2.课时跟踪检测卷 第九章 静电场及其应用 05 五 静电的防止与利用（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

本讲义聚焦静电的防止与利用核心知识点，系统梳理静电平衡状态下导体内部场强为零、电荷分布规律，延伸至静电屏蔽、尖端放电原理及静电除尘、避雷针等实际应用，构建从基础概念到生活实践的学习支架。 该资料通过验电器实验、金属笼屏蔽模拟等情境设计，结合静电除尘装置、空气净化器原理分析，培养学生物理观念（相互作用）和科学思维（模型建构、科学推理）。课中辅助教师演示讲解，课后助力学生巩固应用，查漏补缺，提升解决实际问题能力。

五　静电的防止与利用 (40分钟　80分) (选择题1~10题,12题,每小题6分,共66分) 【基础全面练】 1.如图所示,空心金属球壳上所带电荷量为+Q,关于O、M两点电场强度EO、EM的说法正确的是(　　) A.EO≠0　EM=0 B.EO=0　EM≠0 C.EO=0　EM=0 D.EO≠0　EM≠0 【解析】选C。静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零。故C正确。 2.如图所示,在绝缘板上放有一个不带电的验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。下列实验方法中不能使验电器金属箔片张开的是 (　　) A.用取电棒C(带绝缘柄的导体棒与金属球组成)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B.用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C.用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连,再把取电棒C与B的内壁接触 D.使验电器A靠近B 【解析】选A。A项中取电棒C先和B的内壁接触后,由于B的内壁本身没有电荷,所以再接触A时验电器金属箔片不张开;B项中可以使C带电,从而使A带电;C项中实际上是将验电器A和B连成了一个导体,A在外面故带电;D项是感应起电,能使验电器金属箔片张开。故选A。 3.(2025·深圳高二检测)一个半径为R,不带电的金属球放置在绝缘支架上(支架未画出),球心位置为O。带电量为-Q的点电荷放置在与球心的距离为d的位置,如图所示。此时金属球表面产生了感应电荷,下列说法不正确的是 (　　) A.小球中的感应电荷总量等于Q B.O点的电场强度为零 C.-Q在O点产生的电场强度的大小为k D.感应电荷在O点产生的电场强度的大小为k 【解析】选A。静电感应导致金属球的电荷重新分布,总电量仍为零,故A错误;导体球处于静电平衡时,O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E=k,故B、C、D正确。 4.如图甲所示是一个用来研究静电除尘的实验装置。铝板和缝被针分别与手摇起电机的正极、负极相连,转动手摇起电机,在铝板与缝被针间会产生强电场,从而使空气分子电离为电子和正离子,蚊香放出的烟雾尘埃吸收电子后会被铝板吸附,从而达到静电除尘目的。缝被针与铝板间形成的电场如图乙所示,假设烟尘颗粒在运动过程中带电量不变。下列说法正确的是 (　　) A.烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度越大 【解析】选C。在铝板和缝被针中间形成强电场,处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子,烟尘吸附电子带负电,而被吸附到铝板上,选项A错误;由于静电力做正功,同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大,选项B错误,C正确;由于离铝板越近,电场强度越小,同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度越小,选项D错误。 5.如图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】选A。根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知,A金属柱尖端电荷密集,容易发生尖端放电现象,故选项A正确。 6.(2025·许昌高二检测)将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,如图所示,下列说法正确的有 (　　) A.A往左偏离竖直方向,B向右偏离竖直方向 B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向 C.A向左偏离竖直方向,B的位置不变 D.A和B的位置都不变 【解析】选B。带正电的小球A放在不带电的空心球C内,通过静电感应,空心球外壳带正电,内壁带负电,因此,金属空心球C外表面的左侧和带电小球B带异种电荷,所以B受C球的吸引往右偏离竖直方向,而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场,因此A球不受B球电场的影响,而保持竖直位置不变,选项B正确。 7.(2025·合肥高二检测)如图所示为某同学自制的静电除尘器。穿过去底的矿泉水瓶和瓶盖(瓶盖打孔)安装一直导线M,瓶外绕多圈铁丝N。a、b端与高压直流电源相连。断开开关S,点燃蚊香,瓶内烟雾缭绕。闭合S,顿时瓶内清澈透明,则S闭合时 (　　) A.M附近电场强度最小 B.M附近电场强度最大 C.粉尘吸附在M上 D.N附近空气中的气体分子易被电离 【解析】选B。因为静电平衡时,M上电荷密度大,附近电场强度最大,其周围空气中的气体分子被电离,成为正离子和电子,电子在向着正极N运动的过程中,遇到烟雾中的粉尘,使粉尘带负电,粉尘被吸附在瓶身上,从而达到除尘效果。故选B。 【综合应用练】 8.(2025·石家庄高二检测)如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中,导体处于静电平衡时,下列说法正确的是 (　　) A.A、B两点电场强度相等,且都不为零 B.A、B两点的电场强度不相等 C.感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA>EB D.当开关S闭合后,A、B两点的电场强度不为零 【解析】选C。 选项 选项剖析 对错 A 导体处于静电平衡状态,导体内部电场强度处处为零,A、B两点电场强度都为零 × B × C 在导体内部,感应电荷产生的附加电场与正电荷在同一点产生的电场强度等值反向,正电荷在A点产生的电场强度较大,故EA>EB √ D 当开关S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动,导体内部电场强度处处为零 × 9.A是带正电的物体,B是金属网,C是原来不带电的验电器,能使验电器的金属箔张开的是 (　　) 【解析】选C。此题关键要清楚静电屏蔽的两种情况。达到静电平衡后,各图电荷分布情况大致如图所示。由于静电屏蔽,选项A中验电器的金属箔不能张开;选项B中金属网接地,但是金属网仍然处于静电平衡状态,故其内部电场强度处处为0;选项C中金属网外壳带正电,能使验电器的金属箔张开;选项D中金属网外部没有电场。因此C符合题意。 10.(多选)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图,污浊空气通过过滤网后使空气中的尘埃带电。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)。下列说法正确的是 (　　) A.通过过滤网后空气中的尘埃带负电 B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上 D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 【解析】选A、B。尘埃通过过滤网后被正极吸引,所以尘埃带负电,故A正确;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B正确;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;尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功,故D错误。 11.(14分)如图所示,长为l的金属杆原来不带电,在距其右端d处放一个电荷量为+q的点电荷。 (1)金属杆中点处的电场强度为多少?(6分) 答案:(1)0　 【解析】(1)金属杆处于静电平衡状态,其内部电场强度处处为零。因此,金属杆中点处的电场强度为0。 (2)金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度为多大?(8分) 答案:(2) 【解析】(2)点电荷q在金属杆中点处产生的电场强度E点=k=,方向水平向左。由于杆中点处的电场强度为零,所以感应电荷在杆中点处产生的电场强度与点电荷在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,所以,感应电荷在杆中点处产生的电场强度大小E感=E点=。 【拓展创新练】 12.(2025·嘉兴高二检测)如图所示,人站在圆形金属笼内,与10万伏直流高压电源相连的导体棒靠近笼外侧时,导体棒顶端与笼之间产生巨大的火花,但笼内的人却毫发无损。若将不带电的圆形金属笼置于水平向右的匀强电场中,此时笼内、外电场线分布可能正确的是 (　　) 【解析】选C。根据静电屏蔽的特点可知,金属笼内电场强度为零,金属笼左侧外表面感应出负电荷,右侧外表面感应出正电荷,电场线与金属笼表面垂直。故选C。 - 7 - 学科网（北京）股份有限公司 $