第9.7节 静电的防范与利用-2025-2026学年高二物理同步导学案（沪科版2020必修第三册）

第九章 静电场 9．7 静电的利用与防范 课程标准 1. 了解静电平衡状态下导体内部电荷、场强、电势的分布规律。 2. 了解静电的利用和防止。 物理素养 物理观念：了解静电平衡、静电屏蔽、尖端放电等物理概念。 科学思维：通过静电平衡间接计算感应电场的大小的变换思维。 科学探究：探究静电平衡下的导体中电荷分布和电势分布。 科学态度与责任：引导学生关心实际问题，把所学物理知识应用到实际中，培养应用意识。 一、静电平衡状态、导体上电荷的分布 1．静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生定向移动，称导体达到了静电平衡状态。 2．静电平衡状态下导体的特点： (1)内部电场强度处处为零（外部场强和感应场强叠加为0）； (2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直； (3)因为导体内部场强为0，表面场强与表面垂直，在导体内移动电荷电场力不做功。 也就是说，静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。 3．导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。如下图： 【思考判断】 (1)处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夹角。（ ） (2)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。（ ） 例1. 处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是（ ） A.导体内部无任何电场 B.外电场不能进入导体内部 C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零 D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零 二、静电防止 1．空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象。 2．尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。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。 3．静电的危害 静电在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开； 在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。 静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。 4．防止静电危害的主要方法 (1)尽量减少静电的产生，常用方法是增大空气的湿度。 (2)尽快把静电导走，常用办法是接地。 实例：地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷及时导走。 5．静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，叫作静电屏蔽。 应用实例：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。 【思考判断】 (1)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。（ ） (2)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。（ ） (3)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。（ ） 例2. 下列与静电屏蔽无关的是（ ） A.避雷针的顶端做得很尖细 B.用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙 C.超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成 D.电视闭路线芯外常包有一层金属网 三、静电利用 1．静电的应用 静电的应用十分广泛，如激光打印、静电喷漆、静电除尘、静电处理种子、静电处理水、静电放电产生臭氧、静电植绒、静电复印、喷墨打印、静电净化空气、静电选矿等。 2．静电吸附 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。这一原理在生产技术上被广泛应用。应用实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电植绒等。 例3. （多选）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，在静电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（ ） A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大 题型01 　通过静电平衡间接计算感应场强 【方法总结】：求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法 (1)先求出外电场场强E外的大小和方向。 (2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E合＝0。 (3)由E外＋E感＝0，求出感应电场E感的大小和方向。 例4.（23-24·进才中学高二上期中）长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒内部的电场强度为_________，棒上感应电荷在棒内中点P产生的场强大小等于__________。 例5. 在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r≪l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？ 题型02 静电屏蔽 【归纳总结】 静电屏蔽的两种情况 类别 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 场源电荷的电场与导体球壳表面感应电荷在空腔内的合场强为零，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 结论：空腔导体可以屏蔽外电场（是否接地无关），接地的空腔导体可以屏蔽内电场。 例6.（多选）如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是（ ） 题型03 雷电与避雷针 例7. 雷雨云产生电荷，底层带负电，顶层带正电。美国的富兰克林通过著名的风筝实验，证明了闪电和摩擦起电的火花电是相同的电气现象，为避免闪电造成损害，高大的建筑物都装有避雷针。 1． 建筑物的顶部由________（选填“感应起电”或“接触起电”）方式而带正电。避雷针利用________（选填“尖端放电”或“静电屏蔽”）原理是使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。 2． 在某次避雷放电前，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点，其中M、P是关于AB直线对称的两个点，下列说法正确是（ ） A．N点的电势比M点的电势高 B．M点的场强和P点的场强相同 C．将一个试探电荷＋q从M点移动到N点，电场力做正功 D．试探电荷-q在P点的电势能大于在N点的电势能 3． 当雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强度达到一定程度时、空气将被击穿、从而形成我们看到的闪电。在某次闪电中，云和大地间的电压为，则一个电子从云层运动到地面，其电势能变化量为________J；若闪电持续1秒、通过云层和大地间空气层的电荷量约为5000C，则此次闪电消耗的功率约为________kW。如果某户家庭每月平均消耗的电能为，那么，该闪电1秒释放的能量可供这户家庭使用________年。 1． 请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安全 B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D.打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险 2． 在医疗手术中，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，这样做是为了（ ） A.除菌消毒 B.消除静电 C.利用静电 D.防止漏电 3． 下列哪种做法不属于防止静电的危害（　） A. 印染厂房中保持潮湿 B. 油罐车的尾部有一铁链拖在地上 C. 家用照明电线外面用一层绝缘胶皮保护 D. 在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维 4． 静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是（ ） A.涂料微粒一定带正电 B.涂料微粒一定带负电 C.涂料微粒可能带正电，也可能带负电 D.喷嘴与工件之间的电场为匀强电场 5.一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则（ ） A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea＝Eb＝Ec 6． 在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是（ ） 7． 具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下列四幅图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是（ ） 8． 如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为（ ） A.Ea>Eb>Ec>Ed B.Ea>Ec＝Ed>Eb C.Ea>Ec>Ed>Eb D.Ea<Eb<Ec＝Ed 9．（多选）如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法正确的是（ ） A.B端的感应电荷越来越多 B.导体内电场强度越来越大 C.导体的感应电荷在M点产生的电场强度恒大于在N点产生的电场强度 D.导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等 10. 如图所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处依次有电荷量为＋Q和电荷量为－Q的两个点电荷，一个电荷量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中（ ） A.先减速运动，后加速运动 B.先加速运动，后减速运动 C.先减速运动，后加速运动，再减速运动 D.一直匀速运动 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 静电场 9．7 静电的利用与防范 课程标准 1. 了解静电平衡状态下导体内部电荷、场强、电势的分布规律。 2. 了解静电的利用和防止。 物理素养 物理观念：了解静电平衡、静电屏蔽、尖端放电等物理概念。 科学思维：通过静电平衡间接计算感应电场的大小的变换思维。 科学探究：探究静电平衡下的导体中电荷分布和电势分布。 科学态度与责任：引导学生关心实际问题，把所学物理知识应用到实际中，培养应用意识。 一、静电平衡状态、导体上电荷的分布 1．静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生定向移动，称导体达到了静电平衡状态。 2．静电平衡状态下导体的特点： (1)内部电场强度处处为零（外部场强和感应场强叠加为0）； (2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直； (3)因为导体内部场强为0，表面场强与表面垂直，在导体内移动电荷电场力不做功。 也就是说，静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。 3．导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。如下图： 【思考判断】 (1)处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夹角。（ ） (2)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。（ ） 【答案】(1) × (2) √ 例1. 处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是（ ） A.导体内部无任何电场 B.外电场不能进入导体内部 C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零 D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零 【答案】 D 【解析】 导体A在电荷q的电场中处于静电平衡状态时，在导体内部任意一点，感应电荷产生的附加电场的场强与电荷q产生的场强与大小相等，方向相反，此时导体的内部场强处处为0，电荷只分布在导体的外表面，且整个导体是一个等势体，故ABC错误，D正确。 二、静电防止 1．空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象。 2．尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。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。 3．静电的危害 静电在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开； 在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。 静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。 4．防止静电危害的主要方法 (1)尽量减少静电的产生，常用方法是增大空气的湿度。 (2)尽快把静电导走，常用办法是接地。 实例：地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷及时导走。 5．静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，叫作静电屏蔽。 应用实例：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。 【思考判断】 (1)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。（ ） (2)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。（ ） (3)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。（ ） 【答案】(1) × (2) × (3) √ 【解析】(1)避雷针上的感应电荷密集，电离空气，尖端放电，中和云中的电荷避免雷击，不仅仅是电荷导入，所以错误。 例2. 下列与静电屏蔽无关的是（ ） A.避雷针的顶端做得很尖细 B.用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙 C.超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成 D.电视闭路线芯外常包有一层金属网 【答案】 A 【解析】 避雷针是应用尖端放电的原理，其余三项均是利用了金属对内部的静电屏蔽作用。 三、静电利用 1．静电的应用 静电的应用十分广泛，如激光打印、静电喷漆、静电除尘、静电处理种子、静电处理水、静电放电产生臭氧、静电植绒、静电复印、喷墨打印、静电净化空气、静电选矿等。 2．静电吸附 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。这一原理在生产技术上被广泛应用。应用实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电植绒等。 例3. （多选）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，在静电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（ ） A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大 【答案】 BD 【解析】 电子吸附尘埃使尘埃带负电，受力方向与电场方向相反，选项A、C错误。 题型01 　通过静电平衡间接计算感应场强 【方法总结】：求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法 (1)先求出外电场场强E外的大小和方向。 (2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E合＝0。 (3)由E外＋E感＝0，求出感应电场E感的大小和方向。 例4.（23-24·进才中学高二上期中）长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒内部的电场强度为_________，棒上感应电荷在棒内中点P产生的场强大小等于__________。 【答案】 ①. 0 ②. 【详解】[1]当棒达到静电平衡后，棒内部的电场强度处处为0。 [2]棒上感应电荷在棒内中点P产生的场强大小为 例5. 在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r≪l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？ 【答案】　　方向向右 【解析】　根据电场的叠加和静电平衡，球心O处的合场强为0，即感应电荷的电场强度与A、B两点电荷在O处所产生的合场强等大、反向，即E感＝EA＋EB＝k＋k＝，A、B在O处产生的场强方向向左，所以E感向右。 题型02 静电屏蔽 【归纳总结】 静电屏蔽的两种情况 类别 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 场源电荷的电场与导体球壳表面感应电荷在空腔内的合场强为零，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 结论：空腔导体可以屏蔽外电场（是否接地无关），接地的空腔导体可以屏蔽内电场。 例6.（多选）如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是（ ） 【答案】 ABD 【解析】 图A中，由于金属壳发生静电感应，内部电场强度为零，金属壳起到屏蔽外电场作用，A正确； 图B中，金属壳同大地连为一体，同题图A一样，金属壳起到屏蔽外电场的作用，B正确； 图C中电荷会引起金属壳内、外表面带电，外表面电荷在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错误； 将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D正确。 题型03 雷电与避雷针 例7. 雷雨云产生电荷，底层带负电，顶层带正电。美国的富兰克林通过著名的风筝实验，证明了闪电和摩擦起电的火花电是相同的电气现象，为避免闪电造成损害，高大的建筑物都装有避雷针。 1． 建筑物的顶部由________（选填“感应起电”或“接触起电”）方式而带正电。避雷针利用________（选填“尖端放电”或“静电屏蔽”）原理是使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。 2． 在某次避雷放电前，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点，其中M、P是关于AB直线对称的两个点，下列说法正确是（ ） A．N点的电势比M点的电势高 B．M点的场强和P点的场强相同 C．将一个试探电荷＋q从M点移动到N点，电场力做正功 D．试探电荷-q在P点的电势能大于在N点的电势能 3． 当雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强度达到一定程度时、空气将被击穿、从而形成我们看到的闪电。在某次闪电中，云和大地间的电压为，则一个电子从云层运动到地面，其电势能变化量为________J；若闪电持续1秒、通过云层和大地间空气层的电荷量约为5000C，则此次闪电消耗的功率约为________kW。如果某户家庭每月平均消耗的电能为，那么，该闪电1秒释放的能量可供这户家庭使用________年。 【答案】1. ①. 感应起电 ②. 尖端放电 2. C 3. ①. ②. ③. 【解析】 1. [1][2]建筑物的顶部由感应起电方式而带正电。避雷针利用尖端放电原理是使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地，减少地面物受雷击的可能性。 2． A．沿着电场线电势逐渐降低，可知M点电势比N点的电势高。故A错误； B.电场方向沿，电场线的切线方向，则M、P两点的电场强度方向不同，故B错误； C.试探电荷＋q从M点移动到N点，电电场力方向与运动方向夹角为锐角，电场力做正功，故C正确； D.P点的电势大于在N点的电势，所以试探电荷-q在P点的电势能小于在N点的电势能，故D错误。 故选C。 3． [1][2][3]一个电子从云层运动到地面，电场力做功为 其电势能变化量 若闪电持续1秒，形成的电流为 闪电消耗的功率约为 闪电释放的电能为 某户家庭每月平均消耗的电能为 该闪电1秒释放的能量可供这户家庭使用的年数为 1． 请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安全 B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D.打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险 【答案】 B 【解析】 从事高压带电作业的电工穿含有金属丝织物的工作服能屏蔽外电场，选项A错误； 塑料油桶会因摩擦带电，塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，易产生火花导致爆炸，选项B正确； 小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误； 打雷时待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误。 2． 在医疗手术中，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，这样做是为了（ ） A.除菌消毒 B.消除静电 C.利用静电 D.防止漏电 【答案】 B 【解析】 医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走，B正确。 3． 下列哪种做法不属于防止静电的危害（　） A. 印染厂房中保持潮湿 B. 油罐车的尾部有一铁链拖在地上 C. 家用照明电线外面用一层绝缘胶皮保护 D. 在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维 【答案】C 【解析】A．印染厂房中保持潮湿，是防止产生的静电大量堆积从而引发火灾，故A项不符合题意； B．油罐车在运输过程中由于不断摩擦从而产生大量静电，通过油罐车的尾部拖在地上的铁链，及时将静电导走，可以有效防止静电的危害，故B项不符合题意； C．家用照明电线外的绝缘胶皮是为了防止漏电，并不是为了防止静电，故C项符合题意； D．在地毯中夹杂一些不锈钢丝纤维可以及时将产生的静电导走，故D项不符合题意。 4． 静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是（ ） A.涂料微粒一定带正电 B.涂料微粒一定带负电 C.涂料微粒可能带正电，也可能带负电 D.喷嘴与工件之间的电场为匀强电场 【答案】 A 【解析】ABC、静电喷涂工作时涂料微粒向带负电的被喷涂工件做加速运动，则受到工件的吸引力，所以涂料微粒一定带正电，故A正确，BC错误； D、电荷分布在被喷涂工件的表面，由于被喷涂工件的表面不是无穷大的平面，所以喷枪喷嘴与被喷涂工件之间形成的电场不可能是匀强电场。故D错误。故选A。 5．一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则（ ） A.Ea最大 B.Eb最大 C.Ec最大 D.Ea＝Eb＝Ec 【答案】 C 【解析】 处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零。 比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN在这三点的场强。 由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点的场强也最大。正确选项为C。 6． 在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是（ ） 【答案】 A 【解析】 由于金属圆盘处于静电平衡状态，金属圆盘内各点合场强为零，所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向。又因为点电荷的电场沿P点与点电荷的连线指向点电荷，所以感应电荷产生的电场方向沿P点与点电荷的连线向外。A正确。 7． 具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下列四幅图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是（ ） 【答案】 D 【解析】 球壳处于正电荷的电场中，达到静电平衡，球壳的内外表面之间的导体内部场强处处为零，故D选项正确。 8． 如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为（ ） A.Ea>Eb>Ec>Ed B.Ea>Ec＝Ed>Eb C.Ea>Ec>Ed>Eb D.Ea<Eb<Ec＝Ed 【答案】 C 【解析】 当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零。画出电场线的大致分布如图所示。 由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，C正确。 9．（多选）如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法正确的是（ ） A.B端的感应电荷越来越多 B.导体内电场强度越来越大 C.导体的感应电荷在M点产生的电场强度恒大于在N点产生的电场强度 D.导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等 【答案】 AC 【解析】 在AB向P带电小球移动的过程中，导体中自由电荷受到外电场的作用力变大，使自由电荷不断定向移动，故选项A正确；（极限思想，在无穷远处AB端无感应电荷，反过来移近过程中电荷增多。） 由于导体缓慢移动，所以移动过程中导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部电场强度应等于零，故选项B错误；要使导体内合电场强度等于零，感应电荷在M、N两端的电场强度应与带电小球P在M、N两端产生的电场强度大小相等、方向相反，由E＝k可知，选项C正确，D错误。 10. 如图所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处依次有电荷量为＋Q和电荷量为－Q的两个点电荷，一个电荷量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中（ ） A.先减速运动，后加速运动 B.先加速运动，后减速运动 C.先减速运动，后加速运动，再减速运动 D.一直匀速运动 【答案】 D 【解析】 因为铁板处于静电平衡状态，因此铁板表面附近的电场强度与铁板处处垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以速度v0做匀速运动。选项D正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$