1.5静电的利用与防护（讲义）物理鲁科版必修第三册

本讲义聚焦静电的利用与防护核心知识点，系统梳理静电应用原理（静电感应、带电体特性等）及除尘、复印等场景，衔接危害产生机理（干燥环境摩擦起电）与防护方法（接地、增湿等），构建完整知识链作为学习支架。 该资料结合油罐车铁链、避雷针等生活实例设计分层练习，通过科学思维（模型建构分析微观原理）和科学态度与责任（安全用电意识）提升学习效果，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固查漏。

第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 1.5静电的利用与防护 课标要点 1.了解静电现象在生产生活中的常见应用，掌握静电吸附、静电除尘、静电复印的工作原理。 2.知道静电危害的产生原因，熟悉生活、工业中静电防护的常用方法。 3.能区分静电利用与防护的原理差异，结合静电场知识解释相关生活现象。 4.树立安全用电、防范静电危害的意识，能解决静电应用与防护的基础实际问题。 学习重难点 重点：静电的常见应用原理、静电防护的核心方法与应用场景 难点：静电应用的微观原理分析、不同场景下静电防护方式的选用 知识点静电的应用原理 1.静电作用核心原理 (1)静电感应：导体在电场作用下，内部自由电荷重新分布，使导体两端出现等量异种电荷的现象，是多数静电应用的基础原理。 (2)带电体特性：带电物体能够吸引轻小不带电物体，异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，静电应用均依托该电学规律实现。 (3)电场力作用：带电微粒在电场中会受到恒定电场力，发生定向移动，可实现微粒的分离、吸附、定向排布。 2.常见静电应用场景及原理 (1)静电除尘 工作结构：除尘装置包含高压阴极金属线和阳极金属管壁，接入高压直流电源，形成强电场。 工作原理：高压电极使周围空气电离，产生大量正负离子；空气中的烟尘、粉尘微粒吸附离子后带电，在电场力作用下向两极定向移动，最终吸附在电极板上，实现空气净化。 特点：除尘效率高、能耗低，广泛应用于工厂废气处理、空气净化设备。 (2)静电复印 工作原理：利用光电导材料的静电特性，曝光区域电阻骤增、电荷流失，未曝光区域保留静电电荷；带电墨粉吸附在有静电的图文区域，再通过静电吸附转移到纸张上，最后高温定影完成复印。 核心逻辑：静电吸附带电墨粉，依托电荷分布差异还原图文信息。 (3)静电喷涂 工作原理：使涂料微粒带电，被喷涂工件接异种电荷或接地，带电涂料微粒在电场力作用下定向飞向工件表面，均匀吸附附着。 优势：涂料利用率高、喷涂均匀、无死角，常用于汽车、家电、金属器件的表面喷涂工艺。 (4)静电植绒 利用高压电场使绒毛带电，在电场力作用下垂直、均匀吸附在涂有黏合剂的织物表面，制成植绒面料，质感均匀、附着力强。 3.静电应用的共性规律 所有静电应用均依赖电荷受力运动或静电吸附效应；需要人为制造高压静电场，实现电荷可控分布与移动；利用异种电荷相互吸引的核心规律，实现物质的分离、吸附、成型。 随学随练 1．关于下列各图应用的物理原理和规律说法正确的是（    ） A．图甲，带正电的物体C靠近金属导体，正电荷由A端转移到B端 B．图乙，给车加油前，手要触摸一下静电释放器是为了利用静电 C．图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝起到静电屏蔽作用 D．图丁，带电雷雨云接近建筑物时，安装在顶端的金属棒出现与云层相同的电荷 【答案】C 【详解】A．图甲，带正电的物体C靠近金属导体，根据静电感应原理可知A端感应出负电荷，B端感应出正电荷，电子由B端转移到A端，故A错误； B．图乙，给车加油前，手要触摸一下静电释放器是为了防止静电，故B错误； C．图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝起到静电屏蔽作用，故C正确； D．图丁，带电雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，则安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷，故D错误。 故选C。 2．（多选）下列说法正确的是（     ） A．图甲中，油罐车车尾铁链用于吸附灰尘，防止灰尘进入油罐 B．图乙中，静电除尘中，尘埃带电后因同种电荷相互排斥而被吸附 C．图丙中，雷雨天气待在金属外壳的汽车内比待在木屋里更安全 D．图丁中，高压设备导体的表面尽量光滑，是为了避免尖端放电 【答案】CD 【详解】A．油罐车车尾铁链是为了导走静电，防止静电产生的火花引起油罐爆炸，不是吸附灰尘，A错误； B．静电除尘中，尘埃带电后是因异种电荷相互吸引而被吸附到电极上，不是同种电荷相互排斥，B错误； C．金属外壳的汽车可起到静电屏蔽作用，在雷雨天气待在金属外壳的汽车内比待在木屋里更安全，C正确； D．高压设备导体的表面尽量光滑，是为了避免尖端放电，因为尖端处电荷容易聚集，容易发生尖端放电现象，D正确。 故选CD。 3．关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲为静电除尘原理的示意图，带正电的尘埃将被吸附到板状收集器A上 B．如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷 C．图丙为静电喷漆的原理图，涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到工件上 D．如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为静电屏蔽 【答案】B 【详解】A．图甲为静电除尘原理的示意图，根据电荷间的相互作用力可知，异种电荷相互吸引，因此带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上，A错误； B．给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其原理是导走人身的静电，B正确； C．图丙为静电喷漆的原理图，因为电场线是曲线，涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动，C错误； D．高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电，D错误。 故选 B。 知识点静电的危害及产生原因 1.静电危害的产生机理 在干燥环境中，不同材质的物体相互摩擦、接触分离，会发生电荷转移，使物体表面积累大量静电荷；电荷无法及时导走，会形成高压静电，产生静电放电、火花、吸附粉尘等现象，引发各类危害。干燥、绝缘环境是静电积累的主要条件。 2.生产生活中的常见静电危害 引发火灾爆炸：在加油站、化工厂、面粉厂、粉尘车间等易燃易爆环境，静电放电产生的电火花，可引燃可燃气体、粉尘、液体，引发安全事故。 损坏精密设备：静电高压会击穿电子元件、电路板，损坏手机、芯片、精密仪器等电子设备，造成设备故障、数据丢失。 影响工业生产：静电吸附粉尘会污染产品表面，纺织行业静电会导致丝线缠绕、粘连，影响生产质量。 人体静电危害：人体积累静电会产生触电刺痛感，长期频繁静电刺激会影响人体舒适度，特殊场景下可诱发安全隐患。 随学随练 4．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。 5．（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。 6．（多选）关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（     ） A．甲图中的静电喷漆主要利用同种电荷相互排斥的原理 B．乙图中的燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C．丙图中加油站的静电释放器利用了静电屏蔽的原理 D．丁图中超高压带电作业的电工穿金属衣是利用了静电屏蔽的原理 【答案】BD 【详解】A．静电喷漆中，喷出的油漆微粒带同种电荷，同种电荷相互排斥让油漆雾化散开，而最终让油漆吸附在工件上的核心原理是异种电荷相互吸引，故A错误； B．燃气灶的电子点火器将放电端做成尖端，利用了尖端放电的原理，击穿空气产生电火花点火，故B正确； C．加油站静电释放器的作用是将人体积累的静电导到大地，消除静电避免危险，不是利用静电屏蔽原理，故C错误； D．超高压带电作业的电工穿金属衣，金属衣发生静电平衡后内部电场强度为零，利用了静电屏蔽原理保护人体安全，故D正确； 故选BD。 知识点静电的防护方法 1.静电防护的核心原理 破坏静电积累的条件，通过导走电荷、中和电荷、减少摩擦三种方式，避免物体表面积累静电荷，从根源消除静电危害。 2.常用静电防护措施及应用场景 (1)接地放电(最常用防护方式) 原理：将带电导体与大地相连，大地为巨大导体，可将物体积累的静电荷快速导入大地，消除静电。 应用：油罐车尾部安装接地铁链、工厂金属设备接地、加油站加油设备接地、高层建筑避雷接地。 (2)增加环境湿度 原理：湿润空气中含有大量水汽，可使物体表面形成极薄水膜，降低表面绝缘性，让静电荷随时释放，无法积累。 应用：电子车间、精密仪器实验室、纺织车间通过加湿器增加空气湿度，预防静电。 (3)使用防静电材料 采用导电橡胶、防静电塑料、防静电织物等材料制作设备、工装、工作服，减少摩擦起电，同时可疏导电荷。 应用：电子厂防静电手环、防静电服、防静电地板，精密设备外包装防静电包装。 (4)电荷中和法 利用静电消除器产生异种离子，与物体表面静电电荷中和，快速消除静电，适用于高精度工业场景。 3.生活中的简易静电防护技巧 秋冬干燥季节，触摸金属门把手、电梯门前，先触摸墙壁释放人体静电；保持室内通风湿润，减少化纤衣物、塑料制品的使用；汽车行驶后及时释放车身静电，避免下车静电触电。 随学随练 7．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。 8．（多选）重庆科技馆内有一个法拉第笼，它是一个由金属制成的圆柱形状笼子，右侧的大型装置是特斯拉线圈，它会产生数百万伏的高压静电，并在周围产生巨大的电场，图中笼内为我校刘老师，当他用手触摸笼体依然安然无恙。下列说法正确的是（     ） A．该装置主要利用了静电屏蔽的原理 B．处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 C．处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D．处于静电平衡态的法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 【答案】AD 【详解】A．法拉第笼在静电场中可以使得笼内场强为0，主要利用了静电屏蔽的原理，故A正确； BC．处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷是不均匀分布的，感应电荷在笼内产生的电场强度刚好与外电场等大反向，使得内部电场强度为0，故BC错误； D．法拉第笼内部的电场强度为0，整个金属笼是一个等势体，笼内任意两点间的电势差为0，故D正确。 故选AD。 9．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。 疑难点静电现象的辨析方法 1.区分静电利用、静电危害、静电防护的统一分析步骤： 第一步：判断场景中是否产生静电、发生电荷转移； 第二步：判断静电产生的效果，是服务生产生活，还是造成安全隐患、设备损坏； 第三步：判断对应操作是主动利用静电，还是消除、规避静电，完成类型判定。 2.不同场景下静电防护方法的选用规则： 易燃易爆场景(加油站、化工厂)：优先选用接地放电，杜绝静电火花，严禁摩擦起电； 精密电子生产场景：优先增湿+防静电材质+接地多重防护，避免静电击穿元件； 日常居家生活场景：以增湿、减少化纤用品等简易防护为主。 活学活用 10．（多选）下列各图应用的物理原理和规律说法正确的是（　　） A．图甲，带正电的物体C靠近金属导体，A端金属箔带负电张开 B．图乙，给车加油前，手要触摸一下静电释放器是为了利用静电 C．图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝起到静电屏蔽作用 D．图丁，带电雷雨云接近建筑物时，安装在顶端的金属棒出现与云层相同的电荷 【答案】AC 【详解】A．图甲，带正电的物体C靠近金属导体，A端感应出负电荷，则金属箔带负电张开，故A正确； B．图乙，给车加油前，手要触摸一下静电释放器是为了防止静电，故B错误； C．图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝起到静电屏蔽作用，故C正确； D．图丁，带电雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，则安装在顶端的金属棒出现与云层相反的电荷，故D错误。 故选AC。 11．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，范德格拉夫起电机的传送带是用导电性能良好的材料做的 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．范德格拉夫起电机的传送带需要不断将电荷传递到顶端金属球，若用导电性能良好的材料做传送带，电荷会通过传送带导走，无法实现起电，所以传送带是用绝缘材料做的，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。 12．武当山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿，全部为铜铸鎏金。雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。以下关于金殿在静电相关知识方面的说法正确的是（　　） A．金殿在雷雨天气中，若达到静电平衡状态，金殿内部电场强度处处为零，但其表面电场强度不为零 B．当带电云层靠近金殿时，金殿会感应出电荷，此时金殿内部会产生一个与外部电场方向相同的感应电场 C．金殿在雷电环境下，可看作是一个静电屏蔽的理想模型，外部电场完全不能影响到金殿内部任何区域 D．金殿的金属材质在静电平衡时，其内部自由电子不再发生任何定向移动，且金殿表面电荷分布均匀 【答案】A 【详解】A．处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零，而表面电场强度垂直于表面且不为零。金殿作为金属结构，在达到静电平衡时，内部电场强度处处为零，但其表面电场强度不为零，故A正确； B．当带电云层靠近金殿时，金殿会感应出异种电荷，内部产生的感应电场方向与外部电场方向相反，目的是抵消外部电场以使内部场强为零，故B错误； C．理想的静电屏蔽要求导体完全封闭，金殿作为实际建筑可能存在门窗等开口，并非理想屏蔽模型，外部电场仍可能对内部产生微弱影响，故C错误； D．静电平衡时导体内部自由电子无定向移动，但表面电荷分布与导体形状有关，金殿形状不规则，越尖锐的地方电荷分布越密集，表面电荷分布是不均匀的，故D错误。 故选A。 基础通关 1．如图所示，真空中电荷量为＋Q的点电荷固定在M点，球形金属网的球心O在MN延长线上，N、P为网上两点，P点位于O点正上方。现将一不计重力的试探电荷－q放入，下列说法正确的是（   ） A．N点电势高于P点电势 B．电荷在P点受力方向沿PM方向 C．电荷在空间可以做匀速圆周运动运动 D．将电荷－q从M点附近移到N附近点，电场力一直变大 【答案】C 【详解】A．球形金属网处于静电平衡状态，其表面是等势体，因此N点电势等于P点电势，故A错误； B．P点位于球面上，电场方向垂直于球面（沿半径方向），试探电荷−q受力方向与电场方向相反，即沿半径指向球心。而PM方向并不沿半径（M在水平轴上），故B错误； C．球面是等势面，电场线垂直于球面。若试探电荷−q以适当速度沿球面大圆运动，径向电场力恰好提供向心力，且电场力不做功，速度大小不变，因此可以做匀速圆周运动，故C正确； D．从M点附近移到N，电场强度先减小后增大，进入金属网内部时为0，因此试探电荷受到的电场力并非一直增大，故D错误。 故选C。 2．取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在它们下部的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是（　　） A．导体B感应出正电荷，导体A不带电 B．导体A内部的场强比导体B内部的场强大 C．若先移走导体C，再分开导体A、B，导体B带正电 D．若用手摸一下导体A端，再移走球C，导体AB带负电 【答案】D 【详解】A．因C带正电，可知导体B感应出正电荷，导体A感应出负电，A错误； B．导体AB处于静电平衡时，内部场强均为零，即导体A内部的场强等于导体B内部的场强，B错误； C．若先移走导体C，则导体A、B上的感应电荷再次中和，则再分开导体A、B，导体A均不带电，C错误； D．因AB处于正电荷的电场中，电势高于大地，则用手摸一下导体端，则大地中的负电荷移向AB，则再移走球C，导体AB带负电，D正确。 故选D。 3．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（　　） A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害 B．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料是为了静电屏蔽 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．燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了静电屏蔽 【答案】B 【详解】A．印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误； B．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料构成金属网，起到静电屏蔽的作用，故选B； C．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应及时的把产生的静电导走，有利于消除静电，故C错误； D．电子点火器需要瞬间高压放电，尖端电荷更容易聚集，所以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，故D错误。 故选B。 4．（多选）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，其内部某点的电势一定为零 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，所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷” 【答案】AD 【详解】A．在工业生产中常利用静电以净化气体或回收有用尘粒，A正确； B．处于静电场中的导体，其内部某点的电场强度一定为零，电势跟零电势的选择有关，不一定为零，B错误； C．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的就是形成金属网可以起到静电屏蔽的作用，使内部电场强度为零，C错误； 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，所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷”，D正确。 故选AD。 5．如图所示，正六棱柱金属壳上下底面的中心为O1，O2，A为棱角顶点，在O1正上方置一正点电荷Q，则达到静电平衡后（　　） A．O1点电势高于O2点电势 B．相比于A点，O1点的电荷密集程度更高 C．在正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零 D．在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面平行 【答案】C 【详解】A．由于处于静电平衡状态的金属壳为等势体，其表面为等势面，所以O1点电势与O2点电势相等，故A错误； B．金属壳表面的感应电荷集中于尖端，所以相比于A点，O1点的电荷密集程度更低，故B错误； C．由于金属壳处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零，故C正确； D．由于金属壳为等势体，所以在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面垂直，故D错误。 故选C。 6．金属球壳在某匀强电场中达到静电平衡状态后，周围的电场分布如图所示，其中a、d两点关于球心o对称，则（　　） A．o点电场强度不为0 B．a点电势等于d点电势 C．a点电场强度小于d点电场强度 D．a、o间电势差等于o、d间电势差 【答案】D 【详解】A．金属球壳在匀强电场中达到静电平衡后内部场强处处为零，则o点电场强度为0，故A错误； B．沿着电场线电势逐渐降低，且球壳静电平衡后是等势体，表面为等势面，故有，故B错误； C．a、d两点关于球心o对称，电场线的分布对称，而电场线的密度反映场强，则a点电场强度等于d点电场强度，故C错误； D． 因a、d两点周围的电场线分布关于球心o对称，则这两点周围的平均场强大小相等，由可知a、o间电势差等于o、d间电势差，故D正确。 故选D。 7．下列对于与静电现象有关的四幅图的说法正确的是（     ） A．甲图中，尺子吸收轻小纸片是因为小纸片带电 B．乙图中，导线外包裹一层金属编织网是为了增加导线强度，使其不易被拉坏 C．丙图中，避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷 D．丁图中，工人进行超高压带电作业，穿戴铁甲工作服，通过绝缘防护避免触电。 【答案】C 【详解】A．尺子吸收轻小纸片是因为带静电的物体能吸附轻的物体，小纸片不一定带电，故A错误； B．导线外包裹一层金属编织网是为了屏蔽导线外的静电对内部导线产生影响，故B错误； C．避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷，避免建筑物被雷电损坏，属于静电的防止，故C正确； D．超高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝是可以增加衣服的导电性，可以起到一定的静电屏蔽作用，故D错误。 故选C。 8．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（   ） A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 【答案】C 【详解】①高压线上方两条接地导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击，是静电屏蔽作用： ②主要用了放大法来研究微小量 ③静电除尘主要是使颗粒带电，然后被另一电极吸引，这里利用了静电力的作用 ④带电金属球靠近静电计金属片不张开是因为金属网起到了静电屏蔽的作用 物理学原理相同的是①和④。 故选C。 9．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。 10．2024年8月11日20时36分，常州经开区横山桥镇遭遇强对流天气，雷击致芳茂山公园凉亭坍塌，造成6死10伤的悲剧。关于静电的防止与利用，下列说法不正确的是（　　） A．图甲为静电喷漆的示意图，静电喷漆利用的是带负电的油漆微粒在静电力吸引作用下向带正电的金属表面运动，从而使油漆在金属表面喷涂更均匀 B．乙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C．丙图的自助加油机都会有除静电装置，通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会导走身上的静电 D．丁图的超高压带电作业，电工所穿的高压工作服是由绝缘材料制成，可以防止触电的发生。 【答案】D 【详解】A．图甲为静电喷漆的示意图，静电喷漆利用的是带负电的油漆微粒在静电力吸引作用下向带正电的金属表面运动，从而使油漆在金属表面喷涂更均匀，A正确，不符合题意； B．乙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，B正确，不符合题意； C．丙图的自助加油机都会有除静电装置，通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会导走身上的静电，从而保证加油站的安全，C正确，不符合题意； D．丁图中因为超高压输电线周围存在很强的电场，带电作业的工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服，这身工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来，工人就可以安全作业了，D错误，符合题意。 故选D。 素养提升 11．如图所示的空腔导体，W为壳壁，C为空腔，其在电场中已达到静电平衡状态，则（　　） A．壳壁W内的电场强度水平向左 B．壳壁W的内表面有净电荷 C．壳壁W与空腔C内的电场强度均为0 D．导体左侧外表面的电势比右侧外表面的高 【答案】C 【详解】ABC．带空腔的导体在电场中达到静电平衡状态，则空腔C内的电场强度为0，W内的电场强度为0，W内表面没有净剩电荷，故C正确，AB错误； D．达到静电平衡状态，导体为等势体，导体左侧外表面的电势与右侧外表面的电势相等，故D错误。 故选C。 12．如图所示，一固定的不带电金属球壳接地，其半径为R，球心为A，将一带电量为的点电荷固定在离球心为的B点，是直线上的两点，与球壳相切于C点，球壳静电平衡时，C点的电场强度大小，k为静电力常量，下列说法正确的是（　　） A．C点的电势低于A点的电势 B．D点的电势等于E点的电势 C．A点的电场强度大小 D．球上的感应电荷在C处的电场强度大小 【答案】D 【详解】A．静电平衡状态的导体是等势体，所以C、A电势相等，故A错误； B．+q在DE两点电势相等，感应电荷再金属球左侧分布为负电荷右侧正电荷，在D点的电势比E点低，所以D点电势低于E点，故B错误； C．静电平衡状态的导体内部的场强处处为0，故C错误； D．金属球壳处于静电平衡，球壳表面场强和金属球壳垂直，因此C点场强指向A点，+q在C两点的场强沿BC向外，大小为 由矢量合成可知 故D正确。 故选D。 13．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。 迁移创新 14．（多选）滚筒式静电分选器由料斗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。C与G分别接于直流高压电源的正负极，并将C接地，如图所示。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性，下列说法中正确的是（　　） A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽E B．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽E C．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作原理上看，这也是允许的 D．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工业实用角度看，这也是允许的 【答案】AC 【详解】AB．因为和分别接在高压电源的正、负极上，放电针附近形成很强的电场，使放电针附近的空气电离而产生大量离子，其中的负离子在奔向正极的过程中被吸附到粉粒、上，、因吸附负离子而带负电，被吸引到带正电的滚筒上，因具有良好的导电性，所带电荷被上的正电荷中和并最终带上和相同的电荷而被排斥，落入料槽，粉粒因具有良好的绝缘性，所带负电荷而不会被中和，和相互吸引，被吸引到滚筒上，直到处被刮板刮落而落入料槽中，A正确，B错误； CD．若滚筒不接地而放电针接地，同样能使放电针附近空气电离，从工作原理上看是允许的，但滚筒不接地具有高压，不安全，从工业实用角度看，不允许，C正确，D错误。 故选AC。 15．（多选）如图所示，半径为R的金属球接地，当将电荷量为+q的点电荷置于与球心距离为l（l>R）处时，金属球上的感应电荷量为q＇。将无限远处的电势规定为零时，点电荷+q在球心O处的电势为（k为静电力常量），则下列说法正确的是（　　） A．q＇在球心处产生的电场强度为零 B．q＇在球心处产生的电场强度的大小为 C．+q远离球心时，q＇在球心O处产生的电势升高 D．+q远离球心时，q＇在球心O处产生的电势降低 【答案】BC 【详解】AB．金属球处于静电平衡，球体内部的电场强度为零，则感应电荷与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，故在球心处产生的电场强度的大小为，选项A错误，B正确； CD．金属球接地，电势为零，即感应电荷在球心处产生的电势与点电荷在球心处产生的电势之和为零，则有 可知当远离球心时，减小，则在球心O处产生的电势升高，选项C正确，D错误。 故选BC。 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 1.5静电的利用与防护 课标要点 1.了解静电现象在生产生活中的常见应用，掌握静电吸附、静电除尘、静电复印的工作原理。 2.知道静电危害的产生原因，熟悉生活、工业中静电防护的常用方法。 3.能区分静电利用与防护的原理差异，结合静电场知识解释相关生活现象。 4.树立安全用电、防范静电危害的意识，能解决静电应用与防护的基础实际问题。 学习重难点 重点：静电的常见应用原理、静电防护的核心方法与应用场景 难点：静电应用的微观原理分析、不同场景下静电防护方式的选用 知识点静电的应用原理 1.静电作用核心原理 (1)静电感应：导体在电场作用下，内部自由电荷重新分布，使导体两端出现等量异种电荷的现象，是多数静电应用的基础原理。 (2)带电体特性：带电物体能够吸引轻小不带电物体，异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥，静电应用均依托该电学规律实现。 (3)电场力作用：带电微粒在电场中会受到恒定电场力，发生定向移动，可实现微粒的分离、吸附、定向排布。 2.常见静电应用场景及原理 (1)静电除尘 工作结构：除尘装置包含高压阴极金属线和阳极金属管壁，接入高压直流电源，形成强电场。 工作原理：高压电极使周围空气电离，产生大量正负离子；空气中的烟尘、粉尘微粒吸附离子后带电，在电场力作用下向两极定向移动，最终吸附在电极板上，实现空气净化。 特点：除尘效率高、能耗低，广泛应用于工厂废气处理、空气净化设备。 (2)静电复印 工作原理：利用光电导材料的静电特性，曝光区域电阻骤增、电荷流失，未曝光区域保留静电电荷；带电墨粉吸附在有静电的图文区域，再通过静电吸附转移到纸张上，最后高温定影完成复印。 核心逻辑：静电吸附带电墨粉，依托电荷分布差异还原图文信息。 (3)静电喷涂 工作原理：使涂料微粒带电，被喷涂工件接异种电荷或接地，带电涂料微粒在电场力作用下定向飞向工件表面，均匀吸附附着。 优势：涂料利用率高、喷涂均匀、无死角，常用于汽车、家电、金属器件的表面喷涂工艺。 (4)静电植绒 利用高压电场使绒毛带电，在电场力作用下垂直、均匀吸附在涂有黏合剂的织物表面，制成植绒面料，质感均匀、附着力强。 3.静电应用的共性规律 所有静电应用均依赖电荷受力运动或静电吸附效应；需要人为制造高压静电场，实现电荷可控分布与移动；利用异种电荷相互吸引的核心规律，实现物质的分离、吸附、成型。 随学随练 1．关于下列各图应用的物理原理和规律说法正确的是（    ） A．图甲，带正电的物体C靠近金属导体，正电荷由A端转移到B端 B．图乙，给车加油前，手要触摸一下静电释放器是为了利用静电 C．图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝起到静电屏蔽作用 D．图丁，带电雷雨云接近建筑物时，安装在顶端的金属棒出现与云层相同的电荷 2．（多选）下列说法正确的是（     ） A．图甲中，油罐车车尾铁链用于吸附灰尘，防止灰尘进入油罐 B．图乙中，静电除尘中，尘埃带电后因同种电荷相互排斥而被吸附 C．图丙中，雷雨天气待在金属外壳的汽车内比待在木屋里更安全 D．图丁中，高压设备导体的表面尽量光滑，是为了避免尖端放电 3．关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲为静电除尘原理的示意图，带正电的尘埃将被吸附到板状收集器A上 B．如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷 C．图丙为静电喷漆的原理图，涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到工件上 D．如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为静电屏蔽 知识点静电的危害及产生原因 1.静电危害的产生机理 在干燥环境中，不同材质的物体相互摩擦、接触分离，会发生电荷转移，使物体表面积累大量静电荷；电荷无法及时导走，会形成高压静电，产生静电放电、火花、吸附粉尘等现象，引发各类危害。干燥、绝缘环境是静电积累的主要条件。 2.生产生活中的常见静电危害 引发火灾爆炸：在加油站、化工厂、面粉厂、粉尘车间等易燃易爆环境，静电放电产生的电火花，可引燃可燃气体、粉尘、液体，引发安全事故。 损坏精密设备：静电高压会击穿电子元件、电路板，损坏手机、芯片、精密仪器等电子设备，造成设备故障、数据丢失。 影响工业生产：静电吸附粉尘会污染产品表面，纺织行业静电会导致丝线缠绕、粘连，影响生产质量。 人体静电危害：人体积累静电会产生触电刺痛感，长期频繁静电刺激会影响人体舒适度，特殊场景下可诱发安全隐患。 随学随练 4．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 5．（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 6．（多选）关于静电的防止与利用，下列说法正确的是（     ） A．甲图中的静电喷漆主要利用同种电荷相互排斥的原理 B．乙图中的燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C．丙图中加油站的静电释放器利用了静电屏蔽的原理 D．丁图中超高压带电作业的电工穿金属衣是利用了静电屏蔽的原理 知识点静电的防护方法 1.静电防护的核心原理 破坏静电积累的条件，通过导走电荷、中和电荷、减少摩擦三种方式，避免物体表面积累静电荷，从根源消除静电危害。 2.常用静电防护措施及应用场景 (1)接地放电(最常用防护方式) 原理：将带电导体与大地相连，大地为巨大导体，可将物体积累的静电荷快速导入大地，消除静电。 应用：油罐车尾部安装接地铁链、工厂金属设备接地、加油站加油设备接地、高层建筑避雷接地。 (2)增加环境湿度 原理：湿润空气中含有大量水汽，可使物体表面形成极薄水膜，降低表面绝缘性，让静电荷随时释放，无法积累。 应用：电子车间、精密仪器实验室、纺织车间通过加湿器增加空气湿度，预防静电。 (3)使用防静电材料 采用导电橡胶、防静电塑料、防静电织物等材料制作设备、工装、工作服，减少摩擦起电，同时可疏导电荷。 应用：电子厂防静电手环、防静电服、防静电地板，精密设备外包装防静电包装。 (4)电荷中和法 利用静电消除器产生异种离子，与物体表面静电电荷中和，快速消除静电，适用于高精度工业场景。 3.生活中的简易静电防护技巧 秋冬干燥季节，触摸金属门把手、电梯门前，先触摸墙壁释放人体静电；保持室内通风湿润，减少化纤衣物、塑料制品的使用；汽车行驶后及时释放车身静电，避免下车静电触电。 随学随练 7．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 8．（多选）重庆科技馆内有一个法拉第笼，它是一个由金属制成的圆柱形状笼子，右侧的大型装置是特斯拉线圈，它会产生数百万伏的高压静电，并在周围产生巨大的电场，图中笼内为我校刘老师，当他用手触摸笼体依然安然无恙。下列说法正确的是（     ） A．该装置主要利用了静电屏蔽的原理 B．处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上 C．处于静电平衡态的法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零 D．处于静电平衡态的法拉第笼内部任意两点间的电势差为零 9．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 疑难点静电现象的辨析方法 1.区分静电利用、静电危害、静电防护的统一分析步骤： 第一步：判断场景中是否产生静电、发生电荷转移； 第二步：判断静电产生的效果，是服务生产生活，还是造成安全隐患、设备损坏； 第三步：判断对应操作是主动利用静电，还是消除、规避静电，完成类型判定。 2.不同场景下静电防护方法的选用规则： 易燃易爆场景(加油站、化工厂)：优先选用接地放电，杜绝静电火花，严禁摩擦起电； 精密电子生产场景：优先增湿+防静电材质+接地多重防护，避免静电击穿元件； 日常居家生活场景：以增湿、减少化纤用品等简易防护为主。 活学活用 10．（多选）下列各图应用的物理原理和规律说法正确的是（　　） A．图甲，带正电的物体C靠近金属导体，A端金属箔带负电张开 B．图乙，给车加油前，手要触摸一下静电释放器是为了利用静电 C．图丙，带电作业的工人穿戴的工作服中包含金属丝起到静电屏蔽作用 D．图丁，带电雷雨云接近建筑物时，安装在顶端的金属棒出现与云层相同的电荷 11．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，范德格拉夫起电机的传送带是用导电性能良好的材料做的 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 12．武当山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿，全部为铜铸鎏金。雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。以下关于金殿在静电相关知识方面的说法正确的是（　　） A．金殿在雷雨天气中，若达到静电平衡状态，金殿内部电场强度处处为零，但其表面电场强度不为零 B．当带电云层靠近金殿时，金殿会感应出电荷，此时金殿内部会产生一个与外部电场方向相同的感应电场 C．金殿在雷电环境下，可看作是一个静电屏蔽的理想模型，外部电场完全不能影响到金殿内部任何区域 D．金殿的金属材质在静电平衡时，其内部自由电子不再发生任何定向移动，且金殿表面电荷分布均匀 基础通关 1．如图所示，真空中电荷量为＋Q的点电荷固定在M点，球形金属网的球心O在MN延长线上，N、P为网上两点，P点位于O点正上方。现将一不计重力的试探电荷－q放入，下列说法正确的是（   ） A．N点电势高于P点电势 B．电荷在P点受力方向沿PM方向 C．电荷在空间可以做匀速圆周运动运动 D．将电荷－q从M点附近移到N附近点，电场力一直变大 2．取一对用绝缘支柱支持的金属导体A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在它们下部的金属箔是闭合的。现在把带正电荷的球C移近导体A，可以看到A、B上的金属箔都张开了。下列说法正确的是（　　） A．导体B感应出正电荷，导体A不带电 B．导体A内部的场强比导体B内部的场强大 C．若先移走导体C，再分开导体A、B，导体B带正电 D．若用手摸一下导体A端，再移走球C，导体AB带负电 3．关于静电的利用与防范，下列说法正确的是（　　） A．印染厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害 B．超高压带电工人穿戴的工作服选用含金属的材料是为了静电屏蔽 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．燃气灶上的电子点火器电极做成针尖状，是利用了静电屏蔽 4．（多选）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，其内部某点的电势一定为零 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，所以避雷针其实不“避雷”，反而是“接雷” 5．如图所示，正六棱柱金属壳上下底面的中心为O1，O2，A为棱角顶点，在O1正上方置一正点电荷Q，则达到静电平衡后（　　） A．O1点电势高于O2点电势 B．相比于A点，O1点的电荷密集程度更高 C．在正六棱柱金属壳内部电场强度处处为零 D．在上表面O1点上方附近的电场方向与上表面平行 6．金属球壳在某匀强电场中达到静电平衡状态后，周围的电场分布如图所示，其中a、d两点关于球心o对称，则（　　） A．o点电场强度不为0 B．a点电势等于d点电势 C．a点电场强度小于d点电场强度 D．a、o间电势差等于o、d间电势差 7．下列对于与静电现象有关的四幅图的说法正确的是（     ） A．甲图中，尺子吸收轻小纸片是因为小纸片带电 B．乙图中，导线外包裹一层金属编织网是为了增加导线强度，使其不易被拉坏 C．丙图中，避雷针的工作原理是通过尖端放电，金属棒上的电荷向大气释放，中和空气中的电荷 D．丁图中，工人进行超高压带电作业，穿戴铁甲工作服，通过绝缘防护避免触电。 8．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（   ） A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 9．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 10．2024年8月11日20时36分，常州经开区横山桥镇遭遇强对流天气，雷击致芳茂山公园凉亭坍塌，造成6死10伤的悲剧。关于静电的防止与利用，下列说法不正确的是（　　） A．图甲为静电喷漆的示意图，静电喷漆利用的是带负电的油漆微粒在静电力吸引作用下向带正电的金属表面运动，从而使油漆在金属表面喷涂更均匀 B．乙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C．丙图的自助加油机都会有除静电装置，通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会导走身上的静电 D．丁图的超高压带电作业，电工所穿的高压工作服是由绝缘材料制成，可以防止触电的发生。 素养提升 11．如图所示的空腔导体，W为壳壁，C为空腔，其在电场中已达到静电平衡状态，则（　　） A．壳壁W内的电场强度水平向左 B．壳壁W的内表面有净电荷 C．壳壁W与空腔C内的电场强度均为0 D．导体左侧外表面的电势比右侧外表面的高 12．如图所示，一固定的不带电金属球壳接地，其半径为R，球心为A，将一带电量为的点电荷固定在离球心为的B点，是直线上的两点，与球壳相切于C点，球壳静电平衡时，C点的电场强度大小，k为静电力常量，下列说法正确的是（　　） A．C点的电势低于A点的电势 B．D点的电势等于E点的电势 C．A点的电场强度大小 D．球上的感应电荷在C处的电场强度大小 13．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 迁移创新 14．（多选）滚筒式静电分选器由料斗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。C与G分别接于直流高压电源的正负极，并将C接地，如图所示。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，沿导板B到达转动的滚筒C上，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性，下列说法中正确的是（　　） A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽E B．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽E C．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工作原理上看，这也是允许的 D．若滚筒C不接地而放电针G接地，从工业实用角度看，这也是允许的 15．（多选）如图所示，半径为R的金属球接地，当将电荷量为+q的点电荷置于与球心距离为l（l>R）处时，金属球上的感应电荷量为q＇。将无限远处的电势规定为零时，点电荷+q在球心O处的电势为（k为静电力常量），则下列说法正确的是（　　） A．q＇在球心处产生的电场强度为零 B．q＇在球心处产生的电场强度的大小为 C．+q远离球心时，q＇在球心O处产生的电势升高 D．+q远离球心时，q＇在球心O处产生的电势降低 学科网（北京）股份有限公司1/10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $