尘埃吸收电子后会被铝板吸附，从而达到静电除尘目的。缝被针与铝板间形成的电场如图所示，假设烟尘颗粒在运动过程中带电量不变，关于烟尘颗粒被吸附过程，下列说法正确的是（　　） A．电势能逐渐增大 B．运动轨迹与电场线重合 C．离铝板越近，速度越小 D．离铝板越近，加速度越小 【答案】D 【详解】A．烟尘颗粒被吸附的过程中，电场力做功，电势能减小，A错误； B．烟尘颗粒受力大小和方向时刻改变，速度方向也不断变化，二者不在同一直线上，运动轨迹和电场线不可能重合，B错误； C．烟尘颗粒靠近铝板，电场力做功，动能增大，速度增大，C错误； D．由图可知，越靠近铝板，电场线越稀疏，电场强度越小，根据牛顿第二定律 可知，烟尘颗粒的加速度变小，D正确。 故选D。 4．（多选）以下关于材料的说法中，正确的是（　　） A．金属、陶瓷等可以用来制作纳米材料 B．纳米是近几十年来人们发现的一种新物质 C．耐高温、耐腐蚀的工业陶瓷属于新型无机非金属材料 D．利用半导体材料可以制造具有单向导电性的晶体二极管 【答案】ACD 【详解】A．金属是制备纳米材料最常用的原材料之一，故金属、陶瓷等可以用来制作纳米材料，A正确； B．纳米是长度单位，不是一种新物质，故B错误； C．耐高温、耐腐蚀的工业陶瓷属于新型无机非金属材料，故C正确； D．利用半导体材料可以制造具有单向导电性的晶体二极管，故D正确。 故选ACD。 5．（多选）如图是某款空气净化器的工作原理图，负极针附近能生成大量负离子，使得流经负极针的尘埃带上负电后被格栅板吸附，下列说法正确是（    ） A．格栅板应接电源正极 B．负极针附近的电势比格栅板附近低 C．尘埃被吸附到格栅板上的过程中速度不变 D．尘埃被吸附到格栅板上的过程中电势能减少 【答案】ABD 【详解】A．根据异种电荷相互吸引可知，格栅板接电源正极，A正确； B．格栅板带正电，负极针带负电，故格栅板附近的电势高于负极针附近的电势，B正确； CD．带负电的尘埃被吸附到格栅板的过程中，电场力做正功，尘埃的速度增大，电势能减小，C错误，D正确。 故选ABD。 6．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 【详解】[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。 7．中国科技馆中有一个实验项目：实验员站在绝缘地板上，用手摸范德格拉夫起电机（VanderGraaffgenerator）的金属球，随着对地电压的升高，她的头发会竖起来（如图）！你知道这是为什么吗？ 【答案】实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致 【详解】实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致。 【考点2 导体上电荷的分布、尖端放电】 8．在一次科学晚会上，某教师表演了一个“魔术”。在一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连，如图甲。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。图乙为塑料瓶瓶内俯视图。起电机摇动过程中，下列说法正确的是（　　） A．塑料瓶内金属片附近电场强度最大 B．室内的空气湿度越大，实验效果越好 C．电子运动过程中遇到烟雾颗粒，使烟雾颗粒带正电 D．带电的烟雾颗粒向着金属片运动时，电势能减少 【答案】D 【详解】A．由于锯条上尖端部分比较多，聚集的电荷最多，则电场强度最大，而不是塑料瓶内的金属片，故A错误； B．空气湿度越大，电荷越能够在潮湿的空气中得到更好的分散，因此静电的产生和积累减少，静电现象通常越少，所以B错误； C．气体被电离后，电子会吸附到烟雾上，使烟雾带负电荷，故C错误； D．带电的烟雾颗粒向着金属片运动时，电场力对带电的烟雾做正功，电势能减少，故D正确。 故选D。 9．从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法中，正确的是（　　） A．打雷时，待在木屋里比待在汽车里要安全 B．为了防止静电危害，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成 C．家用煤气灶的点火装置是根据静电屏蔽的原理制成的 D．超高压带电作业的工人必须穿包含金属丝织物的工作服 【答案】D 【详解】A．一辆金属车身的汽车也是最好的“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，打雷时，呆在汽车里更安全，故A错误； B．飞机轮胎用导电橡胶制成可以将飞机产生的静电迅速导走，不能用绝缘胶制成，故B错误； C．家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，故C错误； D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物，起到静电屏蔽作用，故D正确。 故选D。 10．如图所示，将一对不带电导体A、B用两绝缘柱支撑，A、B彼此接触。使一带正电的小球C靠近导体A，但不接触A，此后将导体A、B分开，再移走C。关于A、B所带电量、的大小关系，正确的是（　　） A． B． C． D．不确定 【答案】C 【详解】由于导体A、B原来不带电，带正电的小球C靠近导体A，由于静电感应，A带负电，B带正电，且电量大小相等，将导体A、B分开，再移走C，仍有 故选C。 11．（多选）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。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。若锯条接电源负极，金属片接正极，下列说法正确的是（   ） A．起电机摇动时，塑料瓶内锯条附近电场强度最大 B．起电机摇动时，烟尘带负电 C．消失的烟尘最终运动到了锯条上 D．消失的烟尘是从瓶口和瓶底跑掉的 【答案】AB 【详解】A．由尖端附近的电场线比较密集可知，在锯条附近的电场强度最大，故A正确； BCD．负离子在电场力作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，因此带负电烟尘，在电场力作用下，向金属片运动，最终被吸附到金属片上，故B正确，CD错误。 故选AB。 12．（多选）将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。下列判断正确的是（　　） A．沿虚线1切割时，A带正电，B带负电， B．沿虚线1切割时，A带正电，B带负电， C．沿虚线2切割时，A带正电，B带负电， D．沿虚线2切割时，A带负电，B带正电， 【答案】AC 【详解】将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体时，由于静电感应，导体内部的电子将向B端移动、聚集，使导体B端因电子的聚集而带上负电，同时因导体A端失去电子而带上正电，但由于导体起初不带电，则可知导体内部正负电荷相等，因此，在因静电感应电荷重新分布后，无论沿着虚线1切割还是沿着虚线2切割时，A、B两部分导体所带正负电荷量绝对值必然相等。 故选AC。 13．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 而奔向尖端。与尖端上的电荷 ，相当于导体从尖端 的现象。 尖端放电的应用与防止： （1）应用： 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 会减少电能的损失。 【答案】 吸引 中和 失去电荷 避雷针 光滑 【详解】[1][2][3]所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端。与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 [4]避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 [5]高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。 14．在一个导体尖端附近放一根点燃的蜡烛，当我们不断地给导体充电时，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏斜。应用尖端放电解释这一现象。 【答案】见详解 【详解】我们不断地给导体充电时，在导体尖端附近强电场的作用下，空气中残留的离子会发生激烈运动，在激烈运动的过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离。从而产生了大量新的离子，与尖端上电荷同号的离子受排斥而飞向远方，蜡烛火焰偏斜就是受到这种离子流形成的“电风”吹动的结果。 【考点3 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 15．如图所示，一块无限大，厚度为0.2m的金属板垂直电场线放在水平向右的匀强电场中，电场强度大小为，以板左侧点为坐标原点、水平向右为正方向建立轴，取板右侧面为零势能面，点到板左侧的距离为0.2m，则轴上场强、电势分布图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由静电屏蔽知识可知，金属板内的电场强度为0，因金属板是一个等势体，图像的斜率表示电场强度大小，则金属板左右两侧直线的斜率相同，即电场强度相同，且与轴交点的电势相等。 故选C。 16．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（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】处于电场中的金属导体由于静电感应内部场强处处为零，导体是等势体，导体表面是等势面，所以电场线与导体表面垂直。 故选C。 17．如图所示，不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球球心的距离为3r，达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷 B．点电荷Q在金属球内产生的电场的场强处处为零 C．若用导线连接球的左右两侧，球两侧都不带电 D．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为 【答案】D 【详解】A．金属球发生静电感应，靠近点电荷的一侧带异种电荷，远离的一侧带同种电荷，所以金属球的右侧感应出负电荷，左侧感应出正电荷，A错误； B．静电平衡的导体内部场强处处为零，所以是点电荷和感应电荷在金属球内产生的合场强为零，B错误； C．用导线连接球的左右两侧，由于静电感应现象，球依然左侧感应出正电荷，右侧感应出负电荷，C错误； D．静电平衡的导体内部场强处处为零，点电荷在球心处产生的场强大小为 所以感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小也为 方向与点电荷产生的场强方向相反，D正确。 故选D。 18．如图，一带正电的电荷量为的金属球静置于电子台秤上的绝缘泡沫上，此时电子台秤的示数为。接着，用尼龙线将一带负电的电荷量为的塑料球悬吊在金属球正上方，并缓慢地将其接近金属球，直到两者之间的距离为时，电子台秤的示数为m。两球均可视为点电荷，重力加速度为，金属球始终静止在电子台秤上。下列说法正确的是（　　） A．在两球接近的过程中，电子台秤的示数不断变大 B．在两球接近的过程中，尼龙线的拉力不断变小 C．电子台秤的示数为时，两球的距离 D．两球接触后，再把塑料球拉回金属球正上方处，则电子台秤的示数大于 【答案】D 【详解】AB．两球带异种电荷，会相互吸引，当缓慢靠近时，库仑力变大，故电子台秤读数变小，尼龙线拉力变大，故A错误，B错误； C．对金属球分析，由平衡关系可知， 解得 故C错误； D．两球接触后分开后必带等量同种电荷或不带电，两球会相互排斥或不受库仑力，故电子台秤的示数会大于，故D正确。 故选D。 19．（多选）如图所示，不带电的枕形导体水平放置，中心为O，c，d为导体的中心轴线上的点，e、f为导体表面上的点。现分别将电荷量为+q、-4q的点电荷a、b固定在导体的中心轴线上，它们到O的距离均为L。静电力常量为k，稳定后，下列判断正确的是（　　） A．导体外表面e点电势等于f点电势 B．感应电荷在O点的电场强度方向为由O指向d C．感应电荷在O点的电场强度大小为 D．拿走导体后，c点电场强度变弱，电势升高 【答案】AD 【详解】A．导体是等势体，表面为等势面，可知导体外表面e点电势等于f点电势，选项A正确； BC．因处于静电平衡时导体内部场强处处为零，即ab两点的电荷在O点的场强与感应电荷的场强等大反向，而ab两点的电荷在O点的场强为 方向向右，可知感应电荷在O点的电场强度方向向左，即为由O指向c，感应电荷在O点的电场强度大小为 选项BC错误； D．有导体时，因导体是等势体，则相当把ab间电荷间距缩短了导体长度的距离，所以a与导体间的电场线较密集，即c点的场强也较大，拿走导体后，相当把ab间电荷间距恢复了原来的长度，则c点电场线又变得稀疏，即电场强度变弱，根据可知，c点与a点电势差减小，则c点电势升高，选项D正确。 故选AD。 20．（多选）内部带空腔的金属导体静置于匀强电场中，静电平衡时电场线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a点的电势高于b点的电势 B．a点的电场强度小于b点的电场强度 C．电子在a点的电势能大于在b点的电势能 D．电子在a点的电势能小于在b点的电势能 【答案】AD 【详解】AB．处于静电平衡状态的金属导体为等势体，且沿电场方向电势逐渐降低可知，a点的电势高于b点的电势，a点的电场强度大于b点的电场强度，A错误，B正确； CD．根据，由于a点的电势高于b点的电势，且电子带负电，故电子在a点的电势能小于b点的电势能，C错误，D正确。 故选AD。 21．如图所示，点电荷A和B带电荷量分别为和，彼此相距。若在两点电荷连线中点处放一个半径为的金属球壳，静电力常量，则球壳上感应电荷在点处产生的电场强度大小为 。 【答案】 【详解】点电荷A在点的电场强度大小为 方向向右；点电荷B在点的电场强度大小为 方向向右；设感应电荷在点处产生的电场强度大小为，由静电平衡条件知 方向向左。 22．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。 【考点4 金属外壳屏蔽外电场】 23．如图所示，手机通过电磁波和基站，经过一系列的传输后，实现了甲、乙两手机之间的通信。某人边走边通话，当他进入电梯轿厢里面时，通话突然中断了，走出电梯又可以正常通话。对手机在电梯里面不能正常通话的原因，下列分析正确的是（　　） A．手机在电梯里面不能正常通话，说明电梯所在建筑物不在基站的服务范围内 B．基站发生故障，导致手机不能正常通话 C．刚好在电梯里面时，通话的对方挂断了手机，导致无法正常通话 D．电梯轿厢是金属制作的封闭空间，对电场有屏蔽作用，导致电磁波无法传播，手机不能正常通话 【答案】D 【详解】手机在电梯里面不能正常通话的原因是静电屏蔽，电梯轿厢是金属制作的封闭空间，对电场有屏蔽作用，导致电磁波无法传播，手机不能正常通话。 故选D。 24．2023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。 25．（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 【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。 26．如图所示的A、B、C、D四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是 组和 组（A、B两组实验中小球的手柄均为绝缘手柄，D组实验中虚线框表示金属网罩）。 【答案】 A C 【详解】[1][2]AB．处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故A能使验电器带电，B不能使验电器带电； C．将验电器与带电物体用导线连接，二者组成新的导体，导致电荷在新的导体表面重新分布，所以可以使验电器带电，故C能使验电器带电； D．由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金属箔是闭合的，D不能使验电器带电。 【考点5 金属壳内部电荷的电场被屏蔽】 27．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（    ） 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 【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。 28．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，则下面关于验电器箔片的说法中正确的是（　　） A．箔片一定不张开 B．箔片一定张开 C．带电金属球电量足够大时才会张开 D．金属网罩感应带电产生的电场使箔片张开 【答案】A 【详解】验电器被金属网屏蔽，使金属网内场强处处为0，所以无法感应起电。则箔片一定不张开。 故选A。 29．（多选）如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，其原因是（    ） A．鸟的脚爪与金属架绝缘 B．起电机使笼带电，笼的电场强度不会很高 C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面 D．金属鸟笼起静电屏蔽的作用 【答案】CD 【详解】起电机使金属鸟笼带电，金属鸟笼起静电屏蔽的作用，鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面且是等势体，所以站在金属架上的鸟安然无恙。 故选CD。 【考点6 静电屏蔽原理的应用】 30．下列有关静电现象的应用中，与其他三个选项原理不同的是（　　） A．网络电缆外层包裹着厚厚的金属外衣 B．燃气灶中装有针状的电子点火装置 C．带电工作人员穿有金属丝的工作服 D．高压电线上方有两条金属线与大地相连 【答案】B 【详解】A．网络电缆外层包裹着厚厚的金属外衣，这是应用静电屏蔽的原理来进行防止外界环境对网络信号的干扰； B．燃气灶中装有针状的电子点火装置，这是利用尖端放电的原理进行电子打火； C．带电工作人员穿有金属丝的工作服，这是利用静电屏蔽的原理来保护带电工作人员的安全； D．高压电线上方有两条金属线与大地相连，这样就可以形成一个稀疏的“网”，把高压线屏蔽起来，利用的是静电屏蔽的原理。 选项中A、C和D利用了静电屏蔽的原理，B选项是利用的尖端放电。 故选B。 31．如图所示的四个静电应用中，其中两个应用原理相同的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 【答案】B 【详解】甲：避雷针利用的是尖端放电的原理； 乙：用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电屏蔽作用，避免外界干扰； 丙：三条高压线上方两条接地导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击，是静电屏蔽作用： 丁：带电金属球靠近静电计金属片张开是静电感应；故乙和丙原理相同。 故选B。 32．如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则下列说法正确的是（ ） A．箔片张开 B．箔片不张开 C．金属球所带电荷量足够大时才会张开 D．金属网罩内部电场强度为带电金属球产生的电场强度 【答案】B 【详解】静电屏蔽是为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，由于金属网的静电屏蔽作用，箔片不张开，金属网罩内部电场强度为零。 故选B。 33．（多选）静电在生活中有广泛的应用，对于下列图片说法，正确的是（　　） A．图甲，武当山金殿安装了避雷针后，“雷火炼殿”现象更加明显和频繁了 B．图乙，飞机机翼上有多条针一样的装置起到避雷针作用，防止飞机被雷击 C．图丙，维修高压线路的电工穿金属衣比绝缘衣更安全 D．图丁，高压输电线铁塔上最上面两条金属导线的主要作用是保护下面的高压线免遭雷击 【答案】CD 【详解】A．图甲，武当山金殿安装了避雷针后，有效地避免了雷击，“雷火炼殿”现象不明显和减少了，故A错误； B．飞机在飞行时与大气摩擦在表面产生静电荷，使针一样的装置利用尖端放电的原理导走飞机表面的静电荷，故B错误； C．图丙，维修高压线路的电工穿金属衣起到静电屏蔽作用，能屏蔽高压线周围的电场，所以比绝缘衣更安全，故C正确； D．图丁，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D正确。 故选CD。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$