9.4 静电的防止与利用 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 该同步练习围绕“静电的防止与利用”，通过基础认知、情境分析、综合应用三层递进设计，实现从概念理解到实际应用的知识巩固，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|静电平衡本质、尖端放电与屏蔽实例|直接考查教材核心概念（如第1题静电平衡场强、第4题尖端放电应用）| |进阶层|感应电荷电场分析、放电条件判断|结合具体情境应用规律（如第2题导体棒感应电场、第5题避雷针放电分析）| |综合层|静电应用原理（喷涂/除尘）、空腔导体场强比较|关联实验装置与综合分析（如第8题静电喷涂、第13题空腔导体场强）|

9.4 静电的防止与利用 1. 有一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后，再次达到静电平衡，其内部的电场强度(　B　) 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】 带电金属球处于静电平衡状态，则内部电场强度为0，当它带的电荷量增加后，再次达到静电平衡，则其内部电场强度仍为0，B正确。 2. [2025·嘉兴一中月考]如图所示，长为l的导体棒原来不带电，现将一个所带电荷量为＋q的点电荷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(　B　) A. 棒整体带负电 B. 感应电荷在O点产生的电场方向水平向左 C. 棒的中点O处有净剩电荷 D. 感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小为 【解析】 根据电荷守恒定律可知棒整体不带电，A错误；静电平衡后整根棒的内部场强处处为0，点电荷q在O点的电场强度方向水平向右，根据矢量的叠加可知感应电荷在O点产生的电场方向水平向左，B正确；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，C错误；导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在O处产生的场强大小与点电荷q在该处产生的电场强度大小相同、方向相反，故感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小为E=，D错误。 3. 一金属球原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点产生的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　C　) A. Ea最大 B. Eb最大 C. Ec最大 D. Ea=Eb=Ec 【解析】 达到静电平衡后，金属球内的电场强度处处为0，即在球内各处，金属球上感应电荷产生的电场强度与带电的细杆MN产生的电场强度大小相等，方向相反，相互抵消。c点离带电的细杆MN最近，带电的细杆MN在c点处产生的电场强度最大，则金属球上感应电荷在c点处产生的电场强度最大，即Ec最大，C正确。 4. 下列应用和防护与尖端放电无关的是(　B　) A. 一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑 B. 一般马路表面修得很平滑 C. 夜间高压线周围会出现一层绿色光晕 D. 一般高楼大厦顶部装有避雷针 【解析】 马路表面建造得很平滑与尖端放电无关，A、C、D与尖端放电有关，B正确。 5. 避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施。在雷雨天气，带负电的云层运动到高楼上空时，避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷，由于导体尖端容易聚集电荷，所以楼顶带上的电荷会很少，从而保护建筑。如图所示为东方明珠“接闪”的画面，放大图为塔尖端附近电场线分布特点(方向未画出)。下列说法中，正确的是(　D　) A. 放电前塔尖端带负电 B. 放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动 C. 向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小 D. 向塔尖端运动的电荷的速度越来越大 【解析】 云层带负电，根据静电感应规律可知放电前塔尖端带正电，A错误；塔尖端带正电，云层带负电，所以放电时空气中的负电荷将向塔尖端运动，正电荷向云层运动，B错误；根据电场线的分布可知，离塔尖越近，电场强度越大，所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大，C错误；负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动，电场力做正功，速度越来越大，D正确。 6. 以下各种现象中不属于静电屏蔽的是(　A　) A. 避雷针 B. 超高压带电作业工人要穿戴金属织物的工作服 C. 电子设备外套是金属网罩 D. 野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 【解析】 当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生感应电荷，通过尖端放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，A符合题意；超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服，可以起到屏蔽作用，B不符合题意；电子设备外套为金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，C不符合题意；高压输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，D不符合题意。 7. 如图所示，A是带正电的物体，B是金属网，C是原来不带电的金箔验电器，能使验电器的金箔张开的是(　C　) A. B. B. D. 【解析】 图A、B中，由于金属网的屏蔽作用，带电体A对验电器无作用，A、B错误；图C中，受带电体A的作用，金属网内、外分别带等量异种感应电荷，在验电器处有电场，即能使验电器的金箔张开，C正确；图D中由于金属网接地，网罩外无电场，无法使验电器的金箔张开，D错误。 8. 静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术，与传统的喷涂技术相比，其生产效率高，易于实现半自动化或自动化，适用于大规模流水线作业，其原理如图所示。涂料雾化装置为负电极，接电源负高压，被涂物为正电极，通常接地。下列说法中，正确的是(　D　) A. 图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线 B. 涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定 C. 涂料颗粒在电场中运动时动能减小 D. 被涂物上的尖端处，涂料附着较多 【解析】 图中喷枪与被涂物之间的实线不代表电场线，因为电场线从正电荷出发到负电荷，A错误；该电场不是匀强电场，颗粒运动过程中所受的电场力不是恒力，涂料颗粒在电场中运动时加速度不恒定，B错误；涂料颗粒在电场中运动时，电场力做正功，动能增大，C错误；被涂物上的尖端处，电荷密度大，该处电场强度大，颗粒所受的电场力大，涂料附着较多，D正确。 9. 秋冬时节，因为带有静电，人身上的电压可达到几千伏，当人的手指靠近金属导体时会产生很强的电场，从而击穿空气，发生放电现象。关于这种现象，下列说法中正确的是(　B　) A. 发生放电现象时，金属导体内的正、负电荷同时转移 B. 手指与金属导体距离越近，越容易发生放电现象 C. 放电过程中，静电力对移动的电荷做负功 D. 放电过程中，移动电荷的电势能一定变大 【解析】 发生放电现象时，金属导体内带正电荷的原子核不能移动，只有带负电的电子移动，A错误；手指与金属导体距离越近，电场强度越大，越容易发生放电现象，B正确；放电过程中，静电力的方向与电荷的运动方向相同，静电力对电荷做正功，电荷的电势能一定变小，C、D错误。 10. 纯棉衣服手感柔软舒适度高，不会起静电而且吸湿和透气性都不错。关于静电的防止与利用，下列说法中正确的是(　C　) A. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止静电对手术的影响 B. 为了防止静电危害保证乘客的安全，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成 C. 油罐车尾部常拖一条铁链是为了防止静电产生的危害 D. 运输汽油时把汽油装进塑料桶比装进金属桶安全 【解析】 绝缘性能良好的化纤制品衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，A错误；飞机轮胎用导电橡胶制成可以将飞机产生的静电迅速导走，B错误；油罐车尾部常拖一条铁链是为了防止静电产生的危害，C正确；在运输途中，汽油不停地摇晃，会产生大量的静电，金属桶易导电，故用金属桶装易燃的汽油更安全，D错误。 11. 静电除尘器结构如图所示，它由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，使通过除尘器的粉尘带电。下列选项中，正确的是(　B　) A. 收集器A吸附大量粉尘的原因是尘埃带上了正电 B. 收集器A吸附大量粉尘的原因是尘埃带上了负电 C. 收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场 D. 静电除尘过程粉尘的机械能减小 【解析】 A、B间接高压电源后，A、B间产生很强的电场，气体分子被电离为电子和正离子，电子被粉尘吸附，粉尘带负电被接高压正极的收集器A吸附，A错误，B正确；越靠近线状电离器B电场强度越大，收集器A和电离器B之间形成的是非匀强电场，C错误；带负电的粉尘在静电力的作用下加速运动，静电力做正功，粉尘的机械能增加，D错误。 12. 如图所示为一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，钢针与手摇起电机的负极相连，在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是(　C　) A. 烟雾颗粒因为带正电而被吸附到钢针上 B. 同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越小 C. 同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越大 D. 同一烟雾颗粒在被吸附过程中若所带电荷量不变，离铝板越近，则加速度越 大 【解析】 负离子在静电力的作用下向正极移动时，碰到烟雾颗粒使它带负电，因此，烟雾颗粒在静电力的作用下向铝板运动，被吸附到铝板上，A错误；烟雾颗粒向铝板运动时，在静电力作用下做加速运动，所以离铝板越近则速度越大，B错误，C正确；根据钢针尖端周围的电场线更密集可知，同一颗粒离铝板越近则加速度越小，D错误。 13. 如图所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔内，达到静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的关系是(　A　) A. EA＞EB＞EC B. EA=EB＞EC C. EA=EB=EC D. EA＞EC＞EB 【解析】 系统达到静电平衡后，空腔导体上感应电荷与导体内外的电场线的分布图如图所示，从图中可以看出，EA＞EB＞EC(C点在导体内部，合电场强度为0)，A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 9.4 静电的防止与利用 1. 有一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后，再次达到静电平衡，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 2. [2025·嘉兴一中月考]如图所示，长为l的导体棒原来不带电，现将一个所带电荷量为＋q的点电荷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(　 　) A. 棒整体带负电 B. 感应电荷在O点产生的电场方向水平向左 C. 棒的中点O处有净剩电荷 D. 感应电荷在棒的中点O处产生的场强大小为 3. 一金属球原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点产生的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　 　) A. Ea最大 B. Eb最大 C. Ec最大 D. Ea=Eb=Ec 4. 下列应用和防护与尖端放电无关的是(　 　) A. 一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑 B. 一般马路表面修得很平滑 C. 夜间高压线周围会出现一层绿色光晕 D. 一般高楼大厦顶部装有避雷针 5. 避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施。在雷雨天气，带负电的云层运动到高楼上空时，避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷，由于导体尖端容易聚集电荷，所以楼顶带上的电荷会很少，从而保护建筑。如图所示为东方明珠“接闪”的画面，放大图为塔尖端附近电场线分布特点(方向未画出)。下列说法中，正确的是(　 　) A. 放电前塔尖端带负电 B. 放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动 C. 向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小 D. 向塔尖端运动的电荷的速度越来越大 6. 以下各种现象中不属于静电屏蔽的是(　 　) A. 避雷针 B. 超高压带电作业工人要穿戴金属织物的工作服 C. 电子设备外套是金属网罩 D. 野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 7. 如图所示，A是带正电的物体，B是金属网，C是原来不带电的金箔验电器，能使验电器的金箔张开的是(　 　) A. B. B. D. 8. 静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术，与传统的喷涂技术相比，其生产效率高，易于实现半自动化或自动化，适用于大规模流水线作业，其原理如图所示。涂料雾化装置为负电极，接电源负高压，被涂物为正电极，通常接地。下列说法中，正确的是(　 　) A. 图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线 B. 涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定 C. 涂料颗粒在电场中运动时动能减小 D. 被涂物上的尖端处，涂料附着较多 9. 秋冬时节，因为带有静电，人身上的电压可达到几千伏，当人的手指靠近金属导体时会产生很强的电场，从而击穿空气，发生放电现象。关于这种现象，下列说法中正确的是(　 　) A. 发生放电现象时，金属导体内的正、负电荷同时转移 B. 手指与金属导体距离越近，越容易发生放电现象 C. 放电过程中，静电力对移动的电荷做负功 D. 放电过程中，移动电荷的电势能一定变大 10. 纯棉衣服手感柔软舒适度高，不会起静电而且吸湿和透气性都不错。关于静电的防止与利用，下列说法中正确的是(　 　) A. 手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止静电对手术的影响 B. 为了防止静电危害保证乘客的安全，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成 C. 油罐车尾部常拖一条铁链是为了防止静电产生的危害 D. 运输汽油时把汽油装进塑料桶比装进金属桶安全 11. 静电除尘器结构如图所示，它由板状收集器A和线状电离器B组成，A、B间接有高压电源，使通过除尘器的粉尘带电。下列选项中，正确的是(　 　) A. 收集器A吸附大量粉尘的原因是尘埃带上了正电 B. 收集器A吸附大量粉尘的原因是尘埃带上了负电 C. 收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场 D. 静电除尘过程粉尘的机械能减小 12. 如图所示为一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，钢针与手摇起电机的负极相连，在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是(　 　) A. 烟雾颗粒因为带正电而被吸附到钢针上 B. 同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越小 C. 同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越大 D. 同一烟雾颗粒在被吸附过程中若所带电荷量不变，离铝板越近，则加速度越 大 13. 如图所示为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔内，达到静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的关系是(　 　) A. EA＞EB＞EC B. EA=EB＞EC C. EA=EB=EC D. EA＞EC＞EB 学科网（北京）股份有限公司 $