第03讲:静电的防止与利用【五大考点+五大题型】-2025-2026学年高二上学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版必修第三册)

2025-09-03
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普通
启明数学物理探究室
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资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 高中物理人教版必修 第三册
年级 高二
章节 4. 静电的防止与利用
类型 教案-讲义
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 22.75 MB
发布时间 2025-09-03
更新时间 2025-09-03
作者 启明数学物理探究室
品牌系列 -
审核时间 2025-09-03
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来源 学科网

内容正文:

第03讲:静电的防止与利用 【考点归纳】 【考点梳理】 知识点一:静电感应现象 1.把导体放入电场,导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现等量异种电荷的现象. 2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场等于零,导体内的自由电子不再发生移动的状态. 3.静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零. (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.静电平衡导体上的电荷分布 带电的导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面.且在导体表面越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷. 知识点二:尖端放电与静电屏蔽 尖端放电 静电屏蔽 原理 导体尖端的强电场使附近的空气电离,电离后的异种离子与尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷. 当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而金属的外壳会对其内部起保护作用,使它内部不受外部电场的影响. 应用或防止 应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施. 防止:高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失. 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. 技巧总结:对静电平衡的理解 1.静电平衡的实质:金属导体放到场强为E0的电场中,金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷,而另一侧聚集正电荷,感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合场强减小.当感应电荷继续增加,合场强逐渐减小,合场强为零时,自由电荷的定向移动停止. 2.对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动. (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的. (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零,E′=-E. 3.静电平衡状态下的导体的电荷分布特点 (1)净电荷都分布在导体的表面,导体内部没有净电荷. (2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电量相等,远同近异. 【题型归纳】 题型一:静电屏蔽 【例1】.(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(    ) 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M、N不带电,M不接地,则Q带电时,N上无感应电荷 D.若M、N不带电,M接地,则Q带电时,N上无感应电荷 【跟踪训练1】(24-25高二上·北京·阶段练习)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 【跟踪训练2】(24-25高二上·江西赣州·阶段练习)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 题型二:静电屏蔽求电场强度 【例2】(24-25高一下·山东淄博·期末)长为的导体棒原来不带电,现将一个电量为的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处,如图所示。已知静电力常量为,当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒的中点处产生的电场强度大小为(    ) A. B. C. D. 【跟踪训练1】.(24-25高二上·安徽铜陵·阶段练习)如图所示,一导体棒原来不带电,现将等量异号点电荷对称放在棒水平轴线上,距离棒中点O均为,两点电荷带电量分别为和,当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在点产生的场强大小和方向分别为(  ) A.0 B.,水平向右 C.,水平向左 D.,水平向左 【跟踪训练2】.(24-25高二上·广西玉林·期中)如图所示,原来不带电,长为l的导体棒水平放置,现将一个电荷量为()的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处,A、B分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为k。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是(  ) A.棒的两端都感应出负电荷 B.棒上感应电荷在棒的中心轴线上距棒的右端处产生的电场强度大小为 C.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右 D.若用一根导线将A、B相连,导线上不会产生电流 题型三:静电的防止与利用 【例3】(24-25高一下·山东德州·期末)关于静电的应用和防止,下列说法不正确的是(  ) A.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形 B.静电平衡时导体内部电场强度为零 C.在地毯中夹杂不锈钢丝导电纤维,是为了防止静电危害 D.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了在着陆时使机身积累的电荷流入大地 【跟踪训练1】(24-25高一下·江西宜春·期末)2025年4月9日,深圳国际洁净室技术及防静电展览会召开,旨在促进洁净室工程行业新产品、新技术、新材料、新工艺及新装备的推广应用与经贸交流。关于静电的防止与利用,下列说法正确的是(  ) A.常见的静电防止有静电除尘、静电喷涂等 B.优质话筒线的外层包裹着金属编织层,利用了静电屏蔽的原理 C.高大建筑物顶端装上避雷针阻碍电荷导入大地,从而避免建筑物被雷电击坏 D.复印机是一种进行文字复印的设备,其工作原理和静电现象无关 【跟踪训练2】(24-25高二上·广西南宁·期末)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 题型四:导体上电荷的分布与尖端放电 【例4】(25-26高二上·全国·周测)如图所示是空气净化器内部结构的简化图,其中的负极针组件产生电晕,释放出大量电子,电子被空气中的氧分子捕捉,从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电,进而使其吸附到带电的集尘栅板上,达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是(  ) A.负极针组件产生电晕,利用了尖端放电的原理 B.为了更有效地吸附尘埃,集尘栅板应带正电 C.负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度 D.带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中,动能增大 【跟踪训练1】(24-25高二上·广东河源·期末)如图,在积雨云层中,强烈的对流运动使得正电荷聚集在云层上部,负电荷聚集在云层下部,云层内出现很强的电场,就会出现云内放电现象,形成由上向下的电流,取大地电势为零,下列说法正确的是(    ) A.云层上部电势比下部高 B.云层上部的电荷量不是元电荷的整数倍 C.云层内的电场强度方向向上 D.云内放电时,电子由上部向下部运动 【跟踪训练2】(23-24高一下·湖南·期末)下列应用与尖端放电现象无关的是(  ) A.家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置 B.高压设备中的导体表面尽量光滑,以减少高压设备上电能的损失 C.超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 D.在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒,用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击 题型五:静电屏蔽综合应用 【例题5】(24-25高二上·云南昆明)空气净化器及其原理示意图如图所示。污浊空气通过过滤网后尘埃带电,图中充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极(接地)。下列表述正确的是(  ) A.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 B.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上 D.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 【跟踪训练1】(24-25高二上·广东肇庆·期末)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 【跟踪训练2】(24-25高二上·河南周口·期中)在水平向右的场强大小为的匀强电场中,放入一不带电的导体球,导体球在静电平衡后其周围的电场分布如图所示,以球心O为坐标原点建立直角坐标系,x轴平行于原匀强电场的方向。已知M、N为x轴上关于O点对称的两个点,两点场强分别为、,P、Q为y轴上关于O点对称的两个点,两点场强分别为、,且有,,下列选项正确的是(  ) A. B. C.导体球上的感应电荷在M点产生的电场方向向左 D.导体球上的感应电荷在P点产生的电场方向向左 【高分演练】 一、单选题 1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)下列关于静电现象的说法,正确的是(  ) A.图甲中,高压输电线最上面两根导线的作用是和大地一起组成稀疏金属“网”把高压线屏蔽起来 B.图乙中,因为有金属网的屏蔽,A球上的电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 C.图丙中,范德格拉夫起电机的传送带是用导电性能良好的材料做的 D.图丁中,烟尘吸附从负极释放出来的电子,在电场力作用下向A板运动 2.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)如图所示为静电推进装置的基本原理图。发射极和吸板分别接在高压直流电源的两极,带电液滴由发射极向吸板运动,不计液滴重力,以下说法正确的是(  ) A.液滴携带负电荷 B.电场力对液滴做正功 C.液滴做匀变速直线运动 D.液滴的电势能在不断增加 3.(24-25高二上·甘肃平凉·期中)长为L的导体棒原来不带电,将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示。当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于(  ) A. B. C. D. 4.(24-25高二上·广东·阶段练习)如图所示,底部绝缘的金属薄片和金属丝放置在透明无底玻璃瓶里面,用金属导线分别接在起电机的正负极上,玻璃瓶中间放置点燃的蚊香。摇动起电机,蚊香产生的烟尘颗粒会被金属薄片吸附,下列说法正确的是(  ) A.金属薄片和金属丝之间的电场是匀强电场 B.烟尘颗粒带正电 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离金属薄片越近速度越大 D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离金属薄片越近电势能越大 5.(24-25高二上·安徽合肥·期中)秋冬天气干燥,是静电爆发期,如图所示带负电的手靠近金属门锁时会被电击。下列说法正确的是(  ) A.在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出负电荷 B.电击过程,门锁上的部分电子转移到手上 C.为了避免电击,可以在化纤衣服上擦擦手再去开门 D.为了避免电击,可以摸一下墙再去开门 6.(24-25高二上·山西·期中)关于静电平衡,下列说法正确的是(  ) A.导体内部的电场强度处处为0 B.导体内的自由电子在发生定向移动 C.导体的外表面没有电荷 D.越尖锐的位置,电荷的密度越小 7.(24-25高二上·新疆·期中)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年就有对静电现象的记载。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.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 B.印刷车间的空气应保持干燥,以便导走纸页间因相互摩擦而产生的静电 C.油罐车后面拖地的铁链的作用是把电荷导入大地,避免静电造成危害 D.与丝绸摩擦后的玻璃棒带上了正电荷,是因为丝绸上的正电荷转移到了玻璃棒上 8.(24-25高二上·吉林延边·阶段练习)关于静电的防止与利用,下列说法错误的是(  ) A.图甲为静电喷漆的示意图,静电喷漆是利用同种电荷相互排斥,使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 B.乙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C.丙图的自助加油机都会有除静电装置,通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会消除工作人员身上的静电 D.丁图的超高压带电作业,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,这样做的目的是电工被铜丝衣服所包裹,使衣服内电场强度为零 9.(24-25高二上·广西河池·阶段练习)如图,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。下列说法正确的是(   ) A., B.和带负电,和带正电 C.在导体球C的作用下,导体中的自由电子向B移动,使B带上负电 D.在导体球C的作用下,导体中的带正电的离子向A移动,使A带上正电 10.(24-25高二上·河北·阶段练习)如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为和,彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳,静电力常量,则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为(  ) A. B. C. D. 11.(24-25高二上·河南·阶段练习)关于静电的防止与利用,下列四幅图中的现象与其余三幅的原理不同的是(  ) A.图甲中建筑物顶端的避雷针 B.图乙中验电器的张角闭合 C.图丙中三条高压输电线上方有两条导线与大地相连 D.图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服 12.(22-23高一下·江苏徐州·期中)如图所示,带负电的点电荷旁有一接地金属板,A为金属板内的一点,B为金属板左侧外表面上的一点,下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的电场强度方向判断正确的是(    ) A.感应电荷在A点的电场强度沿方向 B.感应电荷在A点的电场强度沿方向 C.感应电荷在B点的电场强度可能沿方向 D.感应电荷在B点的电场强度可能沿方向 二、多选题 13.(24-25高一下·山东烟台·期末)下列关于静电现象的说法正确的是(  ) A.避雷针利用了导体凸起尖锐的地方电荷稀疏,附近空间电场较弱的特点 B.印刷车间的空气应保持适当湿度,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C.静电喷漆时金属工件与油漆雾滴带同种电荷,在静电斥力作用下喷涂更均匀 D.油罐车车尾装有拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 14.(24-25高一下·湖南湘潭·期末)如图甲是某同学设计的一静电除尘实验装置,两端开口的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块金属片,图乙为塑料瓶俯视图.将钢锯条和金属片分别跟手摇发电机的两极相连.将点燃的蚊香放入塑料瓶内,很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕.摇动手摇发电机,顿时塑料瓶清澈透明;停止摇动时,又是烟雾缭绕.下列说法正确的是(    ) A.由于电场力的作用,烟尘颗粒会向金属片聚集 B.金属片和锯条之间是匀强电场 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中,如果带电荷量不变,加速度越来越大 D.加上高电压后,锯条附近产生大量离子 15.(24-25高二上·北京顺义·期末)一个不带电的空腔导体放入匀强电场E0中,达到静电平衡后,导体外部电场线分布如图所示。W为导体壳壁,A、B为空腔内两点。下列说法正确的是(  ) A.感应电荷在A、B两点场强相等 B.金属导体内外表面存在电势差 C.金属发生感应起电,左端外表面的感应电荷为负,右端外表面的感应电荷为正 D.金属处于静电平衡时,金属内部的电场强度与静电场E0大小相等、方向相反 16.(24-25高二上·河南南阳·期末)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 17.(24-25高二上·福建福州·期末)2024年11月18日,福州市科技馆举行了开馆仪式,新馆内有一个法拉第笼,它是一个圆柱形金属笼子,笼体与大地相连。人进入笼子后关闭笼门,工作人员接通高压电源,放电杆尖端靠近笼体时,出现放电火花,人却安然无恙。下列说法正确的是(  ) A.该装置主要利用了静电屏蔽的原理 B.该装置主要利用了磁偏转的原理 C.法拉第笼内的电场强度为零 D.法拉第笼内的电场强度不为零 18.(24-25高二上·河南开封·期中)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州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.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷 C.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 D.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小 19.(24-25高二上·全国)如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,手(图中为右手)按在金属球上,并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状态下,下列分析正确的是(  ) A.若用左手也去摸金属球,会被电击 B.若用左手与旁边的观众握手,会被电击 C.若右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态 D.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态 20.(2024高二上·全国·专题练习)如图所示,电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业,电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服,屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装,下列说法正确的是(  ) A.采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B.采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C.电工穿上屏蔽服后,体内电场强度为零 D.电工穿上屏蔽服后,体内电场强度不为零,但很弱 21.(24-25高二上·全国·课后作业)关于静电感应和静电平衡,以下说法正确的是(  ) A.静电感应是导体内的自由电子受静电力作用的结果 B.导体内的自由电子都不运动称为静电平衡 C.处于静电平衡状态时,导体所占空间各处场强均为零 D.处于静电平衡状态时,导体内部将没有多余的净电荷 22.(16-17高二上·福建福州·期中)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球带电,B球接地,则EM=0,EN=0 D.若使A球带电,B球接地,则EM≠0,EN=0 2 学科网(北京)股份有限公司 $$ 第03讲:静电的防止与利用 【考点归纳】 【考点梳理】 知识点一:静电感应现象 1.把导体放入电场,导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现等量异种电荷的现象. 2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场等于零,导体内的自由电子不再发生移动的状态. 3.静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零. (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.静电平衡导体上的电荷分布 带电的导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面.且在导体表面越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷. 知识点二:尖端放电与静电屏蔽 尖端放电 静电屏蔽 原理 导体尖端的强电场使附近的空气电离,电离后的异种离子与尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷. 当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而金属的外壳会对其内部起保护作用,使它内部不受外部电场的影响. 应用或防止 应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施. 防止:高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失. 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. 技巧总结:对静电平衡的理解 1.静电平衡的实质:金属导体放到场强为E0的电场中,金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷,而另一侧聚集正电荷,感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合场强减小.当感应电荷继续增加,合场强逐渐减小,合场强为零时,自由电荷的定向移动停止. 2.对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动. (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的. (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零,E′=-E. 3.静电平衡状态下的导体的电荷分布特点 (1)净电荷都分布在导体的表面,导体内部没有净电荷. (2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电量相等,远同近异. 【题型归纳】 题型一:静电屏蔽 【例1】.(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(    ) 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M、N不带电,M不接地,则Q带电时,N上无感应电荷 D.若M、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。 【跟踪训练1】(24-25高二上·北京·阶段练习)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。 【跟踪训练2】(24-25高二上·江西赣州·阶段练习)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。 题型二:静电屏蔽求电场强度 【例2】(24-25高一下·山东淄博·期末)长为的导体棒原来不带电,现将一个电量为的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处,如图所示。已知静电力常量为,当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒的中点处产生的电场强度大小为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【详解】当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒的中点处产生的电场强度大小与+q在O点产生的电场强度大小相等,方向相反,即,故选A。 【跟踪训练1】.(24-25高二上·安徽铜陵·阶段练习)如图所示,一导体棒原来不带电,现将等量异号点电荷对称放在棒水平轴线上,距离棒中点O均为,两点电荷带电量分别为和,当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在点产生的场强大小和方向分别为(  ) A.0 B.,水平向右 C.,水平向左 D.,水平向左 【答案】C 【详解】水平导体棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在点产生的场强与等量异号电荷在点产生的合电场等大反向,等量异号电荷在点产生的场强大小为 方向水平向右,所以棒上感应电荷在点产生的场强大小为 方向水平向左。 故选C。 【跟踪训练2】.(24-25高二上·广西玉林·期中)如图所示,原来不带电,长为l的导体棒水平放置,现将一个电荷量为()的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处,A、B分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为k。当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是(  ) A.棒的两端都感应出负电荷 B.棒上感应电荷在棒的中心轴线上距棒的右端处产生的电场强度大小为 C.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右 D.若用一根导线将A、B相连,导线上不会产生电流 【答案】D 【详解】A.由静电感应可知,棒左端感应出负电荷,右端感应出正电荷,故A错误; BC.q在棒中心O处产生的电场方向向右,根据平衡关系可知,棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场方向向左,大小相同; 同理可知,棒上感应电荷在棒的中心轴线上距棒的右端处产生的电场强度大小为 故BC错误; D.导体棒是等势体,左右端电势相等,若用一根导线将A、B相连,导线上不会产生电流,故D正确。 故选D。 题型三:静电的防止与利用 【例3】(24-25高一下·山东德州·期末)关于静电的应用和防止,下列说法不正确的是(  ) A.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形 B.静电平衡时导体内部电场强度为零 C.在地毯中夹杂不锈钢丝导电纤维,是为了防止静电危害 D.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了在着陆时使机身积累的电荷流入大地 【答案】A 【详解】A.避雷针利用尖端放电效应,顶端应设计成尖锐形状而非球形,故A错误; B.静电平衡时导体内部场强为零是基本性质,故B正确; C.地毯中加入导电纤维可导走静电,防止积累,故C正确; D.导电橡胶轮胎能将机身电荷导入大地,避免静电危害,故D正确。 本题选错误的,故选A。 【跟踪训练1】(24-25高一下·江西宜春·期末)2025年4月9日,深圳国际洁净室技术及防静电展览会召开,旨在促进洁净室工程行业新产品、新技术、新材料、新工艺及新装备的推广应用与经贸交流。关于静电的防止与利用,下列说法正确的是(  ) A.常见的静电防止有静电除尘、静电喷涂等 B.优质话筒线的外层包裹着金属编织层,利用了静电屏蔽的原理 C.高大建筑物顶端装上避雷针阻碍电荷导入大地,从而避免建筑物被雷电击坏 D.复印机是一种进行文字复印的设备,其工作原理和静电现象无关 【答案】B 【详解】A.静电除尘、静电喷涂等属于静电利用,选项A错误; B.优质话筒线的外层包裹着金属编织层,是利用静电屏蔽原理屏蔽外部干扰,实现保真信号传输,选项B正确; C.下雨时,一般会有雷电,如果在高大建筑物顶端装上避雷针,通过避雷针与大地相连,就能及时把电荷导入大地,从而避免建筑物被雷电击坏,如果没有安装会有危险,选项C错误; D.复印机是一种利用静电技术进行文字复印的设备,是利用异种电荷间的吸引力来工作的,属于静电的利用,选项D错误。 故选B。 【跟踪训练2】(24-25高二上·广西南宁·期末)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。 题型四:导体上电荷的分布与尖端放电 【例4】(25-26高二上·全国·周测)如图所示是空气净化器内部结构的简化图,其中的负极针组件产生电晕,释放出大量电子,电子被空气中的氧分子捕捉,从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电,进而使其吸附到带电的集尘栅板上,达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是(  ) A.负极针组件产生电晕,利用了尖端放电的原理 B.为了更有效地吸附尘埃,集尘栅板应带正电 C.负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度 D.带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中,动能增大 【答案】C 【详解】A.负极针组件产生电晕,释放出大量电子,利用了尖端放电的原理,故A正确,不符合题意; B.负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带负电,为了更有效地吸附尘埃,故集尘栅板应带正电,故B正确,不符合题意; C.负极针组件附近电荷密度大,电场线比较密集,电场强度大于集尘栅板附近的电场强度,故C错误,符合题意; D.带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中,电场力做正功,动能增大,故D正确,不符合题意。 故选C。 【跟踪训练1】(24-25高二上·广东河源·期末)如图,在积雨云层中,强烈的对流运动使得正电荷聚集在云层上部,负电荷聚集在云层下部,云层内出现很强的电场,就会出现云内放电现象,形成由上向下的电流,取大地电势为零,下列说法正确的是(    ) A.云层上部电势比下部高 B.云层上部的电荷量不是元电荷的整数倍 C.云层内的电场强度方向向上 D.云内放电时,电子由上部向下部运动 【答案】A 【详解】ACD.由题知,放电过程中,云层内形成由上向下的电流,因电子运动的方向与电流方向相反,故云内放电时,电子由下部向上部运动,说明电子所受的电场力方向向上,因负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反,故电场强度方向向下,故云层上部电势比下部高,故A正确,CD错误; B.任何带电体所带电荷都等于元电荷或者是元电荷的整数倍,故云层上部的电荷量是元电荷的整数倍,故B错误。 故选A。 【跟踪训练2】(23-24高一下·湖南·期末)下列应用与尖端放电现象无关的是(  ) A.家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置 B.高压设备中的导体表面尽量光滑,以减少高压设备上电能的损失 C.超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服 D.在高大建筑物屋顶安装一根尖锐的金属棒,用粗导线与接地装置连接以防止建筑物被雷击 【答案】C 【详解】避雷针、家用煤气灶和燃气热水器上安装的点火装置及高压设备中导体表面尽量光滑,都与尖端放电有关;超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服是利用静电屏敲,与尖端放电无关。 故选C。 题型五:静电屏蔽综合应用 【例题5】(24-25高二上·云南昆明)空气净化器及其原理示意图如图所示。污浊空气通过过滤网后尘埃带电,图中充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极(接地)。下列表述正确的是(  ) A.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 B.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上 D.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 【答案】D 【详解】A.图像可知尘埃经过过滤网后被正极吸引,所以尘埃带负电,带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反,故A错误; B.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功,故B错误; C.因为充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极,所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下,故C错误; D.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功,动能增大,故D正确。 故选D。 【跟踪训练1】(24-25高二上·广东肇庆·期末)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。 【跟踪训练2】(24-25高二上·河南周口·期中)在水平向右的场强大小为的匀强电场中,放入一不带电的导体球,导体球在静电平衡后其周围的电场分布如图所示,以球心O为坐标原点建立直角坐标系,x轴平行于原匀强电场的方向。已知M、N为x轴上关于O点对称的两个点,两点场强分别为、,P、Q为y轴上关于O点对称的两个点,两点场强分别为、,且有,,下列选项正确的是(  ) A. B. C.导体球上的感应电荷在M点产生的电场方向向左 D.导体球上的感应电荷在P点产生的电场方向向左 【答案】D 【详解】根据对称性可知 ,, 所以导体球上的感应电荷在M点产生的电场方向向右,因为 所以导体球上的感应电荷在P点产生的电场方向向左。 故选D。 【高分演练】 一、单选题 1.(24-25高一下·浙江杭州·期中)下列关于静电现象的说法,正确的是(  ) A.图甲中,高压输电线最上面两根导线的作用是和大地一起组成稀疏金属“网”把高压线屏蔽起来 B.图乙中,因为有金属网的屏蔽,A球上的电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 C.图丙中,范德格拉夫起电机的传送带是用导电性能良好的材料做的 D.图丁中,烟尘吸附从负极释放出来的电子,在电场力作用下向A板运动 【答案】A 【详解】A.高压输电线最上面两根导线是避雷线,它们与大地相连,和大地一起组成稀疏金属 “网”,能把高压线屏蔽起来,避免雷击,故A正确; B.图乙中,由于金属网的屏蔽,验电器箔片不会张开,此时A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度与金属网产生的感应电场相互平衡,不是A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零,故B错误; C.范德格拉夫起电机的传送带需要不断将电荷传递到顶端金属球,若用导电性能良好的材料做传送带,电荷会通过传送带导走,无法实现起电,所以传送带是用绝缘材料做的,故C错误; D.在静电除尘中,A板带正电,B为负极,且B处附近电场强度很强,B处空气被电离,烟尘吸附从空气电离释放出来的电子后带负电,在电场力作用下应向带正电的A板运动,故D错误。 故选A。 2.(24-25高二上·浙江绍兴·期末)如图所示为静电推进装置的基本原理图。发射极和吸板分别接在高压直流电源的两极,带电液滴由发射极向吸板运动,不计液滴重力,以下说法正确的是(  ) A.液滴携带负电荷 B.电场力对液滴做正功 C.液滴做匀变速直线运动 D.液滴的电势能在不断增加 【答案】B 【详解】ABD.由图可知,发射极与电源正极相连,吸板与电源负极相连,而发射出的带电液滴从发射极向吸板运动,即电场力对液滴做正功,可知液滴带正电,并且液滴的电势能减小,故AD错误,B正确; C.发射极的尖端集聚大量的正电荷,故越靠近尖端,电场线越密,电场强度越大,所以该电场是非匀强电场,从左到右,电场强度不断减小,故加速度不断减小,所以液滴不是做匀变速直线运动,故C错误。 故选B。 3.(24-25高二上·甘肃平凉·期中)长为L的导体棒原来不带电,将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示。当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于(  ) A. B. C. D. 【答案】D 【详解】导体棒处于静电平衡状态,内部场强处处为0,即感应电荷在棒内中心点产生的场强与点电荷在该点产生的场强叠加为0,即感应的电荷在棒内中点处产生的场强为 故选D。 4.(24-25高二上·广东·阶段练习)如图所示,底部绝缘的金属薄片和金属丝放置在透明无底玻璃瓶里面,用金属导线分别接在起电机的正负极上,玻璃瓶中间放置点燃的蚊香。摇动起电机,蚊香产生的烟尘颗粒会被金属薄片吸附,下列说法正确的是(  ) A.金属薄片和金属丝之间的电场是匀强电场 B.烟尘颗粒带正电 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离金属薄片越近速度越大 D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离金属薄片越近电势能越大 【答案】C 【详解】A.由题意可知金属薄片和金属丝之间的电场大小不是处处相等,方向不是处处相同,不是匀强电场,故A错误; B.金属薄片接在起电机的正极,即金属薄片带正电,且烟尘颗粒会被金属薄片吸附,则烟尘颗粒应带负电,故B错误; CD.同一烟尘颗粒在被吸附过程中,在电场力作用下向金属薄片做加速运动,电场力做正功,因此离金属薄片越近,烟尘颗粒的速度越大、电势能越小,故C正确,D错误。 故选C。 5.(24-25高二上·安徽合肥·期中)秋冬天气干燥,是静电爆发期,如图所示带负电的手靠近金属门锁时会被电击。下列说法正确的是(  ) A.在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出负电荷 B.电击过程,门锁上的部分电子转移到手上 C.为了避免电击,可以在化纤衣服上擦擦手再去开门 D.为了避免电击,可以摸一下墙再去开门 【答案】D 【详解】A.因手带负电,则在靠近门锁但还未被电击过程中,门锁近手端感应出正电荷,故A错误; B.电击过程,因手带负电,则手上的部分电子转移到门锁上,故B错误; CD.触摸导体才能将手上的电荷导走,化纤衣物不导电,容易积累静电,故C错误,D正确。 故选D。 6.(24-25高二上·山西·期中)关于静电平衡,下列说法正确的是(  ) A.导体内部的电场强度处处为0 B.导体内的自由电子在发生定向移动 C.导体的外表面没有电荷 D.越尖锐的位置,电荷的密度越小 【答案】A 【详解】A.处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零,故A正确; B.由于导体内部场强为零,则导体内没有定向移动的自由电子,故B错误; C.导体的外表面有电荷分布,故C错误; D.越尖锐的位置,电荷的密度越大,故D错误。 故选A。 7.(24-25高二上·新疆·期中)静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年就有对静电现象的记载。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.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 B.印刷车间的空气应保持干燥,以便导走纸页间因相互摩擦而产生的静电 C.油罐车后面拖地的铁链的作用是把电荷导入大地,避免静电造成危害 D.与丝绸摩擦后的玻璃棒带上了正电荷,是因为丝绸上的正电荷转移到了玻璃棒上 【答案】C 【详解】A.摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体,而不是创造出新的电荷,故A错误; B.印刷车间的空气应保持湿润,以便导走纸页间因相互摩擦而产生的静电,故B错误; C.油罐车后面拖地的铁链的作用是把电荷导入大地,避免静电造成危害,故C正确; D.与丝绸摩擦后的玻璃棒带上了正电荷,是因为玻璃棒失去了电子,故D错误。 故选C。 8.(24-25高二上·吉林延边·阶段练习)关于静电的防止与利用,下列说法错误的是(  ) A.图甲为静电喷漆的示意图,静电喷漆是利用同种电荷相互排斥,使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 B.乙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C.丙图的自助加油机都会有除静电装置,通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会消除工作人员身上的静电 D.丁图的超高压带电作业,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,这样做的目的是电工被铜丝衣服所包裹,使衣服内电场强度为零 【答案】A 【详解】A.静电喷漆利用的是带负电的油漆微粒在静电力作用下向正极运动,故A错误,符合题意; B.点火器的放电电极做成钉尖形是为了利用尖端放电,使在电压不高的情况下也容易点火,故B正确,不符合题意; C.加油机的除静电装置通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会导走身上的静电,保证加油站的安全,故C正确,不符合题意; D.因为超高压输电线周围存在很强的电场,带电作业的工人直接进入这样的强电场会有生命危险。如果工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服,这身工作服就像一个金属网罩,可以起到静电屏蔽的作用,使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来,工人就可以安全作业了,故D正确,不符合题意。 故选A。 9.(24-25高二上·广西河池·阶段练习)如图,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。下列说法正确的是(   ) A., B.和带负电,和带正电 C.在导体球C的作用下,导体中的自由电子向B移动,使B带上负电 D.在导体球C的作用下,导体中的带正电的离子向A移动,使A带上正电 【答案】C 【详解】A.由于导体不带电,因此无论沿虚线1还是沿虚线2将导体分开,左右两部分所带电荷量总是相等的;,,故A错误; B.由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,则和带正电,和带负电,故B错误; CD.导体中只有自由电子能够移动,则自由电子受到向右的电场力向B移动,B带上负电,A部分一定带正电,故C正确,D错误。 故选C。 10.(24-25高二上·河北·阶段练习)如图所示,点电荷A和B带电荷量分别为和,彼此相距6cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1cm的金属球壳,静电力常量,则球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度大小为(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】点电荷在点的电场强度大小为 方向由指向; 点电荷在点的电场强度大小为 方向由指向; 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 方向由指向。 故选C。 11.(24-25高二上·河南·阶段练习)关于静电的防止与利用,下列四幅图中的现象与其余三幅的原理不同的是(  ) A.图甲中建筑物顶端的避雷针 B.图乙中验电器的张角闭合 C.图丙中三条高压输电线上方有两条导线与大地相连 D.图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服 【答案】A 【详解】图甲中带正电的云层在避雷针处感应出负电荷(来自大地),当电荷聚集较多时,产生尖端放电现象,将云层中的电荷导入大地;图乙中金属网实现了静电屏蔽作用;图丙中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,把高压线屏蔽起来,免遭雷击;图丁中带电作业工人穿着含金属丝织物制成的工作服,金属丝织物能起到静电屏蔽作用,保护工人安全。 故选A。 12.(22-23高一下·江苏徐州·期中)如图所示,带负电的点电荷旁有一接地金属板,A为金属板内的一点,B为金属板左侧外表面上的一点,下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的电场强度方向判断正确的是(    ) A.感应电荷在A点的电场强度沿方向 B.感应电荷在A点的电场强度沿方向 C.感应电荷在B点的电场强度可能沿方向 D.感应电荷在B点的电场强度可能沿方向 【答案】C 【详解】A B.金属内部场强为0,点电荷在A点场强方向为E1,感应电荷的场强和E1二者叠加后才能为0,故感应电荷在A点的场强沿E1的反方向,故AB错误; C D.B点十分靠近金属板,可认为是在金属板上,金属板是等势体,电场线与等势面垂直,那么B点合场强方向应垂直金属板向外,而源电荷引起的分场强指向负电荷,合场强分解,一个方向指向负电荷,一个方向则可能为题目所给的E3方向,不可能沿E4方向,故C正确,D错误; 故选C。 二、多选题 13.(24-25高一下·山东烟台·期末)下列关于静电现象的说法正确的是(  ) A.避雷针利用了导体凸起尖锐的地方电荷稀疏,附近空间电场较弱的特点 B.印刷车间的空气应保持适当湿度,以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C.静电喷漆时金属工件与油漆雾滴带同种电荷,在静电斥力作用下喷涂更均匀 D.油罐车车尾装有拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 【答案】BD 【详解】A.避雷针利用尖端放电原理,尖端处电荷密集,电场强度大,更容易电离空气,从而将电荷导入大地,A错误; B.印刷车间保持湿度可增加空气导电性,及时导走纸页摩擦产生的静电,避免积累,B正确; C.静电喷漆时工件与油漆雾滴应带异种电荷,利用静电引力使喷涂均匀,C错误; D.油罐车导电拖地带将运输中摩擦产生的静电导入大地,防止电荷积累引发危险,D正确。 故选BD。 14.(24-25高一下·湖南湘潭·期末)如图甲是某同学设计的一静电除尘实验装置,两端开口的空塑料瓶中固定着一根钢锯条和一块金属片,图乙为塑料瓶俯视图.将钢锯条和金属片分别跟手摇发电机的两极相连.将点燃的蚊香放入塑料瓶内,很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕.摇动手摇发电机,顿时塑料瓶清澈透明;停止摇动时,又是烟雾缭绕.下列说法正确的是(    ) A.由于电场力的作用,烟尘颗粒会向金属片聚集 B.金属片和锯条之间是匀强电场 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中,如果带电荷量不变,加速度越来越大 D.加上高电压后,锯条附近产生大量离子 【答案】AD 【详解】A.当静电除尘装置接通静电高压时,锯条和金属片之间存在强电场,它使空气电离而产生阴离子和阳离子,负离子在电场力的作用下,向正极移动时,碰到烟尘微粒使它带负电,带电烟尘在电场力的作用下,向正极移动;带电烟尘带负电,最终到达正极,烟尘最终被吸附到金属片上,故A正确; B.尖端附近的电场线密集,所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场,不是匀强电场,故B错误; C.尖端附近的电场线密集,所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场,烟尘向金属片移动的过程中加速度越来越小,故C错误; D.