9.4 静电的防止与利用（知识点、典例、达标练）-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

第4节 静电的防止与利用 知识点1 静电平衡 1.静电感应现象：把导体放入电场中，导体内部的自由电荷在静电力作用下定向移动，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，内部电场强度处处为零。 (2)表面处的电场强度不为零，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，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。 知识点2尖端放电 1.静电平衡时导体上电荷的分布：静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。并且在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，周围的电场强度越大。 2.尖端放电：在一定条件下，导体尖端周围的强电场使空气电离，产生的所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷。 3.尖端放电的应用与防止： (1)应用：避雷针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光滑会减少电能的损失。 知识点3静电屏蔽 1.静电场中的空腔导体：带空腔的导体静电平衡时，内表面没有电荷，导体壳壁内的电场强度为0，即电场线只能在空腔之外，不会进入空腔之内。所以导体壳内空腔里的电场强度也处处为0。 2.静电屏蔽：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，但由于壳内电场强度保持为0，外电场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。金属网也能起到静电屏蔽作用。 知识点4静电吸附 1.静电吸附：在电场中，带电粒子在静电力作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。 2.静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。 3.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，向作为正极的工件运动，并沉积在工件表面。 考向1、静电平衡 【例1】如图在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近（不相碰）。下列说法中正确的是（　　） A．B端的感应电荷越来越少 B．导体内场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 【变式】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 考向2、尖端放电 【例2】如图所示，飞机机翼末端边缘有一条条像针一样的装置，此装置的作用是（     ） A．释放飞机表面的静电 B．保护飞行员，起到静电屏蔽作用 C．加强电磁通信信号，起到天线的作用 D．防止闪电击中飞机，起到避雷针的作用 【变式】（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，针尖感应出正电荷 B．避雷针上的电流方向从尖端流向底端 C．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 D．地磁场对避雷针有作用力 考向3、静电屏蔽 【例3】如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球和，下列说法不正确的是（　　） A．若、不带电，不接地，则带电时，上无感应电荷 B．若、不带电，接地，则带电时，上无感应电荷 C．若、不带电，不接地，则Q带电时，上无感应电荷 D．若、不带电，接地，则Q带电时，上无感应电荷 【变式】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 考向4、静电吸附 【例4】．生产、生活中静电危害无处不在，以下不属于静电危害的是（　　） A．纸张印刷时摩擦带电，会使纸张吸附在一起 B．印染厂的染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃 C．带电尘埃在静电力作用下，到达电极而被收集起来 D．制药厂里，制药生产中静电吸附尘埃影响药品纯度 【变式】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 1、 静电平衡 1．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则（　　） A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零 C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零 D．a、b两点的电场强度都不为零 2．（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 3．如图所示，一根长为 L 的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，当棒达到静电平衡后，点电荷q在O点的电场强度大小为________，方向为水平向______（选填“左”或“右”），O点的电场强度为_______。 2、 尖端放电 4．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 5．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，避雷针利用了带电导体越尖锐的地方电荷密度越小、周围场强越小的特点 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 6．下列有关电学知识的相关说法正确的是（　　） A．图甲中，锥形导体上的电荷分布不均匀，是受到周围其他电荷的影响 B．图乙中，电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用 C．