第七节 静电的利用与防范（重难点专练）物理沪科版必修第三册

**基本信息** 聚焦静电应用与防范三大题型，以原理阐释为基础，通过典型例题构建从现象到应用的知识逻辑链，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |静电除尘|6题（含装置分析、电荷判断）|结合除尘装置考查电场中粉尘带电及运动规律|从静电危害引入，通过电场电离、电荷吸附原理构建应用模型| |尖端放电|6题（含避雷针、静电喷涂）|围绕尖端强电场电离现象，考查实际应用及原理辨析|以空气电离机制为核心，关联避雷针、驻极体等技术应用| |静电屏蔽|6题（含导体内部场强、电势）|通过导体静电平衡状态，分析屏蔽效果及电荷分布|基于静电平衡条件，推导内外部电场屏蔽原理，联系航天、防护等场景|

9.7 静电的利用与防范（题型突破） 题型01 静电除尘 题型02 尖端放电 题型03 静电屏蔽 ▌题型01 静电除尘 1．静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。如在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开；在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。 防止静电危害的主要方法与途径： (1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度； (2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是用导线把设备接地； (3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风，消除静电火花的引爆。 1．生活中有很多利用和防止静电的例子，以下措施中利用了尖端放电原理的是（　　） 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．飞机起落架的轮胎是采用导电橡胶制成的 D．运输汽油的车辆总有一条铁链拖在地上 【答案】A 【详解】A．高楼顶部的避雷针利用导体尖端电荷密度大、附近电场强度高的特点发生尖端放电，可将云层所带电荷导入大地，避免建筑物遭雷击，是利用了尖端放电原理，故A正确； B．工厂烟囱的静电除尘装置利用的是静电吸附作用，使带电的烟尘颗粒被电极吸附，与尖端放电原理无关，故B错误； C．飞机起落架采用导电橡胶，是为了将飞行过程中机身积累的静电导至地面，防止静电危害，不属于利用尖端放电，故C错误； D．运输汽油的车辆拖铁链，是为了将运输过程中摩擦产生的静电导入大地，避免静电放电引发火灾，不属于利用尖端放电，故D错误。 故选A。 2．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．飞机起落架轮胎用导电橡胶是为了将飞行过程中摩擦起电的电荷在着陆时传入大地 C．静电屏蔽是利用静电感应使感应电荷在导体内部产生的电场强度为零 D．静电除尘是利用同种电荷相互排斥 【答案】B 【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，故A错误； B．飞机飞行时机身与空气摩擦会积累大量静电，起落架轮胎用导电橡胶，可在着陆时将机身积累的电荷传入大地，避免放电产生安全隐患，故B正确； C．静电屏蔽的原理是导体处于外电场中静电平衡后，感应电荷的电场与外电场在导体内部抵消，合电场强度为零，感应电荷自身在导体内部产生的电场强度并不为零，故C错误； 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B。 3．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。 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。 5．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。 6．某空气净化器中有一个带正电的集尘板，当空气通过净化器时，空气中的灰尘颗粒会被吸附在集尘板上。以下说法正确的是（　　） A．集尘板带正电，是因为得到电子 B．灰尘颗粒可能带负电 C．灰尘颗粒可能带正电 D．灰尘颗粒一定不带电 【答案】B 【详解】A．集尘板带正电，是因为它失去电子，故A错误； BCD．集尘板带正电，空气中的灰尘颗粒会被吸附在集尘板上，异种电荷相互吸引，灰尘颗粒可能带负电，带电体可以吸引轻小物体，灰尘颗粒可能不带电，故B正确，CD错误。 故选B。 ▌题型02 尖端放电 1．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。 2．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。 7．口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极分别接高压直流电源的正、负极，针尖附近的空气被电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，平板电极表面为等势面，熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电 B．针状电极上，针尖附近的电场较弱 C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐减小 D．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐增大 【答案】C 【详解】A．空气受电场影响被电离产生正、负离子，电场线从电源正极指向负极，正离子沿电场线方向运动被熔喷布捕获，从而使熔喷布带正电，A错误； BCD．导体尖端的电荷密度高，电场强度很大，远离尖端的地方电场强度较小，所以带电粒子沿虚线向熔喷布运动时所受的电场力减小，加速度也减小，C正确，BD错误。 