选用锯条的目的是为了利用尖端放电,故D正确。 故选AD。 15.(24-25高二上·北京顺义·期末)一个不带电的空腔导体放入匀强电场E0中,达到静电平衡后,导体外部电场线分布如图所示。W为导体壳壁,A、B为空腔内两点。下列说法正确的是(  ) A.感应电荷在A、B两点场强相等 B.金属导体内外表面存在电势差 C.金属发生感应起电,左端外表面的感应电荷为负,右端外表面的感应电荷为正 D.金属处于静电平衡时,金属内部的电场强度与静电场E0大小相等、方向相反 【答案】AC 【详解】AD.根据静电平衡下导体内部特征,金属内部被静电屏蔽,金属内部的电场强度为0,此时金属内部的感应电场强度与静电场电场强度大小相等、方向相反,故感应电荷在A、B两点场强相等,故A正确,故D错误; B.根据静电平衡下导体内部特征,金属整体是等势体,金属导体内外表面电势差为0,故B错误; C.金属放在静电场中会发生感应起电,左端外表面的感应电荷为负,右端外表面的感应电荷为正,故C正确; 故选AC。 16.(24-25高二上·河南南阳·期末)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。 17.(24-25高二上·福建福州·期末)2024年11月18日,福州市科技馆举行了开馆仪式,新馆内有一个法拉第笼,它是一个圆柱形金属笼子,笼体与大地相连。人进入笼子后关闭笼门,工作人员接通高压电源,放电杆尖端靠近笼体时,出现放电火花,人却安然无恙。下列说法正确的是(  ) A.该装置主要利用了静电屏蔽的原理 B.该装置主要利用了磁偏转的原理 C.法拉第笼内的电场强度为零 D.法拉第笼内的电场强度不为零 【答案】AC 【详解】A.法拉第笼是金属笼子,可知,该装置主要利用了静电屏蔽的原理,故A正确; B.结合上述可知,该装置主要利用了静电屏蔽的原理,没有利用了磁偏转原理,故B错误; CD.法拉第笼处于静电平衡状态时,笼内的电场强度为零,故C正确,D错误。 故选AC。 18.(24-25高二上·河南开封·期中)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州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.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷 C.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 D.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小 【答案】BC 【详解】AB.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,A错误,B正确; C.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施,故C正确; D.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,D错误。 故选BC。 19.(24-25高二上·全国)如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图,核心装置为一个金属球,在干燥的空气里,体验者双脚站在绝缘凳上,手(图中为右手)按在金属球上,并远离周围其他物体。一条特殊传送带(图中未画出)给金属球不断地输送电荷,过一段时间后,体验者的头发便会四处散开,甚至倒立,十分有趣,在此状态下,下列分析正确的是(  ) A.若用左手也去摸金属球,会被电击 B.若用左手与旁边的观众握手,会被电击 C.若右手离开金属球,则头发会立刻恢复常态 D.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,头发会立刻恢复常态 【答案】BD 【详解】A.若用左手也去摸金属球,不会被电击,故A错误; B.若用左手与旁边的观众握手,会发生放电现象而被电击,故B正确; C.若右手离开金属球,电荷不会转移,则头发仍然四处散开,故C错误; D.若右手离开金属球而且走下绝缘凳,则电荷将进入大地,人体将不再带电,头发会立刻恢复常态,故D正确。 故选BD。 20.(2024高二上·全国·专题练习)如图所示,电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业,电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服,屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装,下列说法正确的是(  ) A.采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B.采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C.电工穿上屏蔽服后,体内电场强度为零 D.电工穿上屏蔽服后,体内电场强度不为零,但很弱 【答案】BC 【详解】AB.采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽,故A错误,B正确; CD.电工穿上屏蔽服靠近高压线时,屏蔽服外的高压电场对屏蔽服内部不产生影响,屏蔽服内部电场强度仍保持为0,所以电工穿上屏蔽服后体内的电场强度为0,故C正确,D错误。 故选BC。 21.(24-25高二上·全国·课后作业)关于静电感应和静电平衡,以下说法正确的是(  ) A.静电感应是导体内的自由电子受静电力作用的结果 B.导体内的自由电子都不运动称为静电平衡 C.处于静电平衡状态时,导体所占空间各处场强均为零 D.处于静电平衡状态时,导体内部将没有多余的净电荷 【答案】AD 【详解】A.静电平衡是导体内的自由电子受静电力的作用而发生定向移动,最后达到稳定的状态,A正确; B.达到静电平衡后,自由电子不再定向移动,但是仍然做无规则的热运动,B错误; C.导体处于静电平衡时,导体内部的场强为零,但导体表面的场强不为零,C错误; D.导体处于静电平衡时,电荷只分布在导体外表面上,导体内部没有多余的净电荷,D正确。 故选AD。 22.(16-17高二上·福建福州·期中)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球带电,B球接地,则EM=0,EN=0 D.若使A球带电,B球接地,则EM≠0,EN=0 【答案】BD 【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,因此 EM=0,而EN≠0 故B正确; CD.如使A球带电,B球接地,是接地屏蔽,外部无电场,内部有电场,即 EM≠0,EN=0 故C错误,D正确。 故选BD。 2 学科网(北京)股份有限公司 $$

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第03讲:静电的防止与利用【五大考点+五大题型】-2025-2026学年高二上学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列(人教版必修第三册)
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