图丙中，打火机的点火装置是利用尖端放电的原理 D．图丁中，干燥的冬天，人触摸金属被电的原因是手和金属间产生了电荷 7．以下场景中所应用的物理原理相同的一组是（　　） 甲：带电工作时工作人员需穿带电作业屏蔽服 乙：加油站工作人员工作时会触摸静电释放器 丙：高压输电线上方会有两条导线起保护作用 丁：燃气灶点火器的放电电极为钉尖形 A．甲和丙 B．甲和乙 C．丙和丁 D．乙和丁 三、静电屏蔽 8．关于图中四幅图像的说法正确的是（　　） A．甲图中，将带正电的小球C靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后，A所带电荷量与B所带电荷量相同 B．乙图中，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开 C．丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的内表面感应出等量异种电荷，导体壳内腔C电场强度为0 D．丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理 9．如图所示金属球壳内有一静止的负电荷，球壳内、外表面的感应电荷分布可能是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，电工在几十万伏的高压线上进行带电作业时，会身穿由导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布制成的屏蔽服。下列关于屏蔽服的作用，说法正确的是（　　） A．利用金属材料不易拉破的特性保护电工 B．根据静电屏蔽原理，屏蔽服内的合场强为零 C．电工穿屏蔽服，主要是为了挡风御寒 D．金属材料电阻大，能够隔绝电流，从而对人体起保护作用 11．家用微波炉的玻璃门上设有一层金属网，该金属网的作用在于（    ） A．静电吸附 B．静电除尘 C．静电屏蔽 D．尖端放电 4、 静电吸附 12．（多选）关于静电现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，“静电章鱼”实验的两只“章鱼”带同种电荷 B．图乙中，武当山金殿安装避雷设施后，“雷火炼殿”现象更明显了 C．图丙中，优质话筒线外面包裹着的金属外衣增强了导线的导电能力 D．图丁中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在板状的收集器A上 13．如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口_____进入（选填：“M”或者“N”）。当金属丝、两端接直流高压电源后，可实现减少排放烟气中粉尘的目的。为提高除尘的效率，端应接直流高压电源的_____（选填：“正极”或者“负极”）。在除尘过程中，粉尘吸附的是空气分子在强电场作用下电离生成的_______（选填：A、阳离子，B、电子）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 静电的防止与利用 知识点1 静电平衡 1.静电感应现象：把导体放入电场中，导体内部的自由电荷在静电力作用下定向移动，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，内部电场强度处处为零。 (2)表面处的电场强度不为零，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，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。 知识点2尖端放电 1.静电平衡时导体上电荷的分布：静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。并且在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，周围的电场强度越大。 2.尖端放电：在一定条件下，导体尖端周围的强电场使空气电离，产生的所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷。 3.尖端放电的应用与防止： (1)应用：避雷针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光滑会减少电能的损失。 知识点3静电屏蔽 1.静电场中的空腔导体：带空腔的导体静电平衡时，内表面没有电荷，导体壳壁内的电场强度为0，即电场线只能在空腔之外，不会进入空腔之内。所以导体壳内空腔里的电场强度也处处为0。 2.静电屏蔽：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，但由于壳内电场强度保持为0，外电场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。金属网也能起到静电屏蔽作用。 知识点4静电吸附 1.静电吸附：在电场中，带电粒子在静电力作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。 2.静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。 3.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，向作为正极的工件运动，并沉积在工件表面。 考向1、静电平衡 【例1】如图在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近（不相碰）。下列说法中正确的是（　　） A．B端的感应电荷越来越少 B．导体内场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 【答案】C 【详解】A．绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近，导体上的电子与负电荷排斥力逐渐增大，电子向B端运动，故B端负电荷越来越多，故A错误； B．导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，故B错误； CD．导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线，由可知带电小球在M点产生的场强大，故感应电荷在M点产生的场强也大，故C正确，D错误。 故选C。 【变式】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。 考向2、尖端放电 【例2】如图所示，飞机机翼末端边缘有一条条像针一样的装置，此装置的作用是（     ） A．释放飞机表面的静电 B．保护飞行员，起到静电屏蔽作用 C．加强电磁通信信号，起到天线的作用 D．防止闪电击中飞机，起到避雷针的作用 【答案】A 【详解】飞机高速飞行时与空气摩擦会产生静电，机翼末端边缘有一条条像针一样的装置，此装置利用尖端放电的原理是释放飞机表面的静电； 故选A。 【变式】（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，针尖感应出正电荷 B．避雷针上的电流方向从尖端流向底端 C．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 D．地磁场对避雷针有作用力 【答案】AD 【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正确； B．负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，故B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； D．根据磁场对通电电流有力的作用可知，地磁场对避雷针有作用力，故D正确。 故选AD。 考向3、静电屏蔽 【例3】如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球和，下列说法不正确的是（　　） A．若、不带电，不接地，则带电时，上无感应电荷 B．若、不带电，接地，则带电时，上无感应电荷 C．若、不带电，不接地，则Q带电时，上无感应电荷 D．若、不带电，接地，则Q带电时，上无感应电荷 【答案】C 【详解】AB．若、不带电，不接地，则带电时，由于静电屏蔽，上无感应电荷；若接地，与大地组成一个大导体，靠近的一端和大地将出现感应电荷，上无感应电荷，故A、B正确； C．若、不带电，不接地，则带电时，静电感应后外表面会产生感应电荷,在外部空间形成电场，外部的上会有感应电荷，故C错误； D．若、不带电，接地，则带电时，静电感应后外表面的感应电荷被导走，外部无电场，外部的上不会有感应电荷，故D正确。 此题选择不正确的，故选C。 【变式】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。 考向4、静电吸附 【例4】．生产、生活中静电危害无处不在，以下不属于静电危害的是（　　） A．纸张印刷时摩擦带电，会使纸张吸附在一起 B．印染厂的染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃 C．带电尘埃在静电力作用下，到达电极而被收集起来 D．制药厂里，制药生产中静电吸附尘埃影响药品纯度 【答案】C 【详解】A．纸张印刷时，纸张之间摩擦起电，带电的纸张会相互吸附，导致纸张难以分开，影响印刷效率，属于静电危害，故A错误； B．印染厂的染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，导致织物变脏，影响产品质量，属于静电危害，故B错误； C．带电尘埃在静电力作用下，到达电极而被收集起来，这是静电除尘技术，属于静电在生活中的应用，不属于静电危害，故C正确； D．制药厂里，制药生产中静电吸附尘埃，会导致药品中混入杂质，影响药品纯度，属于静电危害，故D错误。 故选C。 【变式】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。 1、 静电平衡 1．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则（　　） A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零 C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零 D．a、b两点的电场强度都不为零 【答案】A 【详解】处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，BCD错误，A正确。 故选A。 2．（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。 3．如图所示，一根长为 L 的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，当棒达到静电平衡后，点电荷q在O点的电场强度大小为________，方向为水平向______（选填“左”或“右”），O点的电场强度为_______。 【答案】 右 0 【详解】[1][2]点电荷q在棒中心O点处产生的电场强度大小 由于点电荷q带正电，故点电荷q在棒中心O点处产生的电场方向水平向右。 [3]导体棒达到静电平衡后，导体棒内各点合场强处处为零，故O点的电场强度为零。 2、 尖端放电 4．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。 5．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，避雷针利用了带电导体越尖锐的地方电荷密度越小、周围场强越小的特点 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．导体外表面越尖锐的位置电荷密度越大，周围的场强越大，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。 6．下列有关电学知识的相关说法正确的是（　　） A．图甲中，锥形导体上的电荷分布不均匀，是受到周围其他电荷的影响 B．图乙中，电工被防护服所包裹，人体电势为零，对人体起到保护作用 C．图丙中，打火机的点火装置是利用尖端放电的原理 D．图丁中，干燥的冬天，人触摸金属被电的原因是手和金属间产生了电荷 【答案】C 【详解】A．图甲中，锥形导体上的电荷分布不均匀，是因为电荷分布与导体的形状有关，即与导体表面的弯曲程度有关，弯曲程度越大，电荷分布越密集，表面越平缓，电荷分布越稀疏，故A错误； B．图乙中，电工被金属丝做成的防护服所包裹，则人体处于静电屏蔽状态，人体场强为零，对人体起到保护作用，故B错误； C．图丙中，打火机的点火装置是利用尖端放电的原理，故C正确； D．图丁中，干燥的冬天，人触摸金属被电的原因不是手和金属间产生了电荷，是因为手和金属间有电势差，发生电荷的瞬间转移，产生电击感，故D错误。 故选C。 7．以下场景中所应用的物理原理相同的一组是（　　） 甲：带电工作时工作人员需穿带电作业屏蔽服 乙：加油站工作人员工作时会触摸静电释放器 丙：高压输电线上方会有两条导线起保护作用 丁：燃气灶点火器的放电电极为钉尖形 A．甲和丙 B．甲和乙 C．丙和丁 D．乙和丁 【答案】A 【详解】A．甲图中工作人员穿带电作业屏蔽服，利用的是静电屏蔽原理，使人体处于等势体内部，场强为零；丙图中高压输电线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”，利用的是静电屏蔽的原理，防止输电线遭受雷击。原理相同，故A正确； B．甲图中利用的是静电屏蔽原理；乙图中，工作人员给汽车加油前要触摸一下静电释放器，将人体积累的静电通过导体导入大地，原理不同，故B错误。 C．丙图中利用的是静电屏蔽的原理；丁图中燃气灶点火器的放电电极是钉尖形，运用的是尖端放电的原理，原理不同，故C错误； D．乙图中，工作人员给汽车加油前要触摸一下静电释放器，将人体积累的静电通过导体导入大地；丁图中燃气灶点火器的放电电极是钉尖形，运用的是尖端放电的原理，原理不同，故D错误。 故选A。 三、静电屏蔽 8．关于图中四幅图像的说法正确的是（　　） A．甲图中，将带正电的小球C靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成A、B两部分后，A所带电荷量与B所带电荷量相同 B．乙图中，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，箔片会张开 C．丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的内表面感应出等量异种电荷，导体壳内腔C电场强度为0 D．丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理 【答案】D 【详解】A．根据电荷守恒定律，甲图中，将带正电的小球靠近不带电的导体，再沿图中虚线将导体分割成、两部分后，A、B带等量异种电荷，故A错误； B．根据静电屏蔽，乙图中，用金属网把验电器罩起来，使其内部不受影响，故带电金属球靠近验电器，箔片不会张开，故B错误； C．丙图中，处于静电平衡状态的导体腔的外表面感应出等量异种电荷，内表面没有电荷，导体壳内空腔电场强度为0，故C错误； D．丁图中，将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端并通过导线与大地相连制成避雷针，利用的是尖端放电原理，故D正确。 故选D。 9．如图所示金属球壳内有一静止的负电荷，球壳内、外表面的感应电荷分布可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据静电感应知识可知，球壳内表面感应出正电荷，外表面感应出负电荷，右侧部分与负点电荷距离近，感应的正电荷分布更密集，另外，球壳内表面电荷的分布应关于球心与点电荷连线上下对称，由于处于静电平衡状态的导体内部（即球壳金属球内）场强处处为零，则球壳外表面电荷应均匀分布。 故选C。 10．如图所示，电工在几十万伏的高压线上进行带电作业时，会身穿由导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布制成的屏蔽服。下列关于屏蔽服的作用，说法正确的是（　　） A．利用金属材料不易拉破的特性保护电工 B．根据静电屏蔽原理，屏蔽服内的合场强为零 C．电工穿屏蔽服，主要是为了挡风御寒 D．金属材料电阻大，能够隔绝电流，从而对人体起保护作用 【答案】B 【详解】高压带电作业时，屏蔽服采用金属丝织成，利用静电屏蔽原理，当金属网（或金属织物）包裹人体时，外界电场会使金属表面感应电荷，使屏蔽服内部的合电场强度几乎为零，从而保护电工不受外部高压电场伤害。 故选B。 11．家用微波炉的玻璃门上设有一层金属网，该金属网的作用在于（    ） A．静电吸附 B．静电除尘 C．静电屏蔽 D．尖端放电 【答案】C 【详解】微波炉中的电磁波作用使食物分子高频地运动从而使食物内外同时受热，起到加热作用，微波炉的玻璃门上设有一层金属网，该金属网的作用在于静电屏蔽，避免里面的电磁波影响微波炉外面。 故选C。 4、 静电吸附 12．（多选）关于静电现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，“静电章鱼”实验的两只“章鱼”带同种电荷 B．图乙中，武当山金殿安装避雷设施后，“雷火炼殿”现象更明显了 C．图丙中，优质话筒线外面包裹着的金属外衣增强了导线的导电能力 D．图丁中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在板状的收集器A上 【答案】AD 【详解】A．同种电荷相互排斥，两只“章鱼”丝线张开相互排斥，说明带同种电荷，故A正确； B．避雷设施的作用是将雷电的电荷导入大地，避免金殿被雷击，安装避雷设施后“雷火炼殿”现象会消失，不会更明显，故B错误； C．图丙中，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C错误； D．图丁中，电源负极接中间电极，电源正极接收集器A，电场方向由收集器A指向中间，带负电的尘埃受力方向指向收集器A，最终会收集在板状的收集器A上，故D正确。 故选AD。 13．如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口_____进入（选填：“M”或者“N”）。当金属丝、两端接直流高压电源后，可实现减少排放烟气中粉尘的目的。为提高除尘的效率，端应接直流高压电源的_____（选填：“正极”或者“负极”）。在除尘过程中，粉尘吸附的是空气分子在强电场作用下电离生成的_______（选填：A、阳离子，B、电子）。 【答案】 M 负极 B 【详解】[1]静电除尘装置中，通常下进上出，使粉尘在上升过程中被吸附，故烟气从管口M进入。 [2]静电除尘原理为，金属丝接负极，圆筒接正极，形成强电场电离空气，电子向金属丝运动，阳离子向圆筒运动。故端应接直流高压电源的负极。 [3]电子质量小，易被粉尘捕获，使粉尘带负电，从而被圆筒（正极）吸引而沉降。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $