第9章 4 静电的防止与利用（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（人教版）江苏北京专版

**基本信息** 高中物理第九章“静电的防止与利用”同步练，聚焦新授课基础巩固，以“概念辨析-现象解释-实际应用”分层设计，覆盖静电平衡、尖端放电等核心知识点，通过情境化问题培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |静电平衡|导体静电平衡特征、感应电荷分布|3题基础概念辨析，如空腔导体电场分析，强化物质观念| |尖端放电/屏蔽|尖端放电条件、静电屏蔽原理|4题现象与应用结合，如“雷火炼殿”“高压作业防护服”，培养科学推理| |静电吸附|静电除尘、驻极处理原理|2题技术应用分析，如熔喷布带电机制，体现科学态度与责任|

第九章　静电场及其应用 4　静电的防止与利用 基础过关练 题组一　静电平衡 1.(2026北京顺义期末)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两点的场强相等 B.导体内表面存在净电荷 C.导体发生感应起电,右端外表面的感应电荷为负,左端外表面的感应电荷为正 D.导体处于静电平衡时,导体内部的电场强度与静电场E0大小相等、方向相反 2.(2026江苏南通中学月考)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+q(q>0)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E= 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.若将A端接地,导体棒将带上正电荷 3.(2025安徽芜湖期中)如图所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z<0的空间,z>0的空间为真空。将带电荷量为+q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xOy平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上z=处的场强大小为(k为静电力常量)(　　) A.k　　B.k　　C.k　　D.k 题组二　尖端放电 4.(教材深研拓展)湖北武当山的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。已知电场强度超过3×106 N/C时,空气将被击穿发生放电。关于“雷火炼殿”,下列说法错误的是(　　) A.带电乌云移到金殿上空时,金殿上表面会感应出与乌云电性相反的电荷 B.雷雨天气时,游客躲在殿内可以降低被雷电击中的可能性 C.雷雨天气时,金殿屋顶上曲率半径越大的地方,空气越容易被击穿 D.近年来金殿安装了避雷针,“雷火炼殿”的奇观消失了 5.(2026北京西城期末)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,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 题组三　静电屏蔽 6.(2026江苏无锡锡山高级中学期中)如图所示,用金属网把验电器罩起来,使带正电金属小球靠近验电器,发现验电器的箔片没有张开。下列生活场景中利用到的原理与该实验原理相同的是(　　) A.高压作业人员穿戴含有金属织物的衣服工作 B.在高大建筑物上安装避雷针 C.燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形 D.油罐车后面装有一条拖地的铁链 7.(2026江苏南京第一中学期中)如图所示,将悬挂在绝缘细线上的带正电的金属小球A放在不带电的金属空心球C内(不与C的内壁接触),现将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B放在C附近,则(　　) A.悬挂A、B两球的细线均不偏离竖直方向 B.A球位置不变,B球向右偏移 C.A球向左偏移,B球位置不变 D.A球向左偏移,B球向右偏移 题组四　静电吸附 8.(2026安徽名校联考)研究静电除尘的实验装置如图所示,金属板和金属针分别与电源的正极、负极相连,带负电的尘埃会向金属板运动并吸附到金属板上。图中的实线为电场线,下列说法正确的是(　　) A.带电尘埃一定沿着电场线运动 B.同一带电尘埃在M点的加速度小于在P点的加速度 C.M点和N点的电场强度相同 D.金属板附近的空气中的气体分子更容易被电离 9.(教材习题改编)在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:如图甲所示,两端开口的空塑料瓶中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。图乙为塑料瓶俯视图。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕。摇动起电机,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。当摇动起电机时,下列说法正确的是(　　) 　 A.室内的空气湿度越大,实验效果越好 B.若锯条接起电机负极,金属片接正极,则这些烟尘附着在金属片上面 C.摇动起电机前,需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功 D.锯条附近的电场强度小于金属片附近的电场强度 答案与分层梯度式解析 第九章　静电场及其应用 4　静电的防止与利用 基础过关练 1.A　根据静电平衡下导体内部特征,导体内部被静电屏蔽,导体内部的电场强度为0,此时导体内部的感应电荷产生的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两点的场强相等,故A正确,D错误;导体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,导体内部没有净电荷,故B、C错误。 2.B　由静电感应原理可知,棒左端感应出负电荷,右端感应出正电荷,A错误;点电荷q在棒中心O处产生的电场方向向右,根据静电平衡原理可知,棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场方向向左,C错误;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E=,故B正确;若将A端接地,大地上的电子跑到导体棒将正电荷中和,所以导体棒将带上负电荷,D错误。 3.C　在z轴上z=-处(记为M点,下同),合场强为零,该点场强为点电荷和导体上感应电荷产生电场的场强矢量和,点电荷在M点产生的场强大小为E1=k=,方向向下;由于导体无穷大,远端离M点无穷远,故导体上感应电荷在M点产生的场强等于导体近端的感应电荷(点拨:即导体上表面的感应电荷)在此处产生的场强,则导体近端的感应电荷在M点产生的场强大小E2=E1=,方向向上;根据对称性,导体近端的感应电荷在z轴上z=处产生的场强大小也为E2=,方向向下(破题关键);点电荷在z轴上z=处产生的场强大小为E3=k=,方向向下,则在z轴上z=处的场强大小为E=E2+E3=,故选C。 4.C　带电乌云移到金殿上空时,由于静电感应,金殿上表面会感应出与乌云电性相反的电荷,A说法正确;雷雨天气时,金殿处于电场中会达到静电平衡状态,金殿内部场强为零,所以游客躲在殿内可以降低被雷电击中的可能性,B说法正确;处于静电平衡的导体外表面越尖锐的地方电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,雷雨天气时,金殿屋顶上曲率半径越大的地方表面越平整,电荷的密度越小,因此空气不容易被击穿,C说法错误;近年来金殿安装了避雷针,带电的积雨云接近金殿时,由于静电感应,避雷针带上与云层电性相反的电荷,通过尖端放电,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的,因此“雷火炼殿”的奇观消失了,D说法正确。故选C。 5.C　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,从而熔喷布带正电,A错误。针状电极的电荷特别密集,所以电场强度很大,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,B、D错误。 6.A　该实验的原理为静电屏蔽。高压作业人员穿戴含有金属织物的衣服工作,利用到了静电屏蔽,故A正确;在高大建筑物上安装避雷针利用了尖端放电的原理,故B错误;燃气灶上点火器的放电电极是钉尖形利用了尖端放电的原理,故C错误;油罐车后面拖条铁链能把油与罐摩擦产生的静电导入大地,防止静电产生火花引起火灾,故D错误。 7.B　由于静电屏蔽,小球B的电场对A无影响,小球A将在原位置,不会偏移;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外表面所带电荷是异种电荷,故相互吸引,小球B会偏离原位置向右靠近C球,A、C、D错误,B正确。 8.B　尘埃带负电,受到与场强方向相反的电场力,除沿着竖直电场线方向运动的带电尘埃受到的电场力与速度方向相同,而沿电场线运动外,其他方向的带电尘埃由于受到电场力的方向时刻变化,与速度方向不同,因此尘埃不会沿电场线运动到达金属板,故A错误;由图可知,P点电场线比M点密集,因此P点电场强度比M点的大,所以同一带电尘埃在M点的加速度小于在P点的加速度,故B正确;由图可知,M点电场线比N点密集,因此M点电场强度比N点的大,而且M点与N点的切线方向不同,即两点的电场强度方向不同,故C错误;由图可知金属针附近的电场强度更大,空气中的气体分子更容易被电离,故D错误。 9.B　加大空气湿度,由于潮湿的空气易于导电,则起电机产生的静电不容易在铁锯条和金属片上积累,该实验不易成功,A错误;若锯条接起电机负极,金属片接正极,而俘获电子的烟尘带负电,这些烟尘将附着在金属片上面,B正确;锯条和金属片周围的电场将空气电离,电离产生的电子让烟尘颗粒带电,不需先让烟尘颗粒带上电荷,C错误;根据电场的分布特点,尖端物体附近的电场线密集,所以瓶内存在的是辐射形的电场,不是匀强电场,锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场强度,故D错误。 7 学科网（北京）股份有限公司 $