故选C。 8．（多选）关于静电现象，以下说法正确的是（     ） A．在工业生产中常利用静电以净化气体或回收有用尘粒 B．处于静电场中的导体，其内部各点的电势一定为零 C．高压电站的工作人员不能穿用金属纤维制作的衣服 D．避雷针把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地 【答案】AD 【详解】A．工业生产中的静电除尘、静电回收有用尘粒是利用静电的吸附作用实现的，属于静电的典型应用，故A正确； B．处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零，整个导体是等势体，但其电势的具体数值与零电势参考点的选取有关，不一定为零，故B错误； C．金属纤维制作的衣服可形成静电屏蔽，能保护高压作业人员免受高压电场的伤害，因此高压电站工作人员应该穿用该类衣服，故C错误； D．避雷针利用尖端放电原理，电离周围空气形成导电通路，将云层中积累的电荷导入大地，从而避免建筑物被雷击，故D正确。 故选AD。 9．（多选）关于下列四个现象，说法正确的有（     ） A．甲图为一根优质电话线，给电话线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从电话线上“入侵” B．乙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了静电屏蔽原理而制成的 C．丙图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 D．丁图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 【答案】AC 【详解】A．甲图中，金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从电话线上“入侵”，故A正确； B．乙图中，家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电原理而制成的，故B错误； C．丙图中，给车加油前触摸一下静电释放器的目的是将人体由于摩擦产生的电荷释放到大地，故C正确； D．丁图中，电力工人进行高压带电操作时一定要穿含金属丝的工作服，通过静电屏蔽来防止静电对人体的危害，故D错误。 故选AC。 10．物理知识和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念进行认识和理解，是学好物理的基础。关于静电的防止和利用，下列说法正确的是（     ） A．高大建筑物顶部安装避雷针，防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理 B．家用燃气灶点火装置的放电电极是钉尖形的，利用了尖端放电的工作原理 C．在超高压输电线上带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 D．静电喷漆时，使金属工件与油漆雾滴带同种电荷，这样使油漆与金属工件表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 【答案】B 【详解】A．高大建筑物顶部安装避雷针，是利用尖端放电和导体接地把雷电引入大地，减小雷击危害，不是静电屏蔽原理，故A错误； B．家用燃气灶点火装置的放电电极做成钉尖形，尖端处电荷密度大、电场强，容易使空气电离而发生放电，利用了尖端放电的工作原理，故B正确； C．超高压输电线上带电作业人员通常穿含金属纤维的屏蔽服，使人体处于近似等势状态，起静电屏蔽作用，不是橡胶制成的绝缘衣服，故C错误； D．静电喷漆时，应使油漆雾滴与金属工件带异种电荷，利用静电吸附使喷涂更均匀，而不是带同种电荷，故D错误。 故选B。 11．在科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的透明空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机后，塑料瓶内清澈透明。已知锯条接起电机的负极，金属片接起电机的正极。摇动起电机时（　　） A．金属片附近的电场强度最大 B．烟尘会吸附到锯条上 C．烟尘会吸附到塑料瓶内壁上 D．空气被电离后形成的自由电子吸附到烟尘上 【答案】D 【详解】A．瓶内俯视图如图。 尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场，故A错误； BCD．根据俯视图可以看出塑料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离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，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，这样消除了烟尘中的尘粒，故B错误，C错误，D正确。 故选D。 12．带电导体凸起而尖锐的地方电荷比较密集，其附近空间电场也较强.如图所示，当带电云层接近时，避雷针上的感应电荷在其附近产生强电场，使避雷针与带电云层间的空气电离，电荷通过避雷针和符合规格的导线被直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。 (1)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和。( ) (2)为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形。( ) (3)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电。( ) (4)为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑。( ) 【答案】(1)正确 (2)错误 (3)正确 (4)正确 【详解】（1）避雷针利用尖端放电原理，使附近空气电离，产生的异种电荷可以中和带电云层的电荷，同时最终电荷会被引入大地，该说法符合避雷原理。 故正确。 （2）避雷针需要尖端才能产生尖端放电效应，尖锐处电荷密度大，电场强，才能触发电离放电；球形曲率小，电荷密度低，无法实现避雷作用。 故错误。 （3）若验电器上端做成针尖状，尖端效应会使电荷容易通过尖端放电流失，因此做成球形，目的就是防止尖端放电。 故正确。 （4）高压输电导线表面如果有凸起尖锐部分，会引发尖端放电，损失电能，因此将导线表面做光滑，就是为了避免尖端放电损失电能。 故正确。 【点睛】 ▌题型03 静电屏蔽 1．静电屏蔽 静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为 0　。外电场对壳(网)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．静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连。 3．导体内部不受外部电场的影响的情况 现象：如图1甲，由于静电感应，验电器箔片张开。如图1乙，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，即外部电场影响不到导体内部。 4．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。特别提示：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。 13．如图所示，某同学把一不带电的验电器用金属网罩起来，用带正电的金属小球靠近金属球但不与网接触，则（     ） A．验电器的金属球带负电 B．金属网罩内部电场强度的方向与带电金属球产生的电场强度反向 C．拿走金属网，验电器箔片带正电 D．拿走金属网，验电器箔片不带电 【答案】C 【详解】A．把不带电的验电器用金属网罩起来，当带正电的金属小球靠近时，由于静电屏蔽作用，金属网罩内部的合电场强度处处为零，验电器不受外界电场的影响，所以验电器的金属球不带电，故A错误； B．金属网罩处于静电平衡状态，内部合电场强度处处为零，不存在合电场强度的方向，带电金属球在金属网罩内部产生的电场强度与金属网罩上的感应电荷在内部产生的电场强度大小相等、方向相反，故B错误； C．拿走金属网，验电器处在带正电的金属小球的电场中发生静电感应，由于异种电荷相互吸引，验电器上的自由电子向金属球移动，使得验电器的金属球带负电，验电器下端的箔片因失去电子带正电，故C正确； D．由对C选项的分析可知，拿走金属网后，验电器的箔片带正电，故D错误。 故选C。 14．航天器进入大气层时，表面会因高温形成一层等离子体鞘层（可等效为导体壳），能在一定程度上屏蔽外界强电磁干扰。下列说法正确的是（     ） A．等离子体鞘层内外表面会因静电感应带上异种电荷 B．等离子体鞘层外表面电场强度方向沿鞘层切线方向 C．等离子体鞘层内部（航天器所在区域）任意两点的电势差都为零 D．等离子体鞘层上的感应电荷在鞘层内部任意点激发的电场强度都为零 【答案】C 【详解】A．由于静电感应，在等离子体鞘层外表面会感应出异种电荷，内表面不带电，A错误； B．等离子体鞘层外表面是等势面，电场强度方向垂直于鞘层表面方向，B错误； C．等离子体鞘层是等势体，则等离子体鞘层内部（航天器所在区域）任意两点的电势差都为零，C正确； D．等离子体鞘层内部的合场强为零，则感应电荷在鞘层内部任意点激发的电场强度都与外电场等大反向，D错误。 故选C。 15．（多选）如图所示，将不带电导体AB，放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为，与导体AB的中心的距离为。当达到静电平衡时，若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。对于上述实验，下列判断不正确的是（     ） A．导体A端的电势低于B端的电势 B．，为正电荷 C．，为正电荷 D．导体AB的感应电荷在AB中心处产生的电场强度大小为，方向向右 【答案】AC 【详解】A．导体处于静电场中，达到静电平衡，故A、B的电势相等，故A错误； BC．根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即和为正电，和为负电；导体原来不带电，只是在电荷C的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分有多余电子而带负电；A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，故B正确，C错误； D．导体处于静电平衡，因此导体AB的感应电荷在AB中心处产生的电场强度与点电荷在AB中心处产生的电场强度大小相等，方向相反。故感应电荷在AB中心处产生的电场强度大小为 方向向右，故D正确。 选不正确的，故选AC。 16．如图所示，一带正电金属导体，a为导体表面上的点，b、c为导体内部的点，取无穷远处电势为零。关于a、b、c三点的电场强度Ea、Eb、Ec，电势、、的大小关系正确的是（     ） A．Ea＝Eb＝Ec＝0 B．Ea＞Eb＝Ec＝0 C．＜＝＝0 D．＝＝＝0 【答案】B 【详解】AB.处于静电平衡状态的金属导体，内部电场强度处处为零，导体内部、两点电场强度为零，但导体表面点电场强度不为零，场强，因此，故A错误，B正确； CD.静电平衡时整个导体为等势体，导体带正电，电势高于零电势，因此三点电势均大于0，即，故CD错误。 故选B。 17．如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，下列说法不正确的是（     ） A．金属小球在防护服内O点产生的场强方向水平向右 B．防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧外表面带正电 C．金属小球与O点连线的中点电势大于0 D．感应电荷在O点处产生的场强大小等于 【答案】B 【详解】A．根据电场的叠加原理，金属小球（点电荷）在点产生的场强仅由小球本身决定，不受金属网影响。由点电荷场强公式可知，方向由正电荷指向点，即水平向右，故A正确； B．金属网处于静电平衡状态且接地。带正电小球靠近金属网，由于静电感应，金属网左侧外表面（近端）感应出负电荷；金属网右侧外表面（远端）本应感应出正电荷，但由于接地，大地中的电子流向金属网中和了正电荷，因此右侧外表面不带电，故B错误； C．金属网接地，其电势为0。带正电小球周围空间的电势均为正值（取无穷远处或大地为零电势点）。电场线从正电荷出发终止于金属网左侧表面，沿电场线方向电势降低，既然金属网电势为0，则金属网左侧外部空间（包括小球与 点连线的中点）的电势均大于0，故C正确； D．点位于金属网内部，处于静电平衡状态的导体内部合场强处处为0。即金属小球在 点产生的场强 与感应电荷在 点产生的场强 矢量和为0， 所以感应电荷在点产生的场强大小，故D正确。 本题选不正确选项，故选B。 18．如图所示，上方开有小口不带电的金属球壳与带正电的点电荷固定在不同位置，A点位于点电荷与球壳之间，B点位于球壳的内表面，C点为球心。把一电子从A移至B、B移至C电场力做功分别为、，电子在A、B、C三点的电势能分别为、、。则（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AC．沿电场线方向电势不断降低，则 一电子从A移至B，电场力对电子做负功，电势能不断增大，则， 故A错误，C正确； BD．金属球壳处于静电平衡状态，球壳内部是等势体，内部电场强度为零，因此B点和C点电势相等，即 根据 则，，故BD错误。 故选C。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 9.7 静电的利用与防范（题型突破） 题型01 静电除尘 题型02 尖端放电 题型03 静电屏蔽 ▌题型01 静电除尘 1．静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。如在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开；在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。 防止静电危害的主要方法与途径： (1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度； (2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是用导线把设备接地； (3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风，消除静电火花的引爆。 1．生活中有很多利用和防止静电的例子，以下措施中利用了尖端放电原理的是（　　） 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．飞机起落架的轮胎是采用导电橡胶制成的 D．运输汽油的车辆总有一条铁链拖在地上 2．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．飞机起落架轮胎用导电橡胶是为了将飞行过程中摩擦起电的电荷在着陆时传入大地 C．静电屏蔽是利用静电感应使感应电荷在导体内部产生的电场强度为零 D．静电除尘是利用同种电荷相互排斥 3．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）。 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 5．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 6．某空气净化器中有一个带正电的集尘板，当空气通过净化器时，空气中的灰尘颗粒会被吸附在集尘板上。以下说法正确的是（　　） A．集尘板带正电，是因为得到电子 B．灰尘颗粒可能带负电 C．灰尘颗粒可能带正电 D．灰尘颗粒一定不带电 ▌题型02 尖端放电 1．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。 2．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。 7．口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，对空气的过滤增加静电吸附功能。驻极处理装置如图所示，针状电极与平板电极分别接高压直流电源的正、负极，针尖附近的空气被电离后，带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，平板电极表面为等势面，熔喷布带电后对电场的影响可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．熔喷布上表面因捕获带电粒子将带负电 B．针状电极上，针尖附近的电场较弱 C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐减小 D．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其加速度逐渐增大 8．（多选）关于静电现象，以下说法正确的是（     ） A．在工业生产中常利用静电以净化气体或回收有用尘粒 B．处于静电场中的导体，其内部各点的电势一定为零 C．高压电站的工作人员不能穿用金属纤维制作的衣服 D．避雷针把空气击穿（电离）形成导电通路，使云层中积累的电荷通过避雷针导入大地 9．（多选）关于下列四个现象，说法正确的有（     ） A．甲图为一根优质电话线，给电话线套上金属外衣，可以起到静电屏蔽的效果，防止干扰信号从电话线上“入侵” B．乙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了静电屏蔽原理而制成的 C．丙图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走人体的静电 D．丁图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 10．物理知识和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念进行认识和理解，是学好物理的基础。关于静电的防止和利用，下列说法正确的是（     ） A．高大建筑物顶部安装避雷针，防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理 B．家用燃气灶点火装置的放电电极是钉尖形的，利用了尖端放电的工作原理 C．在超高压输电线上带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服 D．静电喷漆时，使金属工件与油漆雾滴带同种电荷，这样使油漆与金属工件表面在静电斥力作用下喷涂更均匀 11．在科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，一个没有底的透明空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机后，塑料瓶内清澈透明。已知锯条接起电机的负极，金属片接起电机的正极。摇动起电机时（　　） A．金属片附近的电场强度最大 B．烟尘会吸附到锯条上 C．烟尘会吸附到塑料瓶内壁上 D．空气被电离后形成的自由电子吸附到烟尘上 12．带电导体凸起而尖锐的地方电荷比较密集，其附近空间电场也较强.如图所示，当带电云层接近时，避雷针上的感应电荷在其附近产生强电场，使避雷针与带电云层间的空气电离，电荷通过避雷针和符合规格的导线被直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。 (1)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和。( ) (2)为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形。( ) (3)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电。( ) (4)为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑。( ) ▌题型03 静电屏蔽 1．静电屏蔽 静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为 0　。外电场对壳(网)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．静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连。 3．导体内部不受外部电场的影响的情况 现象：如图1甲，由于静电感应，验电器箔片张开。如图1乙，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，即外部电场影响不到导体内部。 4．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。特别提示：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。 13．如图所示，某同学把一不带电的验电器用金属网罩起来，用带正电的金属小球靠近金属球但不与网接触，则（     ） A．验电器的金属球带负电 B．金属网罩内部电场强度的方向与带电金属球产生的电场强度反向 C．拿走金属网，验电器箔片带正电 D．拿走金属网，验电器箔片不带电 14．航天器进入大气层时，表面会因高温形成一层等离子体鞘层（可等效为导体壳），能在一定程度上屏蔽外界强电磁干扰。下列说法正确的是（     ） A．等离子体鞘层内外表面会因静电感应带上异种电荷 B．等离子体鞘层外表面电场强度方向沿鞘层切线方向 C．等离子体鞘层内部（航天器所在区域）任意两点的电势差都为零 D．等离子体鞘层上的感应电荷在鞘层内部任意点激发的电场强度都为零 15．（多选）如图所示，将不带电导体AB，放在一个点电荷的电场中，点电荷的电荷量为，与导体AB的中心的距离为。当达到静电平衡时，若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为、；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为和。对于上述实验，下列判断不正确的是（     ） A．导体A端的电势低于B端的电势 B．，为正电荷 C．，为正电荷 D．导体AB的感应电荷在AB中心处产生的电场强度大小为，方向向右 16．如图所示，一带正电金属导体，a为导体表面上的点，b、c为导体内部的点，取无穷远处电势为零。关于a、b、c三点的电场强度Ea、Eb、Ec，电势、、的大小关系正确的是（     ） A．Ea＝Eb＝Ec＝0 B．Ea＞Eb＝Ec＝0 C．＜＝＝0 D．＝＝＝0 17．如图所示，内置金属网的高压静电防护服接地，O为防护服内的一点，把一带电量为Q的金属小球移动到距离O点的r处。金属小球可视为点电荷，静电力常量为k，下列说法不正确的是（     ） A．金属小球在防护服内O点产生的场强方向水平向右 B．防护服内金属网左侧外表面带负电，右侧外表面带正电 C．金属小球与O点连线的中点电势大于0 D．感应电荷在O点处产生的场强大小等于 18．如图所示，上方开有小口不带电的金属球壳与带正电的点电荷固定在不同位置，A点位于点电荷与球壳之间，B点位于球壳的内表面，C点为球心。把一电子从A移至B、B移至C电场力做功分别为、，电子在A、B、C三点的电势能分别为、、。则（　　） A． B． C． D． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $