9.4 静电的防止与利用（重难点精讲+7大考点专项训练）-2025-2026学年高二物理同步题型分组专项训练（重难点精讲+专项训练）（人教版2019必修第三册）

9.4静电的防止与利用 静电平衡状态的特征 （1）导体达到静电平衡状态后内部场强处处为零是指外电场的电场强度与导体表面感应电荷产生的电场强度的矢量和为零,而不是导体表面的感应电荷在导体内部产生的电场强度为零.外电场在导体内部某点产生的电场强度与没有导体时在该点产生的电场强度相同. （2）处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。 （3）处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。 （4）金属导体达到静电平衡的时间是非常短的。 （5）一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点。 （6）人与大地都是导体，在人摸（触）导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，达到静电平衡状态。 1.某静电场的电场线方向不确定，分布如图中实线所示，一带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A．粒子必定带正电荷 B．该静电场一定是孤立正电荷产生的 C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D．粒子在M点的速度大于它在N点的速度 【答案】C 【详解】A．带电粒子所受静电力沿电场线的切线方向或其反方向，且指向运动轨迹曲线弯曲的内侧，静电力方向大致向上，但不知电场线的方向，所以粒子的电性无法确定，故A错误； B．电场线是弯曲的，则一定不是孤立点电荷的电场，故B错误； C．N点处电场线密，则场强大，粒子受到的静电力大，产生的加速度也大，故C正确； D．因静电力大致向上，粒子由M运动到N时，静电力做正功，粒子动能增加，速度增加，故D错误。 故选C。 2.某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A．粒子一定带负电 B．粒子一定是从a点运动到b点 C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D．粒子在c点的速度一定大于在a点的速度 【答案】C 【详解】A．做曲线运动的物体，合力指向运动轨迹的内侧，由此可知，带电粒子受到的静电力的方向为沿着电场线向左，所以粒子带正电，A错误； B．粒子可能是从a点沿轨迹运动到b点，也可能是从b点沿轨迹运动到a点，B错误； C．由电场线的疏密程度可知，c点处电场线密集，场强较大，粒子在c点处受静电力较大，加速度一定大于在b点的加速度，C正确； D．若粒子从c运动到a，静电力与速度方向成锐角，所以粒子做加速运动，若粒子从a运动到c，静电力与速度方向成钝角，所以粒子做减速运动，故粒子在c点的速度一定小于在a点的速度，D错误。 故选C。 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在空腔内的合场强为零，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 1 静电感应现象、等势体 1．如图所示，长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷Q放在导体棒的左侧延长线上的C点，且C点距离导体棒的A端为R，O为的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．导体棒A端电势低，B端电势高 B．导体棒A端带正电，B端带负电 C．感应电荷在O点的场强方向由O点指向A D．感应电荷在O点的场强大小 【答案】C 【详解】A．金属棒达到静电平衡时，整个金属棒是一个等势体，则金属棒上A点的电势等于点的电势，故A错误； B．金属棒达到静电平衡，由于感应起电A端带负电，端带正电。故B错误； CD．静电平衡时金属棒内各点的场强为零，棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小与点电荷在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则感应电荷在点产生的场强方向为由指向，电场强度大小为 故C正确，D错误。 故选C。 2．一个不带电的静电计放在水平桌面上，如图甲所示。现将一个带正电的金属球靠近上端金属小球。移开带正电的小球后，将金属网罩罩在静电计外面，然后再让带正电小球靠近金属网罩。关于上述实验的说法正确的是（    ） A．在图甲中，金属球靠近验电器后验电器下端金属片不张开 B．在图乙中，金属球靠近验电器后验电器下端金属片张开 C．在图甲中，金属球靠近验电器后金属球表面的场强为零 D．在图乙中，金属球靠近验电器后网罩上的B点电势等于小球上A点的电势 【答案】D 【详解】AC．在图甲中使带正电的金属球靠近验电器，由于静电感应验电器的箔片带正电而张开，金属球带负电，电场线与金属球表面垂直，金属球表面的场强不为零，AC错误； BD．用金属网把不带电的验电器罩起来，金属网起到静电屏蔽的作用，静电屏蔽时，金属网内部电场强度为零，电势相等，所以验电器下端金属片不张开，B点电势等于小球上A点的电势，B错误，D正确。 故选D。 3．（多选）如图所示，不带电的金属棒AB长为L，O为AB的中点，在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷，C与AB在一条直线上，如图所示，设无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　）    A．金属棒上A点的电势高于B点的电势 B．O点的电场强度为零，电势也为零 C．金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为 D．若将A端接地，金属棒将带上负电荷 【答案】CD 【详解】A．金属棒达到静电平衡，整个金属棒是一个等势体，则金属棒上A点的电势等于B点的电势，故A错误； B．金属棒达到静电平衡，棒内各点的场强为零，则O点的电场强度为0，但电势不为零，故B错误； C．金属棒内各点的场强为零，棒上感应电荷在棒内中点O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，则感应电荷在O点产生的电场强度大小为 故C正确； D．若将A端接地，大地上的电子跑到金属棒将正电荷中和，所以金属棒将带上负电荷，故D正确。 故选CD。 2 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 4．如图所示，在直角坐标系中，先固定一个不带电的金属导体球B，半径为，球心的坐标为。再将一点电荷A固定在原点处，带电量为。是轴上的两点，两点对称地分布在轴两侧，点到坐标原点的距离均为与金属导体球B的外表面相切于点，已知金属导体球B处于静电平衡状态，为静电力常量，则下列说法正确的是（　　） A．图中两点的电势相等 B．两点处电场强度相同 C．金属导体球B上的感应电荷在外表面处的场强大小一定为 D．金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的电场强度大小一定为 【答案】D 【详解】A．由于感应电荷对场源电荷的影响，且沿着电场线方向电势逐渐降低，可得，故A错误； B．b、c两点处电场强度大小相等，方向不同，故B错误： C．点电荷A在d处的场强大小为 但金属导体球外表面场强不为零，则金属导体球B上的感应电荷在外表面d处的场强大小不等于，故C错误； D．点电荷A在处的场强大小为 方向沿x轴正方向，金属导体球B处于静电平衡状态，其内部电场强度为零，则金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的电场强度为，方向x轴负方向，故D正确。 故选D。 5．如图所示，正六棱柱金属壳上下底面的中心为O1，O2，A为棱角顶点，在O1正上方置一正点电荷Q，则达到静电平衡后（　　） A．O1点电势高于O2点电势 B．相比于A点，O1点的电荷密集程度更高 C．在正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零 D．在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面平行 【答案】C 【详解】A．由于处于静电平衡状态的金属壳为等势体，其表面为等势面，所以O1点电势与O2点电势相等，故A错误； B．金属壳表面的感应电荷集中于尖端，所以相比于A点，O1点的电荷密集程度更低，故B错误； C．由于金属壳处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零，故C正确； D．由于金属壳为等势体，所以在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面垂直，故D错误。 故选C。 6．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。 7．一个半径为，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（    ） 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 【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。 8．如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中不正确的是（　　） A．金属球内部电场强度处处为零 B．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 C．电荷Q在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 D．感应电荷在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 【答案】C 【详解】AB．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，金属球内部合电场为零，电荷不再移动，处于静电平衡状态，故AB正确； C．由公式 电荷Q在金属球球心处激发的电场强度为 方向向左，故C错误； D．感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，即为，方向向右，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 9．如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图所示 由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处电场强度为零，则 故选B。 10．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从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（   ） A．球壳内电场强度为零 B．B不带电 C．B的内表面带负电 D．金属壳B外的C点电场强度不为零 【答案】C 【详解】ABC．由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零；金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B上将正电荷中和，所以B带负电；故AB 错误，C正确； D．达到静电平衡后，由于金属球壳B起到静电屏蔽作用，使得金属壳B外的场强为零，即金属壳B外C点电场强度为零，故D错误。 故选C。 11．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。 3 导体上电荷的分布、尖端放电 12．静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 C．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 【答案】C 【详解】A．静电除尘的原理是因为带电物体能够吸引轻小物体，A错误； B．避雷针的原理是利用了尖端放电，尖端的电荷分布密集，B错误； C．静电喷涂是因为吸引力而导致油漆均匀的喷涂在工件表面，C正确； D．摩擦起电是因为电荷发生了转移，而非凭空产生，D错误。 故选C。 13．下列说法正确的是（　　） A．甲图中与大地相连的两条导线起静电屏蔽作用 B．乙图中燃气灶中的点火器应用了摩擦起电的原理 C．丙图中采用金属丝的织物制成工作服的原理是静电吸附 D．丁图中武当山主峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观，因为金殿顶部除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电 【答案】AD 【详解】A．甲图中与大地相连的两条导线形成一个稀疏的金属网，可把高压线屏蔽起来，故A正确； B．乙图中燃气灶中的点火器应用了尖端放电的原理，故B错误； C．丙图中采用金属丝的织物制成工作服的原理是静电屏蔽，故C错误； D．丁图中武当山主峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观，因为金殿顶部除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电，故D正确。 故选AD。 14．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（　　） 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 【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。 15．当带电云层接近地面时，地面上的物体受其影响会感应出异种电荷，为了避免遭受雷击，在高大的建筑物上安装尖端导体—避雷针。图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图，有一个带电粒子（不计重力）从点运动到点，则以下说法正确的是（    ） A．粒子带正电 B．电场强度 C．粒子的动能 D．当带电云层靠近地面的过程中，避雷针会有自下而上的电流 【答案】C 【详解】A．带电粒子运动轨迹弯曲方向的内侧且与电场线相切，即为受力方向，由于受力方向与电场方向相反，故该粒子带负电，A错误； B．由电场线的疏密可知场强的强弱，故 B错误； C．由于粒子带负电荷，受力方向与运动方向夹角为钝角，到的过程中电场力做负功，故粒子的动能 C正确； D．根据图像可知，云层带正电，根据静电感应原理，避雷针上自由电子运动方向自下而上，所以电流方向自上而下，D错误。 故选C。 4 金属外壳屏蔽外电场 16．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。 17．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．验电器的箔片张开 B．金属球带电荷足够多时验电器的箔片才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．金属网罩不带电 【答案】C 【详解】AB．用金属网把验电器罩起来，由于金属网罩的静电屏蔽，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开。故AB错误； C．静电屏蔽时，金属网罩内部电场强度为零，故C正确； D．由于静电感应，金属网罩外表面靠近带正电金属球的一端带负电，金属网罩外表面远离带正电金属球的一端带正电，故D错误。 故选C。 18．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。 5 金属壳内部电荷的电场被屏蔽 19．将带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，另一带负电的小球B向C靠近，结果将（　　） A．A向左偏离竖直线，B向右偏离竖直线 B．A位置不变，B向右偏离竖直线 C．A向左偏离竖直线，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 【答案】B 【详解】由于金属空腔可以屏蔽外部电场，所以小球B的电场对金属空腔C内无影响，即金属空腔C把小球A屏蔽了，使得小球A不受空腔外电场的影响，故小球B向C靠近，小球A的位置不变。而小球A在金属空腔C内，由于静电感应使得金属空腔C外表面带正电而与小球B互相吸引，所以小球B向C靠近，小球B由于被吸引而向右偏离竖直线。 故选B。 20．如图所示,导体球A与导体球壳B同心,原来都不带电,也不接地,设M、N两点的场强大小为EM和EN,下列说法中正确的是 A．若使A带电,则EM≠0,EN=0 B．若使B带电,则EM≠0,EN≠0 C．若使A，B两球分别带上等量异种电荷,则EM≠0,EN=0 D．若使A球带电,B球接地,则EM=0,EN=0 【答案】C 【详解】A．如果A带电，则会感应B内部带异种电荷，外部电性与A相同，那么EM≠0，EN≠0；故A错误； B．如果B带电，由于同种电荷的排斥，电荷只分布在外表面E内=0，即EM＝0，EN≠0，B错误； C．如果A、B带等量异种电荷，A与B的静电感应使B外表面恰好无电荷量，则EM≠0，EN=0，故C正确； D．如使A球带电，B球接地，是接地屏蔽，EM≠0，EN=0，D错误． 21．如图，A点固定一个带正电的点电荷，将一个不带电的金属球壳移到A点附近并固定，O为球壳球心，在过A、O两点的直线上有B、C两点，两点均在球壳内且到O点的距离相等，开始时开关K断开，下列说法正确的是（　　） A．在感应电荷的电场中，B、C两点的场强大小相等 B．在感应电荷的电场中，B点的场强比C点的场强大 C．将开关K闭合，感应电荷在B点产生的场强变大 D．将开关K闭合，感应电荷在C点产生的场强变小 【答案】B 【详解】AB．处于静电平衡时，导体内部场强处处为零，点电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大，因此感应电荷在B点产生的场强比在C点产生的场强大，故A错误，B正确； CD．将开关闭合，点电荷在B、C两点产生的场强不变，感应电荷在B、C两点产生的场强不变，故CD错误。 故选B。 22．如图在静电计B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的带正电的小球，仅仅将小球D靠近C。 ​ (1)静电计的指针会张开吗？如果会张开，定性地画出静电计上的电荷分布； (2)将D迅速地与C的内表面接触和C的外表面接触，指针都会张开吗？画出这种情况下静电计上的电荷分布； (3)如果先用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近，会看到什么现象？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）会张开，将小球D靠近C，由于静电感应，金属球C的外表面将带负电，静电计的指针将带正电；如图1所示 （2）不论是将D迅速地与C的内表面接触，还是和C的外表面接触，根据静电平衡状态的特点，净电荷都会分布于导体的外表面，所以D中的电荷将会转移到静电计上，所以静电计的指针都会张开；电荷分布如图2所示 （3）由于静电屏蔽，静电计上将不带电，所以指针不会张开。 23．如图所示为不带电的空腔球形导体，将一个带负电的小金属球置于腔内，静电平衡时，图甲中A、B、C三点的电势分别为φA、φB、φC；若将导体外表面接地，静电平衡时，图乙中D、E、F三点的电势分别为φD、φE、φF。则下列关系中正确的是（　　） A．>> B．<= C．<< D．<= 【答案】D 【详解】AB．图甲中，空腔不接地，空腔内外均有电场；根据负电荷的电场线是汇聚的，沿着电场线的方向电势降低，所以 AB错误； CD．图乙中，空腔接地，空腔内有电场；根据负电荷的电场线是汇聚的，沿着电场线的方向电势降低，所以 图乙中，空腔接地，空腔外没有电场，所以 综上得 C错误，D正确。 故选D。 24．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．M、N两点电场强度大小关系为EM>EN B．M、N两点电场强度大小关系为EM=EN C．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ' <EN′ D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ′ =EN′ 【答案】B 【详解】AB．当导体B达到静电平衡后，导体内部场强处处为零，即 故A错误，B正确； CD．M、N两点的场强为导体球与导体B上感应电荷在这两处的场强之和，合场强大小为零，而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式，可知，离A越远的，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度 故CD错误。 故选B。 6 静电的利用和防止 25．下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针（图甲）、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线（图乙）、燃气灶中的针尖状点火器（图丙）、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业（图丁），关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽 B．图乙中与大地相连的两条导线的作用和图丁中工作服内的金属丝的作用是相同的 C．图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的 D．图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的 【答案】B 【详解】A．避雷针的工作原理主要是利用尖端放电避免雷击，故A错误； BD．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，与工作服内掺入的金属丝，都是利用了静电屏蔽的原理，故B正确，D错误。 C．点火器是利用高压尖端放电的原理，而工作服内掺入的金属丝，是利用了静电屏蔽的原理，故C错误； 故选B。 26．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。 27．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（　　） 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 【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。 28．关于静电的利用和防范，下列说法中错误的是（　　） A．静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷 B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害 C．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽现象 D．避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地，使建筑物避免雷击 【答案】C 【详解】A．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。故静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷，故A正确，不符合题意； B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害，故B正确，不符合题意； C．武当山重峦叠嶂，气候多变，云层常带大量电荷。金殿屹立峰巅，是一个庞大的优良导体。当带电的积雨云移来时，云层与金殿顶部之间形成巨大的电压，使空气电离，产生电弧，也就是闪电。强大的电弧使周围空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球，并伴有雷鸣。金殿顶部，除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电，所以能使电压升得比较高，保证“炼殿”之需，不属于静电屏蔽现象，故C错误，符合题意； D．避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地，使建筑物避免雷击，故D正确，不符合题意。 故障C。 29．学校楼顶装有数根接地的细长金属装置，如图所示，关于该装置，下列说法可能正确的是（　　） A．该装置利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用 B．该装置利用静电吸附，通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量 C．在雷雨天气，该装置会主动引导雷电击中自身，危害安全，应当拆除 D．在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击 【答案】D 【详解】楼顶装有数根接地的细长金属装置是避雷针，在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.4静电的防止与利用 静电平衡状态的特征 （1）导体达到静电平衡状态后内部场强处处为零是指外电场的电场强度与导体表面感应电荷产生的电场强度的矢量和为零,而不是导体表面的感应电荷在导体内部产生的电场强度为零.外电场在导体内部某点产生的电场强度与没有导体时在该点产生的电场强度相同. （2）处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。 （3）处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。 （4）金属导体达到静电平衡的时间是非常短的。 （5）一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点。 （6）人与大地都是导体，在人摸（触）导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，达到静电平衡状态。 1.某静电场的电场线方向不确定，分布如图中实线所示，一带电粒子在电场中仅受静电力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　） A．粒子必定带正电荷 B．该静电场一定是孤立正电荷产生的 C．粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度 D．粒子在M点的速度大于它在N点的速度 2.某电场的电场线分布如图所示，虚线为某带电粒子只在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则（　　） A．粒子一定带负电 B．粒子一定是从a点运动到b点 C．粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度 D．粒子在c点的速度一定大于在a点的速度 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在空腔内的合场强为零，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 1 静电感应现象、等势体 1．如图所示，长为L的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷Q放在导体棒的左侧延长线上的C点，且C点距离导体棒的A端为R，O为的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．导体棒A端电势低，B端电势高 B．导体棒A端带正电，B端带负电 C．感应电荷在O点的场强方向由O点指向A D．感应电荷在O点的场强大小 2．一个不带电的静电计放在水平桌面上，如图甲所示。现将一个带正电的金属球靠近上端金属小球。移开带正电的小球后，将金属网罩罩在静电计外面，然后再让带正电小球靠近金属网罩。关于上述实验的说法正确的是（    ） A．在图甲中，金属球靠近验电器后验电器下端金属片不张开 B．在图乙中，金属球靠近验电器后验电器下端金属片张开 C．在图甲中，金属球靠近验电器后金属球表面的场强为零 D．在图乙中，金属球靠近验电器后网罩上的B点电势等于小球上A点的电势 3．（多选）如图所示，不带电的金属棒AB长为L，O为AB的中点，在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷，C与AB在一条直线上，如图所示，设无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　）    A．金属棒上A点的电势高于B点的电势 B．O点的电场强度为零，电势也为零 C．金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为 D．若将A端接地，金属棒将带上负电荷 2 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律 4．如图所示，在直角坐标系中，先固定一个不带电的金属导体球B，半径为，球心的坐标为。再将一点电荷A固定在原点处，带电量为。是轴上的两点，两点对称地分布在轴两侧，点到坐标原点的距离均为与金属导体球B的外表面相切于点，已知金属导体球B处于静电平衡状态，为静电力常量，则下列说法正确的是（　　） A．图中两点的电势相等 B．两点处电场强度相同 C．金属导体球B上的感应电荷在外表面处的场强大小一定为 D．金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的电场强度大小一定为 5．如图所示，正六棱柱金属壳上下底面的中心为O1，O2，A为棱角顶点，在O1正上方置一正点电荷Q，则达到静电平衡后（　　） A．O1点电势高于O2点电势 B．相比于A点，O1点的电荷密集程度更高 C．在正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零 D．在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面平行 6．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 7．一个半径为，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（    ） 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 8．如图所示，将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为r。由于静电感应在金属球上产生感应电荷。设静电力常量为k。则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中不正确的是（　　） A．金属球内部电场强度处处为零 B．电荷Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向的 C．电荷Q在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 D．感应电荷在金属球球心处激发的电场强度，方向向右 9．如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为（　　） A． B． C． D． 10．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从小孔放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（   ） A．球壳内电场强度为零 B．B不带电 C．B的内表面带负电 D．金属壳B外的C点电场强度不为零 11．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 3 导体上电荷的分布、尖端放电 12．静电现象在自然界普遍存在，在生产生活中也时常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A．静电除尘的原理是静电屏蔽 B．避雷针利用了带电导体凸起尖锐的地方电荷稀疏、附近空间电场较弱的特点 C．静电喷涂能使油漆比较均匀地沉积在工件表面 D．干燥天气里脱毛衣时会产生火花，是因为摩擦过程中凭空创造出了电荷 13．下列说法正确的是（　　） A．甲图中与大地相连的两条导线起静电屏蔽作用 B．乙图中燃气灶中的点火器应用了摩擦起电的原理 C．丙图中采用金属丝的织物制成工作服的原理是静电吸附 D．丁图中武当山主峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观，因为金殿顶部除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电 14．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（　　） 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 15．当带电云层接近地面时，地面上的物体受其影响会感应出异种电荷，为了避免遭受雷击，在高大的建筑物上安装尖端导体—避雷针。图为带电云层和避雷针之间电场线的分布示意图，有一个带电粒子（不计重力）从点运动到点，则以下说法正确的是（    ） A．粒子带正电 B．电场强度 C．粒子的动能 D．当带电云层靠近地面的过程中，避雷针会有自下而上的电流 4 金属外壳屏蔽外电场 16．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 17．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．验电器的箔片张开 B．金属球带电荷足够多时验电器的箔片才会张开 C．金属网罩内部电场强度为零 D．金属网罩不带电 18．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 5 金属壳内部电荷的电场被屏蔽 19．将带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，另一带负电的小球B向C靠近，结果将（　　） A．A向左偏离竖直线，B向右偏离竖直线 B．A位置不变，B向右偏离竖直线 C．A向左偏离竖直线，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 20．如图所示,导体球A与导体球壳B同心,原来都不带电,也不接地,设M、N两点的场强大小为EM和EN,下列说法中正确的是 A．若使A带电,则EM≠0,EN=0 B．若使B带电,则EM≠0,EN≠0 C．若使A，B两球分别带上等量异种电荷,则EM≠0,EN=0 D．若使A球带电,B球接地,则EM=0,EN=0 21．如图，A点固定一个带正电的点电荷，将一个不带电的金属球壳移到A点附近并固定，O为球壳球心，在过A、O两点的直线上有B、C两点，两点均在球壳内且到O点的距离相等，开始时开关K断开，下列说法正确的是（　　） A．在感应电荷的电场中，B、C两点的场强大小相等 B．在感应电荷的电场中，B点的场强比C点的场强大 C．将开关K闭合，感应电荷在B点产生的场强变大 D．将开关K闭合，感应电荷在C点产生的场强变小 22．如图在静电计B上装一个几乎封闭的空心金属球C（仅在上端开有小孔），D是带有绝缘柄的带正电的小球，仅仅将小球D靠近C。 ​ (1)静电计的指针会张开吗？如果会张开，定性地画出静电计上的电荷分布； (2)将D迅速地与C的内表面接触和C的外表面接触，指针都会张开吗？画出这种情况下静电计上的电荷分布； (3)如果先用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近，会看到什么现象？ 23．如图所示为不带电的空腔球形导体，将一个带负电的小金属球置于腔内，静电平衡时，图甲中A、B、C三点的电势分别为φA、φB、φC；若将导体外表面接地，静电平衡时，图乙中D、E、F三点的电势分别为φD、φE、φF。则下列关系中正确的是（　　） A．>> B．<= C．<< D．<= 24．如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点。当导体B达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　） A．M、N两点电场强度大小关系为EM>EN B．M、N两点电场强度大小关系为EM=EN C．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ' <EN′ D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度EM ′ =EN′ 6 静电的利用和防止 25．下列四幅图描述的场景依次为雷电击中避雷针（图甲）、高压输电线上方还有两条与大地相连的导线（图乙）、燃气灶中的针尖状点火器（图丙）、工人穿戴着含金属丝制成的工作服进行超高压带电作业（图丁），关于这四幅图所涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．图甲中避雷针的工作原理主要是静电屏蔽 B．图乙中与大地相连的两条导线的作用和图丁中工作服内的金属丝的作用是相同的 C．图丙中的点火器是利用摩擦起电的原理进行点火的 D．图丙中的点火器的工作原理和图丁中工作服内掺入的金属丝的工作原理是相同的 26．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 27．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（　　） 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 28．关于静电的利用和防范，下列说法中错误的是（　　） A．静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷 B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害 C．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽现象 D．避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地，使建筑物避免雷击 29．学校楼顶装有数根接地的细长金属装置，如图所示，关于该装置，下列说法可能正确的是（　　） A．该装置利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用 B．该装置利用静电吸附，通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量 C．在雷雨天气，该装置会主动引导雷电击中自身，危害安全，应当拆除 D．在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击 学科网（北京）股份有限公司 $$