9.4 静电的防止与利用 导学案-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

2025-2026学年高中物理同步专题教案课时练 课时9.4静电的防止与利用 （共12页） 目录 【链接高考】 1 【知识梳理】 2 【学习目标】 2 【要点梳理】 3 知识点一：静电平衡状态及其特点 3 知识点二：静电屏蔽及其应用和防护： 3 【考向分析】 4 考向一、对感应电荷产生的场的理解 4 考向二、静电感应及静电平衡状态 4 考向三、静电屏蔽 5 【解题速通】 5 【链接高考】 1．（2021·浙江·高考真题）如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（　　） A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波 C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度 2．（2025·江苏·模拟预测）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 【知识梳理】 【学习目标】 1、知道静电平衡状态，理解静电平衡状态下导体的特征； 2、了解静电屏蔽的意义和实际运用； 【要点梳理】 知识点一：静电平衡状态及其特点 1、静电平衡状态 要点诠释： 　　（1）静电平衡状态的定义：处于静电场中的导体，当导体内部的自由电荷不再发生定向移动时，我们说导体达到了静电平衡状态. （2）静电平衡状态出现的原因是：导体在外电场的作用下，两端出现感应电荷，感应电荷产生的电场和外电场共同的作用效果，使得导体内部的自由电荷不再定向移动.（导体内部自由电荷杂乱无章的热运动仍然存在着） 2、导体达到静电平衡的条件 要点诠释： （1）导体内部的场强处处为零. 导体内部的场强E是外电场E0和感应电荷产生的场E/的叠加，即E是E0 和E/ 的矢量和.当导体处于静电平衡状态时，必定有感应电荷的场与外电场大小相等、方向相反，即：E0 =－E/ . 　　　　　　　　 　　（2）处于静电平衡状态的导体，其表面上任何一点的电场强度方向与导体表面垂直,表面场强不一定为零. 如果导体表面的场强不与导体表面垂直，必定存在着一个切向分量，这个切向分量就会使得导体表面的自由电荷沿着表面切线方向运动，那么，导体所处的状态就不是平衡状态，与给定的平衡状态相矛盾，所以导体表面的场强方向一定与导体表面垂直. (3) 导体是一个等势体，导体表面构成一个等势面. 无论是在导体内部还是在导体的表面上或者是由导体的内部到表面上移动电荷，电场力都不做功，这就说明了导体上任何两处电势差为零，即整个导体处处等势. (4) 电荷只分布在导体的外表面，且“尖端”电荷密度大. 　　①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面； 　　②导体表面越尖锐的地方电荷密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷.■ 知识点二：静电屏蔽及其应用和防护： 要点诠释： （1）静电屏蔽： 将电学仪器用金属外壳或者金属网包围起来，以防止外电场对它的影响，金属网或者金属壳的这种作用就叫做静电屏蔽. （2）静电屏蔽的应用和防护： ①为防止外界电场的干扰：有些电子设备的外壳套有金属壳，通讯电缆的外层包有一层金属网来进行静电屏蔽. ②静电屏蔽也可能带来不利的影响：如航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温，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.对宇航员来说，这是一个危险较大的阶段. 【考向分析】 考向一、对感应电荷产生的场的理解 1、如图所示，在离点电荷Q为r处，有一个沿r方向放置的细金属棒，金属棒长度为L，A为棒的中心，当金属棒达到静电平衡时，导体内A点的电场强度为____，感应电荷在A点产生的电场强度为____. 考向二、静电感应及静电平衡状态 1．（2022·浙江·模拟预测）如图所示，将一金属空腔放在匀强电场中，稳定后，电场线如图分布。A为金属外一点，B为金属空腔内一个点。下列说法正确的是（　　） A．金属外表面的电场和金属外表面垂直 B．B点感应电场为零 C．A点电场强度等于B点的电场强度 D．正电荷在A点的电势能等于在B点的电势能 考向三、静电屏蔽 1．（2022·浙江湖州·一模）如图所示，某同学把一不带电的验电器用金属网罩起来，用带正电的金属小球靠近金属网但不与网接触，则（　　）    A．验电器箔片张开 B．验电器和金属网之间场强不为零 C．用一根导线连接金属网的P、Q两点，导线中有电流通过 D．拿走金属网，验电器铂片张开 2．（2017·上海金山·一模）金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度比B点的大 B．小球表面的电势比容器内表面的低 C．将检验电荷从A点移到B点，电场力做负功 D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力做的功相同 【解题速通】 1．法拉第笼是一个由金属制成的球形状笼子，与大地连通。当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端靠近笼体时，出现放电火花。如图所示，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。下列说法正确的是（　　） A．法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 B．法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 C．法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D．同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能 2．（2022·江苏南京·二模）下列四幅图对应的场景中，没有用到静电屏蔽原理的是（　　） A．三条高压输电线上方还架有与大地相连的两条导线 B．高频冶炼炉 C．穿戴含有金属织物的衣服工作 D．金属编织网包裹着导体线芯 3．（2023·西藏拉萨·一模）接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（　　） A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的小 C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度大于零 4．（2021·浙江台州·二模）下列生活情境中，利用静电屏蔽原理的是（　　） A．雷雨天,武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观 B．燃气灶上电子点火器的针头电极 C．超高压带电作业所穿衣服的织物中播入了金属丝 D．静电复印机 5．以下各种现象中不属于静电屏蔽的是（　　） A．避雷针 B．超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服 C．电子设备外套金属网罩 D．野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 6．（2022·浙江绍兴·模拟预测）日常生活中常常需要利用话筒和功率放大器将声音进行放大。如图所示为有线话筒线的内部结构，两根信号线外面包一层金属网起到的作用是（　　） A．感应起电 B．静电屏蔽 C．静电吸附 D．交流互感 7．（2023·广东茂名·模拟预测）静电除尘是利用高压静电实现除尘，原理如图所示。空气在高压电源产生的强电场作用下电离成正负离子并被粉尘吸附，粉尘（初速度不计）在电场力的作用下运动到金属丝A或者筒壁B上，从而达到净化空气的目的，在除尘过程中（　　） A．向金属丝A处运动的粉尘带负电 B．粉尘运动过程中电势能减小 C．粉尘做匀加速直线运动 D．带负电的粉尘运动过程中加速度增大 8．（2024·浙江·一模）科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”。魔术道具如图甲所示，手摇起电机旁有一个没有底的空塑料瓶，起电机两根放电杆分别与瓶内的锯条、金属片相连。瓶内俯视图如图乙所示。瓶内放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个塑料瓶内烟雾缭绕。转动手摇起电机手柄，瓶内烟雾很快消失；停止转动手柄，瓶内又恢复烟雾缭绕的状态。起电机工作时，下列说法正确的是（　　） A．烟尘颗粒在向某极运动过程中做匀加速运动 B．金属片与锯条间的场强方向由锯条指向金属片 C．烟尘颗粒因被电离而吸附在金属片上 D．烟尘颗粒运动过程中电势能减小 9．某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、M、N四点到P距离相等，则（    ） A．A、B两点电势相等 B．M、N两点电场强度相同 C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电势能增大 D．带电荷量均为的粉尘由P分别运动到A、B两点时，电场力所做的功 10．静电除尘烟囱，放电极附近的强电场使空气分子电离为正离子和电子，使尘埃颗粒带负电，被吸附到正极。图为一个尘埃颗粒的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A．尘埃颗粒的初速度可能为零 B．尘埃颗粒的动能一直增大 C．尘埃颗粒的加速度先减小后增大 D．尘埃颗粒的电势能先增大后减小 11．观察下列四个选项中的四幅图，请选出图中器件材料应用涉及的原理与其他三项不同的是（　　） A．高压输电线上方有两条导线 B．带电作业工人工作服织物中包含金属丝 C．话筒线用铝箔合金网包裹 D． 远距离输电铝绞线中心有钢芯 12．范德格拉夫起电机可为加速离子提供高电压，其结构示意图如图所示，大金属球壳由绝缘支柱支持着，球壳内壁接电刷F的左端，当带正电传送带（橡胶布做成）经过电刷F的近旁时，电刷F便将电荷传送给与它相接的导体球壳上，使球壳电势不断升高。关于这个起电机，以下说法正确的有（　　）    A．电刷F与传送带之间是摩擦起电 B．把电刷F放于金属球壳内部，主要是出于安全考虑 C．工作中，电刷F的右端感应出负电荷，但它的电势不断升高 D．传送带不运动，金属球壳上的电荷量也能不断增多 13．（2021·山东日照·一模）（多选）如图所示，为了研究静电屏蔽效果，某同学将可视为正点电荷的带电体置于封闭金属空腔的外部或内部，其中Q、N的金属空腔和大地相接，P、M的金属空腔与外界绝缘。规定大地的电势为零，下列关于各点场强和电势高低的说法，正确的是（　　） A．P金属空腔内的场强等于零，电势大于零 B．Q金属空腔内的场强等于零，电势大于零 C．M金属空腔内任一点场强不为零，电势大于零 D．N金属空腔内壁上任意一点的场强为零 14.（多选）下列有关电学知识的相关说法，正确的是（　　） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是为了导走加油枪上的静电 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，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，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 15.（2023·福建·一模）（多选）在没有安装信号发生器的电梯里面，手机没有信号显示，这是封闭的金属轿厢对电磁信号的屏蔽作用导致的。下列情景中利用了电磁屏蔽的是（    ） A．网线的线芯外常包有一层金属网 B．高楼大厦的顶端装有金属材质的尖塔 C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成 D．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 16．（2025·广东茂名·一模）（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 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025-2026学年高中物理同步专题教案课时练 课时9.4静电的防止与利用 （共19页） 目录 【链接高考】 1 【知识梳理】 3 【学习目标】 3 【要点梳理】 3 知识点一：静电平衡状态及其特点 3 知识点二：静电屏蔽及其应用和防护： 4 【考向分析】 5 考向一、对感应电荷产生的场的理解 5 考向二、静电感应及静电平衡状态 5 考向三、静电屏蔽 6 【解题速通】 7 【链接高考】 1．（2021·浙江·高考真题）如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（　　） A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波 C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度 【答案】C 【详解】在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭。 故选C。 2．（2025·江苏·模拟预测）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。 【知识梳理】 【学习目标】 1、知道静电平衡状态，理解静电平衡状态下导体的特征； 2、了解静电屏蔽的意义和实际运用； 【要点梳理】 知识点一：静电平衡状态及其特点 1、静电平衡状态 要点诠释： 　　（1）静电平衡状态的定义：处于静电场中的导体，当导体内部的自由电荷不再发生定向移动时，我们说导体达到了静电平衡状态. （2）静电平衡状态出现的原因是：导体在外电场的作用下，两端出现感应电荷，感应电荷产生的电场和外电场共同的作用效果，使得导体内部的自由电荷不再定向移动.（导体内部自由电荷杂乱无章的热运动仍然存在着） 2、导体达到静电平衡的条件 要点诠释： （1）导体内部的场强处处为零. 导体内部的场强E是外电场E0和感应电荷产生的场E/的叠加，即E是E0 和E/ 的矢量和.当导体处于静电平衡状态时，必定有感应电荷的场与外电场大小相等、方向相反，即：E0 =－E/ . 　　　　　　　　 　　（2）处于静电平衡状态的导体，其表面上任何一点的电场强度方向与导体表面垂直,表面场强不一定为零. 如果导体表面的场强不与导体表面垂直，必定存在着一个切向分量，这个切向分量就会使得导体表面的自由电荷沿着表面切线方向运动，那么，导体所处的状态就不是平衡状态，与给定的平衡状态相矛盾，所以导体表面的场强方向一定与导体表面垂直. (3) 导体是一个等势体，导体表面构成一个等势面. 无论是在导体内部还是在导体的表面上或者是由导体的内部到表面上移动电荷，电场力都不做功，这就说明了导体上任何两处电势差为零，即整个导体处处等势. (4) 电荷只分布在导体的外表面，且“尖端”电荷密度大. 　　①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面； 　　②导体表面越尖锐的地方电荷密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷.■ 知识点二：静电屏蔽及其应用和防护： 要点诠释： （1）静电屏蔽： 将电学仪器用金属外壳或者金属网包围起来，以防止外电场对它的影响，金属网或者金属壳的这种作用就叫做静电屏蔽. （2）静电屏蔽的应用和防护： ①为防止外界电场的干扰：有些电子设备的外壳套有金属壳，通讯电缆的外层包有一层金属网来进行静电屏蔽. ②静电屏蔽也可能带来不利的影响：如航天飞机、飞船返回地球大气层时，由于飞船与大气层的高速摩擦而产生高温，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.对宇航员来说，这是一个危险较大的阶段. 【考向分析】 考向一、对感应电荷产生的场的理解 1、如图所示，在离点电荷Q为r处，有一个沿r方向放置的细金属棒，金属棒长度为L，A为棒的中心，当金属棒达到静电平衡时，导体内A点的电场强度为____，感应电荷在A点产生的电场强度为____. 【答案】0；，方向向左.　　　　　　 【解析】导体内部的场强是由于外电场和感应电荷产生的电场叠加后变成0的.点电荷的电场属于外电场.根据点电荷的场强公式，，方向向右.则感应电荷在A点产生的电场强度与该点的外电场大小相等、方向相反，所以感应电荷在该点产生的电场大小为：，方向向左. 【点评】要理解导体处于电场中，导体内部既有外电场又有感应电荷的电场，在静电平衡状态时，感应电荷产生的电场与外电场大小相等、方向相反，互相抵消，合场强为零，是解决这类题的关键. 考向二、静电感应及静电平衡状态 1．（2022·浙江·模拟预测）如图所示，将一金属空腔放在匀强电场中，稳定后，电场线如图分布。A为金属外一点，B为金属空腔内一个点。下列说法正确的是（　　） A．金属外表面的电场和金属外表面垂直 B．B点感应电场为零 C．A点电场强度等于B点的电场强度 D．正电荷在A点的电势能等于在B点的电势能 【答案】A 【详解】A．金属空腔外表面电势相等，是一等势面，必定与电场垂直，故A正确； BC．由于静电屏蔽作用，空腔内部电场强度为0，则在B点，感应电场和匀强电场等大反向，A点电场强度一定大于B点的电场强度，故BC错误； D．沿电场线方向电势降低，而金属空腔又是一等势体，则A点电势大于B点电势，则正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能，故D错误。 故选A。 考向三、静电屏蔽 1．（2022·浙江湖州·一模）如图所示，某同学把一不带电的验电器用金属网罩起来，用带正电的金属小球靠近金属网但不与网接触，则（　　）    A．验电器箔片张开 B．验电器和金属网之间场强不为零 C．用一根导线连接金属网的P、Q两点，导线中有电流通过 D．拿走金属网，验电器铂片张开 【答案】D 【详解】不带电的验电器用金属网罩起来，金属网和金属网内的验电器处于静电屏蔽状态，验电器和金属网之间场强为零，带正电的金属小球靠近金属网时验电器箔片不张开，用一根导线连接金属网的P、Q两点，不会有电流通过，拿走金属网后，根据验电器铂片张开。 故选D。 D， 2．（2017·上海金山·一模）金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是（　　） A．A点的电场强度比B点的大 B．小球表面的电势比容器内表面的低 C．将检验电荷从A点移到B点，电场力做负功 D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力做的功相同 【答案】D 【分析】考查静电屏蔽。 【详解】A．依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故A错误； B．根据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误； C．因容器内表面为等势面，且电场线总垂直于等势面，因此将检验电荷从A点移到B点，电场力不做功，故C错误； D．因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D正确。 故选D。 【解题速通】 1．法拉第笼是一个由金属制成的球形状笼子，与大地连通。当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端靠近笼体时，出现放电火花。如图所示，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。下列说法正确的是（　　） A．法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 B．法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 C．法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D．同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能 【答案】B 【详解】A．法拉第笼上的感应电荷在笼体外表面上分布不均匀，离放电杆尖端越近和越远处电荷密度越大，A错误； B．处于静电平衡状态的导体是个等势体，又因为金属笼子与大地相通，所以笼子上及法拉第笼内部各点的电势均等于零，所以法拉第笼内部任意两点间的电势差为零，B正确； C．法拉第笼上的感应电荷与放电杆尖端上的电荷在笼内的合场强等于零，所以法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度不等于零，C错误； D．由于带电粒子和法拉第笼的电性未知，所以无法比较同一带电粒子在法拉第笼外的电势能与在法拉第笼内部的电势能的大小，D错误。 故选B。 2．（2022·江苏南京·二模）下列四幅图对应的场景中，没有用到静电屏蔽原理的是（　　） A．三条高压输电线上方还架有与大地相连的两条导线 B．高频冶炼炉 C．穿戴含有金属织物的衣服工作 D．金属编织网包裹着导体线芯 【答案】B 【详解】A．三条高压输电线上方架着的与大地相连的两条导线组成了一个稀疏的金属网，以减小被闪电击中的概率，利用了静电屏蔽原理，故A错误； B．高频冶炼炉利用了电磁感应原理，故B正确； C．工人穿戴含有金属织物的衣服工作，可以避免人触电，利用了静电屏蔽原理，故C错误； D．金属编织网包裹着导体线芯利用了静电屏蔽原理降低干扰，故D错误。 故选B。 3．（2023·西藏拉萨·一模）接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，空间电场线的分布如图所示，a、b为点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（　　） A．该点电荷带负电 B．a点的电场强度比b点的小 C．b点的电势小于零 D．导体球壳内的电场强度大于零 【答案】B 【详解】A．电场线由正电荷出发，可知点电荷带正电，A错误： B．电场线越密，场强越大，a点的电场强度比b点的小，B正确； C．因球壳接地，则球壳处的电势是零，沿电场线方向电势降低，则b点的电势大于零，C错误： D．由静电屏蔽知，导体球壳内的场强处处是零，D错误。 故选B。 4．（2021·浙江台州·二模）下列生活情境中，利用静电屏蔽原理的是（　　） A．雷雨天,武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观 B．燃气灶上电子点火器的针头电极 C．超高压带电作业所穿衣服的织物中播入了金属丝 D．静电复印机 【答案】C 【详解】A．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观是放电现象，故A错误； B．燃气灶上电子点火器的针头电极利用了尖端放电原理，故B错误； C．超高压带电作业所穿衣服的织物中掺入了金属丝利用了静电屏蔽原理，故C正确； D．静电复印机利用了静电吸附原理，故D错误； 故选C。 5．以下各种现象中不属于静电屏蔽的是（　　） A．避雷针 B．超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服 C．电子设备外套金属网罩 D．野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 【答案】A 【详解】A．当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，故A不属于静电屏蔽； B．超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服可以起到屏蔽作用，故B属于静电屏蔽； C．电子设备外套金属网罩可以起到静电屏蔽的作用，故C属于静电屏蔽； D．高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故D属于静电屏蔽。 故选A。 6．（2022·浙江绍兴·模拟预测）日常生活中常常需要利用话筒和功率放大器将声音进行放大。如图所示为有线话筒线的内部结构，两根信号线外面包一层金属网起到的作用是（　　） A．感应起电 B．静电屏蔽 C．静电吸附 D．交流互感 【答案】B 【详解】金属导体和金属网对外部电场有静电屏蔽作用；两根信号线外面包一层金属网起到的作用是静电屏蔽，以防止外部信号对电缆内部电信号的干扰。 故选B。 7．（2023·广东茂名·模拟预测）静电除尘是利用高压静电实现除尘，原理如图所示。空气在高压电源产生的强电场作用下电离成正负离子并被粉尘吸附，粉尘（初速度不计）在电场力的作用下运动到金属丝A或者筒壁B上，从而达到净化空气的目的，在除尘过程中（　　） A．向金属丝A处运动的粉尘带负电 B．粉尘运动过程中电势能减小 C．粉尘做匀加速直线运动 D．带负电的粉尘运动过程中加速度增大 【答案】B 【详解】A．金属丝A与高压电源负极相连，故向金属丝A处运动的粉尘带正电，A项错误； B．由于在受到电场力作用前，粉尘的初速度可忽略不计，所以粉尘会在电场力的作用下加速运动，电场力做正功，电势能减小，B项正确； C．由于形成的电场不是匀强电场，则粉尘的运动不是匀加速直线运动，C项错误； D．由题意可知，电场强度方向由筒壁B指向金属丝A，越靠近金属丝A电场强度越大，故粉尘运动过程中，带负电的粉尘加速度减小，带正电的粉尘加速度增大，D项错误。 故选B。 8．（2024·浙江·一模）科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”。魔术道具如图甲所示，手摇起电机旁有一个没有底的空塑料瓶，起电机两根放电杆分别与瓶内的锯条、金属片相连。瓶内俯视图如图乙所示。瓶内放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个塑料瓶内烟雾缭绕。转动手摇起电机手柄，瓶内烟雾很快消失；停止转动手柄，瓶内又恢复烟雾缭绕的状态。起电机工作时，下列说法正确的是（　　） A．烟尘颗粒在向某极运动过程中做匀加速运动 B．金属片与锯条间的场强方向由锯条指向金属片 C．烟尘颗粒因被电离而吸附在金属片上 D．烟尘颗粒运动过程中电势能减小 【答案】D 【详解】A．尖端附近的电场线比较密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场强度，故烟尘在向某极运动过程中受到的电场力不是恒力，烟尘不是做匀加速运动，故A错误； B．由于不知道锯条与金属片的电势高低，所以不能确定场强的方向，故B错误； C．当静电除尘装置接通起电机的静电高压时，存在强电场，使空气电离而产生负离子和正离子，负离子碰到烟尘微粒使它带负电，带负电微粒在电场力作用下，向正极运动，由于不确定正负极，所以烟尘不一定吸附在金属片上，故C错误； D．烟尘在运动过程中电场力对烟尘做正功，则烟尘的电势能减少，故D正确。 故选D。 9．某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、M、N四点到P距离相等，则（    ） A．A、B两点电势相等 B．M、N两点电场强度相同 C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电势能增大 D．带电荷量均为的粉尘由P分别运动到A、B两点时，电场力所做的功 【答案】D 【详解】A．A、B到P距离相等，由电场线分布情况可知， A点到P的平均电场强度大于B点到P的平均电场强度，则有 可知A、B两点电势不相等，故A错误； B．根据对称性可知M、N两点电场强度大小相等，方向不同，故B错误； C．带负电的粉尘从B点运动到C点，电场力做正功，电势能减小，故C错误； D．带电荷量均为的粉尘由P分别运动到A、B两点时，电场力做功分别为 ， 由于 可得 故D正确。 故选D。 10．静电除尘烟囱，放电极附近的强电场使空气分子电离为正离子和电子，使尘埃颗粒带负电，被吸附到正极。图为一个尘埃颗粒的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A．尘埃颗粒的初速度可能为零 B．尘埃颗粒的动能一直增大 C．尘埃颗粒的加速度先减小后增大 D．尘埃颗粒的电势能先增大后减小 【答案】D 【详解】A．由尘埃颗粒的运动轨迹可知，尘埃颗粒做曲线运动，尘埃颗粒的初速度不可能为零，否则尘埃颗粒将做直线运动，故A错误； BD．根据尘埃颗粒的运动轨迹知，电场力对尘埃颗粒先做负功后做正功，故动能先减小后增大，电势能先增大后减小，故B错误，D正确； C．尘埃颗粒在运动过程中，电场线的分布先密集后稀疏，故电场力先增大后减小，加速度先增大后减小，故C错误。 故选D。 11．观察下列四个选项中的四幅图，请选出图中器件材料应用涉及的原理与其他三项不同的是（　　） A．高压输电线上方有两条导线 B．带电作业工人工作服织物中包含金属丝 C．话筒线用铝箔合金网包裹 D． 远距离输电铝绞线中心有钢芯 【答案】D 【详解】高压输电线上方有两条导线、带电作业工人工作服织物中包含金属丝、话筒线用铝箔合金网包裹均为静电屏蔽原理的应用。远距离输电铝绞线中心有钢丝是为了增加导线强度。 故选D。 12．范德格拉夫起电机可为加速离子提供高电压，其结构示意图如图所示，大金属球壳由绝缘支柱支持着，球壳内壁接电刷F的左端，当带正电传送带（橡胶布做成）经过电刷F的近旁时，电刷F便将电荷传送给与它相接的导体球壳上，使球壳电势不断升高。关于这个起电机，以下说法正确的有（　　）    A．电刷F与传送带之间是摩擦起电 B．把电刷F放于金属球壳内部，主要是出于安全考虑 C．工作中，电刷F的右端感应出负电荷，但它的电势不断升高 D．传送带不运动，金属球壳上的电荷量也能不断增多 【答案】C 【详解】A．由于带正电传送带（橡胶布做成）经过电刷F的近旁时，电刷F便将电荷传送给与它相接的导体球壳上，两者没有接触，可知电刷F与传送带之间是感应起电，A错误； B．把电刷F放于金属球壳内部，主要考虑到当带电的物体接触金属容器内侧时，由于静电平衡，容器将获得所有电荷，并且使物体成为电中性，B错误； C．根据静电感应的“近异远同”规律可知，工作中，带正电传送带（橡胶布做成）经过电刷F的近旁时，电刷F的右端（近端）感应出负电荷，电刷F的左端（远端）感应出正电荷，由于球壳内壁接电刷F的左端，即球壳内壁接电刷F电势相等，在电刷F便将正电荷不断传送给与它相接的导体球壳上，球壳电势不断升高，即电刷的电势也不断升高，C正确； D．电刷F的右端与传送带之间会发生尖端放电，若传送带不运动，尖端放电结束后，不会再发生感应起电，只有传送带在运动过程中，不断地通过尖端放电，才能够金属球壳上的电荷量不断增多，即传送带不运动，金属球壳上的电荷量不能不断增多，D错误。 故选C。 13．（2021·山东日照·一模）（多选）如图所示，为了研究静电屏蔽效果，某同学将可视为正点电荷的带电体置于封闭金属空腔的外部或内部，其中Q、N的金属空腔和大地相接，P、M的金属空腔与外界绝缘。规定大地的电势为零，下列关于各点场强和电势高低的说法，正确的是（　　） A．P金属空腔内的场强等于零，电势大于零 B．Q金属空腔内的场强等于零，电势大于零 C．M金属空腔内任一点场强不为零，电势大于零 D．N金属空腔内壁上任意一点的场强为零 【答案】AC 【详解】A．根据静电屏蔽的性质，P空腔内的电场为0，又因为P与大地绝缘，因此电势不为0。P旁边为正电荷，因此P的电势大于0，A正确； B．同理，Q内部的电场为0，由于Q与大地相连，规定大地电势为0，因此Q的电势也为0，B错误； C．正电荷在M内，因此M内电场不为0，M与大地绝缘，因此电势不为0，M内为正电荷，因此M电势大于0，C正确； D．处在电场中的金属是等势体，其内部电场强度为0，因此本题中金属壳内部电场为0，D中说的是内壁，不属于金属内部，因此电场不为0，D错误。 故选AC。 14.（多选）下列有关电学知识的相关说法，正确的是（　　） A．图甲在加油站给车加油前，触摸一下静电释放器是为了导走加油枪上的静电 B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的 C．图丙中野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，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，使其免遭雷击 D．图丁为一根优质电话线，给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵” 【答案】BCD 【详解】A．给车加油前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．家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的，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．给话筒线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从话筒线上“入侵”，故D正确。 故选BCD。 15.（2023·福建·一模）（多选）在没有安装信号发生器的电梯里面，手机没有信号显示，这是封闭的金属轿厢对电磁信号的屏蔽作用导致的。下列情景中利用了电磁屏蔽的是（    ） A．网线的线芯外常包有一层金属网 B．高楼大厦的顶端装有金属材质的尖塔 C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成 D．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 【答案】ACD 【详解】A．网线的线芯外常包有一层金属网，利用的是静电屏蔽的原理，防止外界电磁信号干扰，故A正确； B．高楼大厦楼顶上安装有金属材质的尖塔为无线信号发射塔，同时也能起到避雷针的作用，不是静电屏蔽，故B错误； C．超高压附近有很强的电场，带电作业的工人穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成在电场中处于静电屏蔽，金属网内部场强处处为零，外部电场对衣服内部没有影响，保证了工人的安全，利用了电磁屏蔽，故C正确； D．高压输电线线塔上除了下面的三根较粗的输电线外，上方还有两根较细的电线可以有效防止大气中的静电对高压线的影响，故D正确； 故选ACD。 16．（2025·广东茂名·一模）（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 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 $$