第九章 4.静电的防止与利用 -【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理课件围绕“静电的防止与利用”，系统梳理静电平衡、尖端放电、静电屏蔽、静电吸附等核心知识点，从静电感应现象切入，通过情景思辨（如铜丝屏蔽服判断题）衔接前后知识，构建从基础概念到实际应用的学习支架。 其亮点在于结合生活实例（如静电除尘、避雷针），通过典例分析和素养训练落实物理观念与科学思维，例如利用静电平衡条件推导感应电荷电场强度，培养科学推理能力。学生能直观理解理论应用，教师可通过检测题及时查缺补漏，提升教学效率。

4.静电的防止与利用 课标要求 素养目标 了解生产生 活中关于静 电的利用与 保护 1.认识静电平衡，能说出导体达到静电平衡状态时的 基本特征。（物理观念） 2.了解尖端放电和静电屏蔽现象，知道导体上电荷的 分布特点。（物理观念） 3.会根据静电屏蔽和静电平衡的条件，分析感应电荷 的电场强度。（科学思维） 4.能应用静电吸附的性质，解释静电除尘、静电喷 漆、静电复印的工作原理。（科学思维） 5.通过探究静电屏蔽现象，联系生活，了解静电的防 止和利用。（科学探究） 目 录 01. 基础知识·准落实 02. 核心要点·快突破 03. 教学效果·勤检测 04. 课时训练·提素能 基础知识·准落实 梳理归纳 自主学习 01 目录 知识点一　静电平衡　尖端放电 1. 静电平衡 （1）静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体 的两侧出现 ⁠的现象。 （2）静电平衡状态：导体两侧出现的感应电荷在导体内部产生的 电场与外加电场的合电场强度为 ，导体内的自由电子不 再发生定向移动的状态。 （3）处于静电平衡状态的导体，其 的电场强度处处为0。 感应电荷　 0　 内部　 目录 物理·必修第三册 2. 尖端放电 （1）空气的电离：导体尖端的电荷 很大，周围的电场强 度很大，使空气中的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子 碰撞从而使空气分子中的正负电荷 ⁠的现象。 （2）尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的 异种离子与尖端上的电荷 ，相当于导体从尖端失去 电荷的现象。 密度　 分离　 中和　 目录 物理·必修第三册 3. 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 ，减少电能的 损失。 避雷针　 光滑　 目录 物理·必修第三册 知识点二　静电屏蔽　静电吸附 1. 静电屏蔽 （1）定义：静电平衡时，导体壳内电场强度保持为0， ⁠ ⁠对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作 静电屏蔽。 （2）应用 ①把电学仪器放在封闭的金属壳或金属网里。 ②野外三条输电线上方架设两条导线，与大地相连，形成一 个稀疏的金属“网”，把高压输电线屏蔽起来。 外电 场　 目录 物理·必修第三册 2. 静电吸附 （1）静电除尘：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。 （2）静电喷漆：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，微粒飞向正极的工件，并沉积在工件的表 面，完成喷漆工作。 目录 物理·必修第三册 （3）静电复印 ①核心部件：有机光导体鼓，有机光导体（OPC）在受到光 照射时变成导体。 ②工作过程 目录 物理·必修第三册 【情景思辨】 随着科技的发展，人类对于电的需求越来越广，电能输送过程中的输 送电压越来越高，电工师傅为了不影响用户用电，需要带电作业，作 业时需穿特制的屏蔽服，屏蔽服是采用均匀的铜丝编织成的服装。判 断下列说法的正误。 目录 物理·必修第三册 （1）铜丝编织的衣服不容易被拉破，所以用铜丝编织作业服。 （　×　） （2）电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内无电场，对人体起保护作 用。 （　×　） （3）电工被铜丝编织的衣服包裹，使体内电场强度保持为零，对人 体起保护作用。 （　√　） （4）铜丝衣服必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用。 （　×　） × × √ × 目录 物理·必修第三册 核心要点·快突破 互动探究 深化认知 02 目录 要点一　对静电平衡的理解 【探究】 如图，把一个不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发 生定向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷。请思考：自由电子 定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？ 提示：自由电子受电场力的作用发生定向移动。电子带负电，故定向移动方向和外加电场强度方向相反。 目录 物理·必修第三册 【归纳】 1. 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电场强度处处为零是指外电场E0与 导体两端的感应电荷产生的附加电场E'的合电场强度为零， 即E'＝－E0。 目录 物理·必修第三册 2. 静电平衡状态下导体上的电荷和电场线分布特点 （1）净电荷只分布在导体表面，内部没有净电荷。 （2）感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远 同，如图甲所示。 目录 物理·必修第三册 （3）净电荷在导体表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷 的分布越密集，如图乙所示。 （4）导体内部电场强度为零，故没有电场线。导体表面处电场线 与导体表面处处垂直。 目录 物理·必修第三册 【典例1】　如图所示，一个不带电的枕形导体，固定在绝缘支架 上，左端通过开关S接地，A、B是导体内部的两点，当开关S断开 时，将带正电的小球置于导体左侧。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的电场强度相等，且都不为零 B. A、B两点的电场强度不相等 C. 导体上的感应电荷在A、B两点的电场强度大小相等 D. 当开关S闭合时，电子沿导线从大地向导体移动 目录 物理·必修第三册 解析：枕形导体在带电小球附近，出现静电感应现象，导致导体内电 荷重新分布，因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场，与带电小球 的电场叠加，导体处于静电平衡状态，内部电场强度处处为零，电势 相等，故A、B错误；在枕形导体内部场强处处为零，是带电小球产 生电场的场强与感应电荷产生电场的场强大小相等、方向相反引起 的，带电小球产生电场在A点的场强大于在B点的场强，所以感应电荷 在A点产生的场强较大，故C错误；当开关S闭合时，大地相当于远 端，电子从大地向导体移动，使导体带负电，故D正确。 目录 物理·必修第三册 1. 矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷 产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是（　　） 目录 物理·必修第三册 解析：　导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处处为0， 感应电荷在导体内部某处产生的电场强度与场源电荷Q在此处产生 的电场强度大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误。 目录 物理·必修第三册 2. 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. Ea＞Eb＞Ec＞Ed B. Ea＞Ec＞Ed＞Eb C. Ea＞Ec＝Ed＞Eb D. Ea＜Eb＜Ec＝Ed 解析：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Ea＞Ec＞Ed＞Eb，故B正确，A、C、D错误。 目录 物理·必修第三册 要点二　对静电屏蔽的理解 【探究】 　在如图所示的实验中，验电器的金属箔片能张开吗？为什么？ 目录 物理·必修第三册 （2）图乙中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界 产生影响。 （3）图丙中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无 影响，网外的带电体对网内也无影响。 提示：（1）图甲中不会张开，金属网可以屏蔽外电场。 目录 物理·必修第三册 【归纳】 1. 静电屏蔽的实质 静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象并达到静电平衡，使金属壳 内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场 “挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢 量和为零，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体。 目录 物理·必修第三册 2. 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 目录 物理·必修第三册 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 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产生 的电场在空腔内的合电场强 度为零，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 目录 物理·必修第三册 3. 静电屏蔽问题的三点注意 （1）空腔可以屏蔽外界电场，接地的空腔可以屏蔽内部的电场， 其本质都是因为激发电场与感应电场叠加的结果，分析中应 特别注意分清是哪一部分电场作用的结果，还是合电场作用 的结果。 （2）对静电感应，要掌握导体内部的自由电荷是如何移动的，是 如何建立起附加电场的，何处会出现感应电荷。 （3）对静电平衡，要理解导体达到静电平衡时所具有的特点。 目录 物理·必修第三册 【典例2】　如图，某科技馆的静电表演台上，体验者站在一 个接地金属笼中，一位工作人员手持50 kV的高压放电杆靠近 金属笼，当与笼壁间距接近30 cm时，放电杆与笼壁间会产生 强烈的电弧，而此时笼中的体验者即使手摸笼体内部也安然 无恙。则在放电杆放电时（　　） 目录 物理·必修第三册 A. 笼体上感应电荷在笼体内激发的电场的电场强度处处为零 B. 放电杆在笼体内激发的电场的电场强度处处为零 C. 笼体表面及其内部任意位置的电场强度均为零 D. 只有笼体的外表面带电，笼体内表面不带电 目录 物理·必修第三册 解析：达到静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零， 即感应电荷的电场与放电杆上电荷的电场的合电场强度为 零，但放电杆在笼体内激发的电场的电场强度不为零，笼体 上感应电荷在笼体内激发的电场的电场强度也不为零，选项 A、B错误；笼体内部任意位置的电场强度为零，但笼体外表 面的电场强度不为零，选项C错误；处于静电平衡状态时，只 有笼体的外表面带电，笼体内表面不带电，选项D正确。 目录 物理·必修第三册 1. 如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器 C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（　　） A. 金属罩B的内表面带正电荷 B. 金属罩B的右侧外表面带正电荷 C. 验电器C的金属箔片将张开 D. 金属罩B左、右两侧电荷电性相同 目录 物理·必修第三册 解析：　金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，A 错误；由于静电感应，使金属罩B在左侧外表面感应出负电荷，所 以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，B正确，D错误；由于静电 屏蔽，金属罩内电场强度为零，故验电器C上无感应电荷，验电器 C的金属箔片不会张开，C错误。 目录 物理·必修第三册 2. （多选）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，体内场强为零 D. 屏蔽服中的金属网不能起到屏蔽作用 目录 物理·必修第三册 解析：　屏蔽服的作用是在穿上后，使处于高压电场中的人体 内电场强度处处为零，从而使人体免受高压电场及电磁波的危害， 可知B、C正确，A、D错误。 目录 物理·必修第三册 要点三　静电的防止和利用 1. 静电是如何产生的 两种不同的物体相互摩擦可以起电，甚至干燥的空气与衣物摩 擦也会起电。摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流失，而在 不导电的绝缘体（如化纤、毛织物等物体）上就不会流失而形 成静电，并聚集起来，当达到一定的电压时就产生放电现象， 产生火花并发出声响。 目录 物理·必修第三册 2. 静电的应用和防止 （1）静电的应用 利用静电的性质 应用举例 利用静电能 吸引轻小物体 静电复印、静电喷漆、静电喷雾、激光打 印、静电除尘 利用高压产生的电场 静电保鲜、静电灭菌、农作物种子处理 利用放电产生物 臭氧防止紫外线、氮合成氨 目录 物理·必修第三册 （2）静电的防止 防止静电危害的基本办法是尽快把产生的静电导走，避免越 积越多。 防止静电的途径主要有： ①避免产生静电，例如，在可能情况下选用不易产生静电的 材料。 ②避免静电的积累，产生的静电要设法导走，例如，增加空 气湿度、接地等。 目录 物理·必修第三册 【典例3】　（多选）静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、 静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电 场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下 说法正确的是（　　） A. 在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 B. 涂料微粒一定带正电 C. 涂料微粒一定带负电 D. 涂料微粒可以带正电，也可以带负电 目录 物理·必修第三册 解析：静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸 附到工件上，而达到喷漆的目的，故A正确；由题图知，待喷漆工件 带正电，所以涂料微粒应带负电，故C正确，B、D错误。 目录 物理·必修第三册 1. 在手术时，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。这是为了（　　） A. 除菌消毒 B. 消除静电 C. 利用静电 D. 防止漏电 解析：　在可燃气体环境（如乙醚）中产生的静电，容易引起爆 炸，应设法把产生的静电消除（如导入大地），因此选项B正确。 目录 物理·必修第三册 2. 如图所示的是静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的 作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管 壁上，排出的烟就清洁了。就此示意图，下列说法正确的是（　） A. Q接电源的正极，且电场强度Em＝En B. Q接电源的正极，且电场强度 Em＞En C. P接电源的正极，且电场强度 Em＝En D. P接电源的正极，且电场强度 Em＞En 目录 物理·必修第三册 解析：　管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离 而产生电子和正离子。电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。所以金属管Q应接高压电源的正极，金属 丝P接负极。构成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝， 电场强度越强，故A、C、D错误，B正确。 目录 物理·必修第三册 教学效果·勤检测 强化技能 查缺补漏 03 目录 1. 一个带电的金属球，当它带的电荷量增加且稳定后，其内部的电场 强度（　　） A. 一定增强 B. 不变 C. 一定减弱 D. 可能增强，也可能减弱 解析：　孤立的带电金属球处于静电平衡，则内部电场强度为 零，当它带的电荷量增加，再次达到静电平衡，其内部电场强度仍 为零，故B正确。 目录 物理·必修第三册 2. 如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正 极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为 尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可 看到放电现象，先产生放电现象的是（　　） A. A金属柱 B. B金属柱 C. A、B金属柱同时 D. 可能是A金属柱，也可能是B金属柱 解析：导体尖端电荷比较密集，更容易产生放电现象，故选A。 目录 物理·必修第三册 3. 如图所示的有线电视信号线内有一层金属编织网，其主要作用是 （　　） A. 加固作用不易折断信号线 B. 用于信号的传输 C. 为防止外界电场干扰 D. 铜芯与金属网分别接在电路的两极组成回路 解析：　根据静电屏蔽原理，金属网能屏蔽外部电场，为防止外 界电场干扰，故选C。 目录 物理·必修第三册 4. 一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有 适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球 和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为（　　） A. QA＝10－8 C，QB＝10－8 C B. QA＝2×10－8 C，QB＝0 C. QA＝0，QB＝2×10－8 C D. QA＝4×10－8 C，QB＝－2×10－8 C 解析：　A、B接触中和后净电荷只分布在空心金属球A的外表面 上，所以QA＝2×10－8 C，QB＝0，故B正确。 目录 物理·必修第三册 5. 如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击。经研究发 现，这是由于传送带在传送过程中带上了电。 （1）解释为什么靠近传送带的物体会带电？ 答案：传送带因为与被传送的物体间发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为静电感应也带上电。 目录 物理·必修第三册 （2）你可以用什么方法来解决这个问题？ 答案：要避免这种电击，可以把导体材 料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变 成导体，或者用导体制造传送带，再用适当的 方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也 不会再遭电击。 目录 物理·必修第三册 04 课时训练·提素能 分层达标 素养提升 目录 考点一　对静电平衡、静电屏蔽的理解 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 解析：　导体内部电场强度处处为零是感应电荷的电场与外电场 叠加的结果，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 2. 如图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导 体，a、b为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时，则 （　　） A. a、b两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea＞Eb B. a、b两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea＜Eb C. 感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea'和Eb' 的关系是Ea'＞Eb' D. 感应电荷在a、b两点产生的场强大小Ea'和Eb' 的关系是Ea'＝Eb' 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，故a、b 两点的场强大小Ea、Eb的关系为Ea＝Eb，故A、B错误；处于静电平 衡状态的导体，内部合场强为零，则感应电荷在a、b两点产生的场 强和外部电荷在a、b两点产生的场强大小相等、方向相反，根据E ＝可知Ea'＞Eb'，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 3. 如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当外部加上水平向右的、 电场强度大小为E的匀强电场时，下列说法正确的是（　　） A. 验电器的箔片张开 B. 金属网罩内部空间存在向右的匀强电场 C. 金属网罩上的感应电荷在金属网罩内部空间产生的电场方 向水平向左 D. 金属网罩内外表面都存在感应电荷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　因为在金属内部电子可以自由移动，当在外部加上水平 向右的、电场强度大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与 外加电场相反的电场来抵消在金属内部的电场，以保证平衡，从而 金属上电荷重新分布，就是所谓的“静电屏蔽”。此时验电器不会 受到影响，故验电器的箔片不张开，选项A、B错误；由以上分析 可知，金属网罩上的感应电荷在金属网罩内部空间产生的电场方向 水平向左，选项C正确；由于静电感应，金属网罩外表面存在感应 电荷，内表面不存在感应电荷，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 4. 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从小孔中放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，则 （　　） A. B的空腔内电场强度为零 B. B不带电 C. B的外表面带正电 D. B的内表面带负电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　因为金属壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷， 只有内表面有感应电荷分布，由于A带正电，则B的内表面带负 电，D正确，B、C错误；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场 和金属壳内表面感应电荷产生的电场，所以空腔内电场强度不为 零，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 考点二　静电的防止和利用 5. 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重要途径。下列有关电学知识的说法错误的是 （　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 A. 图甲中工作人员在超高压带电作业时，穿用金属丝编制的工作服可 以起到静电屏蔽的作用 B. 图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的 C. 图丙中的避雷针，可以在雷雨天防止建筑物被雷击 D. 图丁中静电喷漆时被喷的金属件与油漆微粒带相同电性的电荷，这 样使油漆在静电斥力作用下喷涂更均匀 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　为了保证题图甲中超高压带电作业的工作人员的安全， 他们必须穿上金属丝编制的工作服，以起到静电屏蔽的作用，A正 确；题图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成 的，B正确；题图丙中的避雷针，是在高大建筑物顶端安装尖锐的 导体棒，用粗导线将导体棒与接地装置连接，当带电的雷雨云接近 建筑物时，通过尖端放电，可防止建筑物被雷击，C正确；题图丁 中喷枪喷出的油漆微粒带同种电荷，因相互排斥而散开，形成雾 状，被喷涂的金属件带相反电性的电荷，对油漆微粒产生引力，把 油漆微粒吸到表面，完成喷漆工作，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 6. 如图所示的是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. 电场方向由放电极指向集尘极 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静电力越大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　集尘极接电源的正极，尘埃在静电力作用下向集尘极迁 移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；由于集尘极与电源的正极连 接，电场方向由集尘板指向放电极，B错误；负电荷在电场中所受 静电力的方向与电场方向相反，C错误；根据F＝qE可得，同一位 置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 7. （多选）如图所示是消除烟气中煤粉的静电除尘器示意图，它由金 属圆筒外壳A和悬在筒中的金属丝B组成。带煤粉的烟气从下方进 气口进入，煤粉带负电，脱尘后从上端排气孔排出。要让除尘器正 确工作，下列说法正确的是（　　） A. 外壳A应接电源的正极 B. 金属丝B应接电源的正极 C. 外壳A应接地，原因是防止触电 D. 外壳A应接地，原因是导走电荷，防止爆炸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　煤粉带负电，向正极运动，所以外壳A应接电源的正极，金属丝B应接负极，A正确，B错误；外壳A应接地，原因是防止高压触电，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 8. 如图所示，带电荷量为－Q的点电荷旁有一接地的大金属板，A为 金属板内一点，B为金属板左侧外表面上一点，下列关于金属板上 感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是（　　） A. 感应电荷在A点的场强沿E1方向 B. 感应电荷在A点的场强沿E2方向 C. 感应电荷在B点的场强一定沿E3方向 D. 感应电荷在B点的场强可能沿E4方向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　金属板内部场强为0，点电荷在A点场强沿E1方向，感应 电荷在A点的场强沿E2方向，故选项A错误，B正确；B点在金属板 表面上，那么B点合场强方向应垂直金属板向外，而点电荷引起的 场强方向指向负电荷，则感应电荷引起的场强方向可能为题目所给 的E3方向，故选项C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 9. 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。A接几 千伏高压电源的正极，B接高压电源的负极，它们之间有很强的电 场，而且距B越近，电场强度越大，该电场可以把B附近空气中的 气体分子电离成正离子和电子。电子在向着正极A运动的过程中， 遇到烟气中的粉尘，使粉尘带电被吸附到正极A。关于该静电除尘 器，下列说法正确的是（　　） A. 除尘器内部形成的电场为匀强电场 B. 越靠近线状电离器B，电场线越密集 C. 除尘过程中，粉尘做减速运动 D. 粉尘靠近收集器A过程中，运动轨迹为抛物线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　B为线状，A为板状，距离B越近，电场线越密，场强越 大，故该电场不是匀强电场，选项A错误，B正确；粉尘带负电， 被吸附到正极A，做加速运动，选项C错误；粉尘靠近收集器A过程 中，所受电场力是变力，重力是恒力，则所受合力为变力，粉尘的 运动轨迹不是抛物线，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 10. 一点电荷Q放在半径为R的空心导体球壳的球心O处，距球心O为l 处（很远）有另一点电荷q，则Q对q的作用力大小为（　　） A. 0 B. k C. k D. k 解析：　点电荷放在球心处，对球壳外部产生的电场强度等于点 电荷产生的电场，即内部对外部有影响；根据库仑定律可得F＝ k，故B正确，A、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 11. （多选）如图所示，金属球壳A带有正电，其上方有一小孔a，静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连，以下操作所发生的现象正确的是（　　） A. 将c移近A，但不与A接触，B会张开一定角度 B. 将c与A外表面接触后移开A，B不会张开 C. 将c与A内表面接触时，B会张开一定角度 D. 将c从导线上解下，然后用绝缘细绳吊着从小孔a放入A内，并与其 内壁接触，再提出空腔，与b接触，B会张开一定角度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　将c移近A的过程中，由于静电感应，金属小球c感应 出负电荷，静电计指针上感应出正电荷，B会张开一定角度，选项 A正确；将c与A外表面接触后移开A，由于接触使静电计带电，B 会张开一定角度，选项B错误；将c与A内表面接触，静电平衡 后，电荷只分布在导体外表面，静电计可视为导体外表面，静电 计B会张开一定角度，选项C正确；将c从导线上解下，然后用绝缘 细绳吊着从小孔a放入A内，并与其内壁接触，由于空腔导体内部 没有电荷，再提出空腔，与b接触，B不会张开，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 12. （多选）如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在 绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属 球表面的最近距离为2r，则下列说法正确的是（　　） A. 金属球在达到静电平衡状态后， 左侧感应出正电荷 B. 感应电荷在球心处所激发的电场 强度大小为E＝，方向水平向右 C. 如果用一小段导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，金属球两侧的电荷将被中和 D. 如果用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则有电子流入大地 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 解析：　金属球在达到静电平衡状态后，左侧感应出正电荷， 故A正确；发生静电感应时，导体内部合场强为零，所以感应电荷 在金属球内部产生的场强与外部点电荷在金属球内部产生的场强 大小相等，方向相反，所以感应电荷在球心处所激发的电场强度 大小为E＝，方向水平向右，故B正确；用一小段导线的一端接 触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，则导线和金属球成 为一个导体，左侧依然带正电荷、右侧依然带负电荷，故C错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 如果用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则金属球 和大地相当于一个新的大导体，在靠近点电荷的一端即金属右侧感应 出负电荷，在远离场源电荷的一端即大地感应出正电荷，即有电子流 入金属球，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 13. 如图，在真空中同一水平线上有两个点电荷A和B，所带电荷量分 别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷的连线上有一个半 径为r（2r＜L）的空心金属球（未画出），且球心位于连线中心O 点，求： （1）A在O点产生的电场强度的大小与方向； 答案：　方向水平向左　 解析：由点电荷场强公式E＝可知A在O点产生的电 场强度的大小EA＝k＝，场强方向水平向左。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 （2）球壳上的感应电荷在O点处产生的场强大小与方向。 答案：　方向水平向右 解析：两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为E0 ＝k＋k＝，方向水平向左。金属球最终处于静电 平衡状态，根据静电平衡状态导体的特征可知，球壳上的感 应电荷在O点处产生的场强大小与两个点电荷在O点处产生 的合场强大小相等，方向相反，则球壳上的感应电荷在O点 处产生的场强大小为E0'＝E0＝，方向水平向右。x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 目录 物理·必修第三册 $