9.4静电的防止与利用（知识解读）2026-2027学年高二物理上学期同步知识点解读与专题训练（人教版必修第三册）

本高中物理讲义聚焦静电的防止与利用，系统梳理静电平衡（含静电感应、平衡状态特点及电荷分布）、尖端放电（电荷分布与空气电离应用）、静电屏蔽（原理及应用）、静电吸附（除尘、喷漆等应用），构建从原理到应用的递进式学习支架。 资料通过典例（如静电除尘器、避雷针）与变式题结合，以生活实例培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，体现科学态度与责任。课中辅助教师教学，课后随堂检测助力学生查漏补缺，强化知识应用。

9.4静电的防止与利用（知识解读）（解析版） •知识点1 静电平衡 •知识点2 尖端放电 •知识点3 静电屏蔽 •知识点4 静电吸附 •作业 随堂检测 知识点1 静电平衡 1、静电感应现象：放在电场中的导体，其内部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号电荷的现象。 2、静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。 3、静电平衡状态下导体的特点 （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整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。 （3）表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面垂直。 4、导体上电荷的分布 （1）处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在外表面上。 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎无电荷。 注意：人与大地都是导体，在人触摸导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端。 【典例1】物理课上，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球内位于球心左侧一点。当老师把跟丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近金属球壳但未接触的过程中，可判定（　　） A．整个球壳将带上正电 B．A点的电场强度逐渐增大 C．球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大 D．沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 【答案】C 【详解】A．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近A点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误； BC．玻璃棒缓慢靠近A点，玻璃棒在A点形成的场强增大，由于感应电荷产生的场强和原场强等大反向，故球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大，球壳内部形成静电屏蔽，内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近A点，A点的电场强度一直为零，故B错误，C正确； D．因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电量始终相同，故D错误； 故选C。 【变式1-1】下列说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，应用了静电吸附原理 B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，应用了静电屏蔽原理 C．图丙中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电吸附原理 【答案】A 【详解】A．摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，A正确； B．图乙为给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其目的是导走人身上的静电，B错误； C．电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着金属丝编制的工作服更安全，可以起到静电屏蔽的作用，C错误； D．燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，D错误。 故选A。 【变式1-2】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。 【变式1-3】（多选）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。 知识点2 尖端放电 1、导体的电荷分布特点：静电平衡时导体内部没有净电荷，电荷只分布在外表面上。外表面电荷分布不均匀，表面越尖锐的位置电荷分布越密集，表面越平滑的位置电荷分布越稀疏，凹陷的位置几乎没有电荷。 2、空气的电离：在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留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分离。 3、尖端放电：中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。 4、应用 （1）制作避雷针。原理：当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，使得空气中的带电粒子与空气中的异号电荷中和，避免建筑物遭受雷击。 （2）高压设备中导体的表面应该尽量光滑，以减少电能损失。 注意：尖端放电在生活中普遍存在，其应用包括建筑物的顶端安装避雷针以达到避免雷击的目的；高压设备中导体的表面应该尽量光滑，以减少电能损失。 【典例2】中国古代建筑中，常有“悬山顶”式设计（如图），为防雷击，屋脊两端安装金属制“鸱吻”（龙形饰物），并通过铁索与大地相连。某次雷雨天气，带负电的云层正在接近屋顶，下列说法正确的是（　　） A．云层靠近时，鸱吻尖端感应出正电荷，铁索中自由电子向下移动 B．云层靠近时，鸱吻尖端感应出正电荷，铁索中自由电子向上移动 C．云层靠近时，鸱吻尖端感应出负电荷，铁索中自由电子向下移动 D．云层靠近时，鸱吻尖端感应出负电荷，铁索中自由电子向上移动 【答案】A 【详解】当带电体靠近导体时，导体内的自由电荷会发生移动，导体近端会感应出与带电体相反的电荷，远端感应出相同的电荷。云层带负电（通常云层带电多为负电），那么屋顶的“鸱吻”作为导体，其尖端会感应出正电荷（因为异种电荷相互吸引）。铁索中的自由电荷是电子（带负电），由于云层的负电会排斥电子，所以铁索中的自由电子会向大地方向（向下）移动。 故选A。 【变式2-1】如图甲为某品牌负离子空气净化器，图乙为其产生负离子的原理图，在图乙中，针状电极M和弧形电极N之间加上直流高压，使其间的空气发生电离，图中虚线是某一个负离子的运动轨迹，A、B是轨迹上两点，则下列说法正确的是（　　） A．针状电极只是为了节省材料 B．该负离子从B向A方向运动 C．该负离子运动过程加速度减小 D．负离子运动过程速度减小 【答案】C 【详解】A．针状电极的作用是使电荷集中在尖端，形成强电场从而使电离空气，不是为了节省材料，故A错误； BD．根据图乙可知，A、B连线上电场方向从B指向A，则负离子所受电场力方向从A指向B，所以，在电场力作用下，负离子从A向B方向加速运动，故BD错误； C．图乙中电场由弧形电极上各点指向尖状电极，负离子从A向B运动过程中，电场线越来越稀疏，电场强度越来越小，加速度越来越小，故C正确。 故选C。 【变式2-2】每到夏季，南方各省纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。下列说法正确的是（　　） ①在旷野，可到树下躲雨 ②避免使用带金属尖的雨伞 ③不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头 ④不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】D 【详解】①树木较高且潮湿，易成为雷电的接地点（因尖端放电原理，电荷在树木尖端聚集，电场强度大，易引雷），在树下躲雨会增加雷击风险。故此说法错误。 ②金属尖端在雷雨天气易聚集电荷，引发尖端放电（根据静电学，导体尖端电荷密度大，电场强，易电离空气导致放电），从而增加人体遭雷击的可能性。故此说法正确。 ③雷电可能通过电线或金属管道（如水龙头）引入室内，电器无防雷措施时易形成导电路径，造成触电或设备损坏。故此说法正确。 ④天线、金属门窗、建筑物外墙，这些金属物体在雷雨天气可能因感应带电或直接接收到闪电而携带电流，接触它们易导致触电（金属是良导体，电荷易沿表面分布）。故此说法正确。综上，正确的说法是②③④。 故选D。 【变式2-3】（多选）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。 知识点3 静电屏蔽 1、静电屏蔽 （1）定义：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屏蔽作用，使它内部不受外部电场影响的现象。 （2）应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外面包有一层金属网，高压线路的检修人员要穿屏蔽服等，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。 注意：绝缘球壳中没有自由电荷，当放入外电场时，不会发生静电感应现象，壳内场强也不会为零．即不能起到屏蔽外电场的作用。 2、静电屏蔽的本质 （1）导体内部不受外部电场的影响的情况 现象：由于静电感应，验电器箔片张开，如图1甲，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图1乙，即外部电场影响不到导体内部。 本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。 （2）接地导体壳内部电场对壳外空间无影响情况 现象：如图2甲导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。 导体壳接地后，如图2乙所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。 本质：仍然是静电感应，使导体内表面感应电荷与壳内电荷在导体壳表面以外空间叠加结果为零。 注意： 1、处于静电平衡的导体，内部场强为零，但电势不一定为零。 2、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作用，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的电场作用。 （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。 【典例3】如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，静电屏蔽可使衣服内的电场强度为0，下列说法正确的是（　　） A．工作服的电势比人的电势高 B．工作服的电势比人的电势低 C．工作服的电势和人的电势相等 D．人的电势始终为零 【答案】C 【详解】电工穿的工作服含铜丝，能起到静电屏蔽的作用，使衣服内合电场强度为零，工作服的电势和人的电势相等，但并不一定为0。 故选C。 【变式3-1】如图所示，夏季雨天行驶的家庭汽车遭遇雷击闪电时，下列说法正确的是（　　） A．闪电电流会通过车内人员，人员有生命危险 B．汽车的内外表面由于静电感应而带上异种电荷 C．汽车是个空腔导体，对车内人员有静电屏蔽作用 D．汽车处于高压电场中，由于静电感应内部的电场强度会增大 【答案】C 【详解】A．汽车是一个金属外壳，相当于一个空腔导体，当闪电击中汽车时，强大的电流会沿着导电性良好的金属外壳流向地面，而不会通过车内的人员，因此，车内人员是相对安全的，故A错误； B．汽车处于闪电产生的强电场中，由于静电感应，电荷会在汽车的外表面重新分布，但对于一个没有内部带电体的空腔导体，其内表面不会感应出电荷，因此，只有外表面带电，内外表面不会带上异种电荷，故B错误； C．汽车的金属外壳是一个空腔导体，当处于外部电场中时，由于静电感应，导体内部的电场强度为零，这起到了静电屏蔽的作用，可以保护车内的人员和设备不受外部强电场的影响，故C正确； D．汽车处于高压电场中，由于静电感应，导体内部的自由电荷会重新分布，产生一个与外部电场方向相反的感应电场，在导体内部，感应电场与外部电场叠加后的合电场强度为零，而不是增大，故D错误。 故选C。 【变式3-2】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．静电吸附 C．静电屏蔽 D．绝缘防触 【答案】C 【详解】金属导体和金属网对外部电场有静电屏蔽作用，在两根信号线外面包一层金属网，可以防止外部信号对电缆内部电信号的干扰。 故选C。 【变式3-3】（多选）物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法正确的有（　　） A．甲图中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的 B．乙图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力 C．丙图中，输电线上方的两条与大地相连的导线可以保护输电线不遭雷击 D．丁图中，用铝箔袋来装电脑硬盘是为了更好防止硬盘被碰坏 【答案】AC 【详解】A．甲图中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的，故A正确； B．乙图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，以防止外部信号对电缆内部电信号的干扰，没有增强其导电能力，故B错误； C．丙图中，输电线上方的两条与大地相连的导线形成了一个稀疏的金属网，可把高压线屏蔽起来，故C正确； D．丁图中，用铝箔袋来装电脑硬盘应用了静电屏蔽的作用，而并不是为了更好防止硬盘被碰坏，故D错误。 故选AC。 知识点4 静电吸附 1、静电的利用与防止一直以来都与生活息息相关，除了尖端放电核静电屏蔽之外，静电还有其他的作用，如静电吸附等。另外就是再不需要静电的场合，要采取合理的方式防止静电带来的危害。 2、静电吸附的应用 （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）静电唢漆：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，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。 （3）静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时它是绝缘体，受到光照时变成导体。复印机复印的工作过程：充电、曝光、显影、转印、放电。 【典例4】图甲为某静电除尘器的原理示意图。平行的集尘极板接电源正极，在集尘极板之间放置若干电晕极，电晕极接电源负极，中间形成的电场如图乙所示。当含尘空气进入除尘器后，其中的尘埃颗粒与电离的空气分子撞击而带电，在电场力作用下运动到集尘极上。当集尘极上的灰尘积累较多时，在重力的作用下落入灰斗。关于该静电除尘器，下列说法正确的是（　　） A．空气分子的电离发生在电晕极附近 B．越靠近集尘极，电场强度越大 C．积累到集尘极上的灰尘带正电 D．为提高除尘效率，可将电晕极制成与集尘极相同的金属板 【答案】A 【详解】B．电场线的疏密表示场强大小，由图知，越靠近集尘极，电场线越稀疏，越靠近电晕极，电场线越密集，则越靠近集尘极，电场强度越小，故B错误； A．越靠近电晕极，电场强度越大，空气分子越容易发生电离，即空气分子的电离发生在电晕极附近，故A正确； C．集尘极板接电源正极，灰尘在电场力作用下运动到集尘极上，则灰尘所受的电场力方向与电场强度方向相反，灰尘带负电，故C错误； D．若将电晕极制成与集尘极相同的金属板，两极间会形成匀强电场，不存在强电场区域，空气无法电离，无法实现静电除尘，故D错误。 故选A。 【变式4-1】生活中有很多利用和防止静电的例子，以下措施中利用了静电的吸附作用的是（　　） A．一般高楼大厦顶部装有避雷针 B．工厂的烟囱中安装静电除尘装置 C．在制造轮胎的橡胶中添加导电材料 D．运输汽油的车辆总有一条铁链拖在地上 【答案】B 【详解】A．避雷针的作用是将云层中的静电通过尖端放电导入大地，属于防止静电危害，而非利用静电吸附，故A错误； B．静电除尘装置使烟尘带电后被电极吸附，直接应用了静电的吸附作用，故B正确； C．轮胎添加导电材料是为了导走静电，避免电荷积累引发危险，属于防止静电，故C错误； D．油罐车拖铁链是将静电导入大地，防止静电放电引发火灾，属于防止静电，故D错误。 故选B。 【变式4-2】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、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到收集器A上，下列选项正确的是（　　） A．尘埃颗粒带正电 B．尘埃颗粒运动过程中速度越来越小 C．尘埃颗粒向收集器A运动过程为匀加速运动 D．尘埃颗粒运动过程中加速度变小 【答案】D 【详解】A．因收集器A带正电，可知尘埃颗粒带负电，A错误； B．尘埃颗粒运动过程中受电场力作用不断被加速，则速度越来越大，B错误； CD．因线状电离器B附近的场强最大，收集器A附近的场强较小，则尘埃颗粒向收集器A运动过程中加速度逐渐减小，为非匀加速运动，C错误，D正确。 故选D。 【变式4-3】（多选）关于静电的防止和应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，应用了静电吸附原理 B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，应用了静电屏蔽原理 C．图丙中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理 【答案】AD 【详解】A．图甲中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，应用了静电吸附原理，故A正确； B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，其目的是导走手上的静电，故B错误； C．图丙中屏蔽服作用使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的，故C错误； D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故D正确。 故选AD。 1．关于静电的防止和利用，下列说法正确的是（　　） A．油罐车尾部拖一条铁链是利用摩擦起电 B．飞机起落架轮胎用绝缘橡胶是防止电荷传入大地 C．静电屏蔽是利用静电感应使内部电场为零 D．静电除尘是利用同种电荷相互排斥 【答案】C 【详解】A．油罐车尾部拖铁链是为了将油与罐体摩擦产生的静电导入大地，避免静电积累引发爆炸，属于静电的防止，并非利用摩擦生电，故A错误； B．飞机飞行时机身与空气摩擦会积累大量静电，起落架轮胎需用导电橡胶，目的是将静电导入大地，避免放电危害，若用绝缘橡胶会导致电荷无法导走，故B错误； C．静电屏蔽的原理是导体处于外电场中时发生静电感应，静电平衡后导体内部（含空腔内部）感应电荷的电场与外电场抵消，合电场强度为零，从而隔绝外电场对内部的影响，故C正确； D．静电除尘是使尘粒带电后，在电场力作用下向带异种电荷的电极运动并被吸附，利用的是异种电荷相互吸引，故D错误。 故选C。 2．下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲中，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带负电 B．图乙中的同学接触带电的金属球时，与带电的金属球带有同种性质的电荷 C．图丙中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为尖端放电 D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 【答案】B 【详解】A．用毛皮摩擦橡胶棒，毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上，从而使橡胶棒带负电，故A错误； B．图乙中的同学接触带电的金属球时，同学和金属球之间会发生电子转移，从而使同学与金属球带上同种电荷，故B正确； C．摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附，故C错误； D．燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故D错误。 故选B。 3．请用学过的电学知识判断下列说法错误的是（　　） A．小鸟停在单根高压输电线上会被电死 B．电工穿金属衣比穿绝缘衣安全 C．雷雨天待在汽车里比待在木屋里要安全 D．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 【答案】A 【详解】A．小鸟停在单根高压输电线上时，两爪间距离小，电势差小，电流不足以造成伤害，不会被电死，故A错误； B．从事超高压带电作业时，电工穿金属衣可形成静电屏蔽，有效防护高压电场，比穿绝缘衣安全，故B正确； C．雷雨天汽车金属车身可将雷电电流导入地下，提供保护，比木屋安全，故C正确； D．金属汽油桶可导走静电，防止电荷积累引发爆炸，比塑料更安全，故D正确。 本题选错误的，故选A。 4．对于必修第三册课本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，为使带负电粉尘颗粒能到达收集板A，A、B应分别接电源的正、负极 B．图乙中，武当山金殿安装了避雷针后，“雷火炼殿”现象会变得不明显和不频繁 C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．图丁中，由于金属网的屏蔽，A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 【答案】D 【详解】A．甲图中，为使带负电粉尘颗粒能到达收集板A，线状电离器B带负电，管壁A带正电，A、B应分别接电源的正、负极，故A正确，不符合题意； B．图乙中，武当山金殿安装了避雷针后，电荷通过避雷针导入大地，不会出现“雷火炼殿”现象，故B正确，不符合题意； C．图丙中，燃气灶点火时应用了尖端放电的原理，故C正确，不符合题意； D．图丁中，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D错误，符合题意。 本题选择错误选项，故选D。 5．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（　　） A．电工高空高压作业时，在工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性 B．燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了尖端放电现象 C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应绝缘良好 D．汽车喷漆中常采用让油漆微粒与待喷工件分别带同种电荷实现均匀喷涂 【答案】B 【详解】A． 电工工作服内编织金属丝的目的是通过金属丝的导电性形成静电屏蔽，保护电工免受高压电场影响，而非提高耐穿性，故A错误； B． 针尖状电极因曲率大，电荷密度高，易发生尖端放电，从而产生电火花点燃燃气，故B正确； C． 油罐车需通过导电链条将静电导入大地，避免电荷积累引发危险，若绝缘良好，电荷无法导出，反而更危险，故C错误； D． 若油漆微粒与工件带同种电荷，会因排斥导致喷涂不均，正确方法是使两者带异种电荷，利用静电吸附，故D错误。 故选B。 6．下列场景均涉及电学知识，其中应用的主要物理学原理相同的是（     ） ①高压输电线上方两条导线对高压保护作用 ②库仑扭秤实验测量微小静电力 ③通过静电除尘装置清除瓶内微小颗粒 ④用带电金属球靠近金属网罩住的验电器时，金属片不张开 A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 【答案】C 【详解】A．高压输电线上方的保护导线：原理是静电屏蔽，导线接地后形成屏蔽层，使下方高压输电线不受外界电场（雷电）影响。库仑扭秤实验：原理是利用力矩平衡放大微小静电力，研究电荷间的相互库仑力，和静电屏蔽无关。①和②使用的物理原理不同，A不合题意； B．静电除尘：原理是使粉尘带电后，利用电场对带电粒子的静电力让粉尘沉积到电极，原理是电场对电荷的作用力。②和③使用的物理原理不同，B不合题意； C．金属网罩住的验电器不受外电场影响：原理是利用静电平衡下金属网的静电屏蔽，①和④使用的物理原理相同，C符合题意； D．通过以上分析，③和④使用的物理原理不同，D不合题意。 故选C 。 7．如图甲、乙所示，用绝缘柱支撑导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两金属箔均闭合，图乙中导体A接地。现把带正电的带电体C分别移近甲、乙图中的导体A，观察金属箔的变化。下列说法中正确的是（    ） A．图甲中导体A左侧金属箔张开，导体B右侧金属箔闭合 B．图甲中，若手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，则两处金属箔均闭合 C．图甲中，若用金属网把导体A和B罩起来，再使C靠近A，则两处金属箔均闭合 D．图乙中金属箔均闭合 【答案】C 【详解】A．图甲中，A左侧带负电，B右侧带正电，两处金属箔均张开，故A错误； B．图甲中，若将A、B分开后再移除C，A、B依然带电，两处金属箔依然均张开，故B错误； C．若用金属网将A、B罩起来，将发生静电屏蔽现象，A、B均不带电，两处金属箔均闭合，故C正确； D．图乙中A左侧带负电，B不带电，故A左侧金属箔张开，B右侧金属箔闭合，故D错误。 故选C。 8．如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图，高压电源两极分别连接放电极与收尘极板、，在放电极表面附近形成强大的电场，使周围的空气电离；粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，在电场力的作用下加速向极板、迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线，、、三点在同一直线上，，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．端为电源的负极 B．同一颗粒在、两点加速度相同 C．向极板、运动的粉尘颗粒的电势能减小 D．、、三点的电势满足 【答案】C 【详解】A．因粉尘带负电，向收尘极板运动，则M端为电源的正极，N端接放电极，接电源的负极，A错误； B．因A点的电场线较B点密集，可知A点的场强较大，则同一颗粒在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误； C．向极板P、Q运动的粉尘颗粒，电场力对粉尘颗粒做正功，则电势能减小，故C正确； D．沿ABC电势逐渐增大，场强逐渐减小，则，即 可知三点的电势满足，故D错误。 故选C。 9．如图所示，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内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　） A．A，B两球均不偏离竖直方向 B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向 D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 【答案】B 【详解】CD．由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，选项CD错误； AB．由于静电感应空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间异种电荷相吸引，小球B会偏离竖直方向向右靠近C球，选项A错误，B正确。 故选B。 10．（多选）下列说法中正确的是（   ） A．静电除尘器属于静电的防止 B．雷雨天气在室内，应立即观看电视，及时了解天气状况 C．摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分 D．将电子设备置于接地封闭金属罩中，可避免外界电场对设备的影响 【答案】CD 【详解】A．静电除尘器属于静电的利用，A错误； B．雷雨天气在室内，应关掉电视，防止雷电事故，B错误； C．摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分，C正确； D．将电子设备置于接地封闭金属罩中，封闭金属罩对电子设备会产生屏蔽效果，可避免外界电场对设备的影响，D正确。 故选CD。 11．（多选）对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，武当山金殿装避雷针后，“雷火炼殿”奇观随之消失，这是利用尖端放电原理 B．图乙中，静电喷涂利用了带电涂料微粒与带电工件间的静电吸附 C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了静电感应原理 D．图丁中，由于金属网的屏蔽，A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 【答案】AB 【详解】A．图甲中，武当山金殿安装了避雷针后，电荷通过避雷针导入大地，不会出现“雷火炼殿”现象，这是利用尖端放电原理，故A正确； B．图乙中，静电喷涂利用了带电涂料微粒与带电工件间的静电吸附，故B正确； C．图丙中，燃气灶点火时应用了尖端放电的原理，故C错误； D．图丁中，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D错误。 故选AB。 12．（多选）武当山的主峰天柱峰上屹立着一座光耀百里的金殿，是中国现存最大、等级最高的铜铸鎏金大殿，在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的雷火炼殿的奇观。有关这种现象的说法正确的是（　　） A．金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生强电场 D．金殿安装了避雷针后，仍会经常出现雷火炼殿奇观 【答案】AB 【详解】A．金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧产生高温，使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球，A正确； B．因带尖的物体容易产生放电，而金殿顶部能产生火球，则肯定很少有带尖的结构，难以形成尖端放电，B正确； C．出现雷火炼殿现象时，由于金殿对静电的屏蔽作用，使得大殿内不会产生强电场，C错误； D．金殿安装了避雷针后，电荷会被导入大地，则不会出现雷火炼殿奇观，D错误。 故选AB。 13．（多选）如图所示为滚筒式静电分选器的示意图，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。滚筒C、放电针G分别接直流高压电源的正、负极，并令滚筒C接地，放电针G与滚筒间施加高电压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。现将金属和塑料碎成粉粒后加入料斗，由于塑料及金属导电性能不同，最终可完成分离，并通过料槽E、F进行回收，则下列说法正确的是（　　） A．经过电离空气后，金属粉粒带正电，塑料粉粒带负电 B．金属粉粒会落入料槽F C．塑料粉粒会落入料槽F D．放电针G端点附近电场强度大于滚筒C附近的电场强度 【答案】BD 【详解】A．放电针G附近的空气受高压电场作用而电离，在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射在粉粒上，两种粉粒均带负电，故A错误； BC．带负电的金属粉粒因具有良好的导电性，所以在与带正电的滚筒C接触后，其上的负电被滚筒C上的正电中和，在重力作用下落于料槽F；绝缘性能良好的塑料粉粒，其所带负电不容易传给滚筒C，在滚筒C的静电吸引力作用下，附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动，最后粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E，粉粒较小者由刮板将其刮入料槽E，故B正确，C错误； D．尖端附近的电场线比较密集，所以在放电针G端点附近电场强度大于滚筒C附近的电场强度，故D正确。 故选BD。 14．静电复印机的基本工作原理是：先使硒鼓带正电，并利用光学方法将原稿上的字迹成像在硒鼓上，留下带________电的静电潜像，再靠静电的吸引力吸附带________电的墨粉。然后用带正电的白纸与硒鼓接触，吸引硒鼓上的墨粉，最后加热使墨粉融化留在纸上。 【答案】 正 负 【详解】[1][2]复印机的工作原理是：先使硒鼓带正电，并利用光学方法将原稿上的字迹成像在硒鼓上，留下带正电的静电潜像，再靠静电的吸引力吸住带负电的墨粉，显出字迹，然后用带正电的白纸与硒鼓接触，带走其上的墨粉，最后加热使墨粉牢固地停留在纸上。 15．如图所示，电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P，导体内c点处于a、b连线的中点。当导体P处于静电平衡状态时，导体P左端带______（“正电荷”或“负电荷”），c点场强大小为______，感应电荷在c处产生的电场强度大小为______，方向为______（选填“向左”或“向右”）    【答案】 负电荷 0 向左 【详解】[1][2][3]4]由点电荷的电场强度公式 得+Q和-Q的两个点电荷在c点产生的电场强度 同理 再由矢量合成得 根据静电感应原理可知导体P左端带负电荷，c点的合场强为零，即感应电荷和两个点电荷在c点产生的场强等大反向，可知感应电荷在c点的场强为 方向向左。 16．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 【答案】（1）0；（2），沿AB连线向右 【详解】（1）空心金属球处于静电平衡状态，所以其球心O点的场强为0； （2）两个点电荷A和B在O点处产生的合场强大小为 方向向左，根据静电平衡导体的特点可知，球壳上的感应电荷在O点处的场强大小与两个点电荷A和B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点处的场强大小为 方向向右。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 9.4静电的防止与利用（知识解读）（解析版） •知识点1 静电平衡 •知识点2 尖端放电 •知识点3 静电屏蔽 •知识点4 静电吸附 •作业 随堂检测 知识点1 静电平衡 1、静电感应现象：放在电场中的导体，其内部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号电荷的现象。 2、静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。 3、静电平衡状态下导体的特点 （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整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。 （3）表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面垂直。 4、导体上电荷的分布 （1）处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在外表面上。 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎无电荷。 注意：人与大地都是导体，在人触摸导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端。 【典例1】物理课上，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球内位于球心左侧一点。当老师把跟丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近金属球壳但未接触的过程中，可判定（　　） A．整个球壳将带上正电 B．A点的电场强度逐渐增大 C．球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大 D．沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电量小于右侧球壳的带电量 【变式1-1】下列说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，应用了静电吸附原理 B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，应用了静电屏蔽原理 C．图丙中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电吸附原理 【变式1-2】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 【变式1-3】（多选）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 知识点2 尖端放电 1、导体的电荷分布特点：静电平衡时导体内部没有净电荷，电荷只分布在外表面上。外表面电荷分布不均匀，表面越尖锐的位置电荷分布越密集，表面越平滑的位置电荷分布越稀疏，凹陷的位置几乎没有电荷。 2、空气的电离：在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留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分离。 3、尖端放电：中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。 4、应用 （1）制作避雷针。原理：当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，使得空气中的带电粒子与空气中的异号电荷中和，避免建筑物遭受雷击。 （2）高压设备中导体的表面应该尽量光滑，以减少电能损失。 注意：尖端放电在生活中普遍存在，其应用包括建筑物的顶端安装避雷针以达到避免雷击的目的；高压设备中导体的表面应该尽量光滑，以减少电能损失。 【典例2】中国古代建筑中，常有“悬山顶”式设计（如图），为防雷击，屋脊两端安装金属制“鸱吻”（龙形饰物），并通过铁索与大地相连。某次雷雨天气，带负电的云层正在接近屋顶，下列说法正确的是（　　） A．云层靠近时，鸱吻尖端感应出正电荷，铁索中自由电子向下移动 B．云层靠近时，鸱吻尖端感应出正电荷，铁索中自由电子向上移动 C．云层靠近时，鸱吻尖端感应出负电荷，铁索中自由电子向下移动 D．云层靠近时，鸱吻尖端感应出负电荷，铁索中自由电子向上移动 【变式2-1】如图甲为某品牌负离子空气净化器，图乙为其产生负离子的原理图，在图乙中，针状电极M和弧形电极N之间加上直流高压，使其间的空气发生电离，图中虚线是某一个负离子的运动轨迹，A、B是轨迹上两点，则下列说法正确的是（　　） A．针状电极只是为了节省材料 B．该负离子从B向A方向运动 C．该负离子运动过程加速度减小 D．负离子运动过程速度减小 【变式2-2】每到夏季，南方各省纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。下列说法正确的是（　　） ①在旷野，可到树下躲雨 ②避免使用带金属尖的雨伞 ③不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头 ④不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【变式2-3】（多选）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 知识点3 静电屏蔽 1、静电屏蔽 （1）定义：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屏蔽作用，使它内部不受外部电场影响的现象。 （2）应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外面包有一层金属网，高压线路的检修人员要穿屏蔽服等，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。 注意：绝缘球壳中没有自由电荷，当放入外电场时，不会发生静电感应现象，壳内场强也不会为零．即不能起到屏蔽外电场的作用。 2、静电屏蔽的本质 （1）导体内部不受外部电场的影响的情况 现象：由于静电感应，验电器箔片张开，如图1甲，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图1乙，即外部电场影响不到导体内部。 本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。 （2）接地导体壳内部电场对壳外空间无影响情况 现象：如图2甲导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。 导体壳接地后，如图2乙所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。 本质：仍然是静电感应，使导体内表面感应电荷与壳内电荷在导体壳表面以外空间叠加结果为零。 注意： 1、处于静电平衡的导体，内部场强为零，但电势不一定为零。 2、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作用，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的电场作用。 （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。 【典例3】如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，静电屏蔽可使衣服内的电场强度为0，下列说法正确的是（　　） A．工作服的电势比人的电势高 B．工作服的电势比人的电势低 C．工作服的电势和人的电势相等 D．人的电势始终为零 【变式3-1】如图所示，夏季雨天行驶的家庭汽车遭遇雷击闪电时，下列说法正确的是（　　） A．闪电电流会通过车内人员，人员有生命危险 B．汽车的内外表面由于静电感应而带上异种电荷 C．汽车是个空腔导体，对车内人员有静电屏蔽作用 D．汽车处于高压电场中，由于静电感应内部的电场强度会增大 【变式3-2】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．静电吸附 C．静电屏蔽 D．绝缘防触 【变式3-3】（多选）物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法正确的有（　　） A．甲图中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的 B．乙图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力 C．丙图中，输电线上方的两条与大地相连的导线可以保护输电线不遭雷击 D．丁图中，用铝箔袋来装电脑硬盘是为了更好防止硬盘被碰坏 知识点4 静电吸附 1、静电的利用与防止一直以来都与生活息息相关，除了尖端放电核静电屏蔽之外，静电还有其他的作用，如静电吸附等。另外就是再不需要静电的场合，要采取合理的方式防止静电带来的危害。 2、静电吸附的应用 （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）静电唢漆：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，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。 （3）静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时它是绝缘体，受到光照时变成导体。复印机复印的工作过程：充电、曝光、显影、转印、放电。 【典例4】图甲为某静电除尘器的原理示意图。平行的集尘极板接电源正极，在集尘极板之间放置若干电晕极，电晕极接电源负极，中间形成的电场如图乙所示。当含尘空气进入除尘器后，其中的尘埃颗粒与电离的空气分子撞击而带电，在电场力作用下运动到集尘极上。当集尘极上的灰尘积累较多时，在重力的作用下落入灰斗。关于该静电除尘器，下列说法正确的是（　　） A．空气分子的电离发生在电晕极附近 B．越靠近集尘极，电场强度越大 C．积累到集尘极上的灰尘带正电 D．为提高除尘效率，可将电晕极制成与集尘极相同的金属板 【变式4-1】生活中有很多利用和防止静电的例子，以下措施中利用了静电的吸附作用的是（　　） A．一般高楼大厦顶部装有避雷针 B．工厂的烟囱中安装静电除尘装置 C．在制造轮胎的橡胶中添加导电材料 D．运输汽油的车辆总有一条铁链拖在地上 【变式4-2】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、B间接有高压电源，它们之间形成很强的电场，能使空气中的气体分子电离，进而使通过除尘器的尘埃带电，最后被吸附到收集器A上，下列选项正确的是（　　） A．尘埃颗粒带正电 B．尘埃颗粒运动过程中速度越来越小 C．尘埃颗粒向收集器A运动过程为匀加速运动 D．尘埃颗粒运动过程中加速度变小 【变式4-3】（多选）关于静电的防止和应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，应用了静电吸附原理 B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，应用了静电屏蔽原理 C．图丙中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理 1．关于静电的防止和利用，下列说法正确的是（　　） A．油罐车尾部拖一条铁链是利用摩擦起电 B．飞机起落架轮胎用绝缘橡胶是防止电荷传入大地 C．静电屏蔽是利用静电感应使内部电场为零 D．静电除尘是利用同种电荷相互排斥 2．下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲中，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带负电 B．图乙中的同学接触带电的金属球时，与带电的金属球带有同种性质的电荷 C．图丙中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为尖端放电 D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 3．请用学过的电学知识判断下列说法错误的是（　　） A．小鸟停在单根高压输电线上会被电死 B．电工穿金属衣比穿绝缘衣安全 C．雷雨天待在汽车里比待在木屋里要安全 D．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 4．对于必修第三册课本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中，为使带负电粉尘颗粒能到达收集板A，A、B应分别接电源的正、负极 B．图乙中，武当山金殿安装了避雷针后，“雷火炼殿”现象会变得不明显和不频繁 C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 D．图丁中，由于金属网的屏蔽，A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 5．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（　　） A．电工高空高压作业时，在工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性 B．燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了尖端放电现象 C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应绝缘良好 D．汽车喷漆中常采用让油漆微粒与待喷工件分别带同种电荷实现均匀喷涂 6．下列场景均涉及电学知识，其中应用的主要物理学原理相同的是（     ） ①高压输电线上方两条导线对高压保护作用 ②库仑扭秤实验测量微小静电力 ③通过静电除尘装置清除瓶内微小颗粒 ④用带电金属球靠近金属网罩住的验电器时，金属片不张开 A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 7．如图甲、乙所示，用绝缘柱支撑导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的两金属箔均闭合，图乙中导体A接地。现把带正电的带电体C分别移近甲、乙图中的导体A，观察金属箔的变化。下列说法中正确的是（    ） A．图甲中导体A左侧金属箔张开，导体B右侧金属箔闭合 B．图甲中，若手持绝缘柱把导体A和B分开，然后移开C，则两处金属箔均闭合 C．图甲中，若用金属网把导体A和B罩起来，再使C靠近A，则两处金属箔均闭合 D．图乙中金属箔均闭合 8．如图所示为双板式静电除尘器的工作原理简化图，高压电源两极分别连接放电极与收尘极板、，在放电极表面附近形成强大的电场，使周围的空气电离；粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，在电场力的作用下加速向极板、迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线，、、三点在同一直线上，，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．端为电源的负极 B．同一颗粒在、两点加速度相同 C．向极板、运动的粉尘颗粒的电势能减小 D．、、三点的电势满足 9．如图所示，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内不与C的内壁接触，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　） A．A，B两球均不偏离竖直方向 B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向 D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 10．（多选）下列说法中正确的是（   ） A．静电除尘器属于静电的防止 B．雷雨天气在室内，应立即观看电视，及时了解天气状况 C．摩擦和感应都能使电子转移，只不过前者使电子从一个物体转移到另一个物体上，而后者则使电子从物体的一部分转移到另一部分 D．将电子设备置于接地封闭金属罩中，可避免外界电场对设备的影响 11．（多选）对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，武当山金殿装避雷针后，“雷火炼殿”奇观随之消失，这是利用尖端放电原理 B．图乙中，静电喷涂利用了带电涂料微粒与带电工件间的静电吸附 C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了静电感应原理 D．图丁中，由于金属网的屏蔽，A球上电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零 12．（多选）武当山的主峰天柱峰上屹立着一座光耀百里的金殿，是中国现存最大、等级最高的铜铸鎏金大殿，在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的雷火炼殿的奇观。有关这种现象的说法正确的是（　　） A．金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生强电场 D．金殿安装了避雷针后，仍会经常出现雷火炼殿奇观 13．（多选）如图所示为滚筒式静电分选器的示意图，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。滚筒C、放电针G分别接直流高压电源的正、负极，并令滚筒C接地，放电针G与滚筒间施加高电压并电离空气，颗粒经过电离空气后都带上电荷。现将金属和塑料碎成粉粒后加入料斗，由于塑料及金属导电性能不同，最终可完成分离，并通过料槽E、F进行回收，则下列说法正确的是（　　） A．经过电离空气后，金属粉粒带正电，塑料粉粒带负电 B．金属粉粒会落入料槽F C．塑料粉粒会落入料槽F D．放电针G端点附近电场强度大于滚筒C附近的电场强度 14．静电复印机的基本工作原理是：先使硒鼓带正电，并利用光学方法将原稿上的字迹成像在硒鼓上，留下带________电的静电潜像，再靠静电的吸引力吸附带________电的墨粉。然后用带正电的白纸与硒鼓接触，吸引硒鼓上的墨粉，最后加热使墨粉融化留在纸上。 15．如图所示，电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P，导体内c点处于a、b连线的中点。当导体P处于静电平衡状态时，导体P左端带______（“正电荷”或“负电荷”），c点场强大小为______，感应电荷在c处产生的电场强度大小为______，方向为______（选填“向左”或“向右”）    16．如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为和，它们相距。如果在两点电荷连线的中点O处有一个半径为r（）的空心金属球，且球心位于O点。求： （1）球心O处的电场强度； （2）球壳上的感应电荷在球心O处产生的电场强度。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $