9.4静电的防止与利用（专题训练）-2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版必修第三册）

**基本信息** 聚焦静电现象的原理与应用，以“现象识别-原理分析-实际应用”为逻辑主线，系统覆盖静电利用与防止、静电平衡、电荷分布、静电屏蔽四大核心模块，强化物理观念与科学思维的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |静电的利用和防止|9题|生活实例辨析（如油罐车拖地带、避雷针）|从应用现象切入，区分静电利用（除尘、喷涂）与防止（放电、接地）| |静电平衡现象、等势体|9题|场强与电势关系分析（如金属球静电平衡）|基于静电平衡条件，推导导体内部场强为零、等势体特性| |电荷在导体上的分布、尖端放电|5题|尖端放电原理应用（如避雷针、点火器）|结合电荷分布规律，解释尖端放电现象及工程应用| |静电屏蔽的原理与应用|6题|屏蔽效应分析（如法拉第笼、屏蔽服）|通过静电屏蔽机制，关联电场屏蔽与电势屏蔽的实际场景|

9.4静电的防止与利用（专题训练） 【人教版（2019）： 必修第三册】 题型归纳 【题型1 静电的利用和防止】 1 【题型2 静电平衡现象、等势体】 6 【题型3 电荷在导体上的分布、尖端放电】 12 【题型4 静电屏蔽的原理与应用】 15 【题型1 静电的利用和防止】 1．飞机起落架的轮胎必须用导电橡胶制成，这是一种静电防止，下列不属于静电防止的是（　　） A．静电复印、静电除尘、静电喷涂 B．油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带 C．高大建筑物顶端装上避雷针 D．在加油站给车加油前，手触摸一下静电释放器 【答案】A 【解答】解：A．静电复印、静电除尘、静电喷涂均是利用异种电荷相互吸引的静电特性实现对应功能，属于静电应用，不属于静电防止，故A符合题意； B．油罐车运输时油与罐体摩擦会产生静电，导电拖地带可将静电导入大地，避免静电积累引发爆炸，属于静电防止，故B不符合题意； C．避雷针可将云层携带的静电通过接地线路导入大地，避免建筑物遭受雷击，属于静电防止，故C不符合题意； D．触摸静电释放器可将人体积累的静电导走，避免静电引燃加油站的油气，属于静电防止，故D不符合题意。 故选：A。 2．用锡纸揉成的小球（直径小于吸管直径）置于塑料吸管中，塑料吸管两端用锡纸揉搓成的锡纸柱A、B堵住，即可做成结构如图甲所示的静电消除器。手握着B，将A与带有静电的衣物接触，原本不带电、处于吸管中间的小球会在塑料吸管中做往复运动，直至衣物带电量可忽略不计，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．小球每次与B接触后，小球的电荷量都会均分一半给B B．在整个运动过程中，电荷不会凭空产生或消失，仅在衣物、小球、A、B、人体构成的整体内转移 C．小球在细管内往复运动过程中，小球和A、B组成的系统电荷总量守恒 D．小球最初被A吸引，是因为A通过静电感应使小球靠近A的一侧带上与A同种电荷 【答案】B 【解答】解：A．只有两个完全相同的导体接触后，电荷才会平均分配，锡纸小球和锡纸柱B大小不同，电荷量不会均分，故A错误； B．该过程中电荷只是从小球、A、B组成的系统转移到人体，并且电荷总量（对包含人体、衣物的整个系统而言）是守恒的，故B正确； C．由题可知对于小球和A、B组成的系统，内部的总电荷会持续向外流失，所以该系统电荷总量是逐渐减少的，故C错误； D．静电感应中，根据“近异远同”可知带电体A会让导体小球靠近A的一侧感应出与A异种的电荷，因为同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以小球才会被A吸引，故D错误。 故选：B。 3．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 【解答】解：A、纸张印刷时摩擦带电，会使纸张吸附在一起，这属于静电危害，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，影响染织物的质量外观，这属于静电危害，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，起到净化空气的作用，这属于静电的应用，不是静电危害，故C正确； D、制药厂里，制药生产中静电吸附尘埃影响药品纯度，这属于静电危害，故D错误。 故选：C。 4．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 【解答】解：A、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，由图可知A带正电，根据电荷的相互作用规律，所以尘埃带上了负电，即收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电，故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，故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，故C错误，D正确。 故选：D。 5．（多选）家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用，如图所示，空气从进气口C进入新风系统，先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒，再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃，A为金属管，接高电压正极，B为金属丝，接高电压负极，空气分子电离，使灰尘带上负电。有关静电除尘，下列说法正确的是（　　） A．灰尘会被吸附到金属管A B．灰尘做匀加速运动 C．a、b两点电场强度相同 D．吸附过程灰尘的电势能减小 【答案】AD 【解答】解：A.金属管A接高压正极，金属丝B接高压负极，空气电离后灰尘带负电，负电荷受到指向正极的电场力，会被吸附到金属管A，故A正确； B.静电除尘装置中的电场是非匀强电场，电场强度大小和方向均随位置变化，灰尘所受电场力大小变化，加速度也随之变化，因此灰尘不是做匀加速运动，故B错误； C.电场强度是矢量，a、b两点的电场强度方向不同，且大小也不同，因此a、b两点电场强度不相同，故C错误； D.灰尘带负电，在电场力作用下向正极A运动，电场力方向与运动方向相同，电场力对灰尘做正功，灰尘的电势能减小，故D正确。 故选：AD。 6．（多选）关于以下四幅图片的说法正确的是（　　） A．图甲中，野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线，利用了尖端放电的原理 B．图乙中，优质话筒线的外层包裹着金属编织层，利用了静电屏蔽的原理 C．图丙中，静电除尘器除尘，利用了静电吸附的原理 D．图丁中，燃气灶电子点火器的放电电极是针尖形的，利用了静电感应的原理 【答案】BC 【解答】解：A．图甲中，野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线，形成一个稀疏的“网”，把高压线屏蔽起来，这是应用了静电屏蔽的原理，防止遭遇雷击，故A错误； B．图乙中，优质话筒线的外层包裹着金属编织层，这是利用静电屏蔽原理屏蔽外部干扰，实现保真信号传输，故B正确； C．图丙中，静电除尘器中大量带负电的粉尘被吸附到和正极连接的收集板上，这是利用了静电吸附的原理，故C正确； D．图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故D错误。 故选：BC。 7．（多选）下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A．避雷针利用了导体凸起尖锐的地方电荷稀疏，附近空间电场较弱的特点 B．印刷车间的空气应保持适当湿度，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C．静电喷漆时金属工件与油漆雾滴带同种电荷，在静电斥力作用下喷涂更均匀 D．油罐车车尾装有拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 【答案】BD 【解答】解：A、避雷针利用了导体凸起尖锐的地方电荷密度大，附近空间电场较强的特点，故A错误； B、印刷车间的空气应保持适当湿度，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电，故B正确； C、静电喷漆时金属工件与油漆雾滴带异种电荷，在静电引力作用下喷涂更均匀，故C错误； D、油罐车车尾装有拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电，避免产生电火花，发生安全事故，故D正确。 故选：BD。 8．如图所示，在带电+Q的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将+Q移走，再把A、B分开，则A 　不带　 电；若先将A、B分开，再移走+Q，则A 　带负　 电。 【答案】不带；带负 【解答】解：开始时由于静电感应，A带负电，B带正电；若先移走带正电的带电体，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开，同样不再带电，所以此时A不带电，B不带电。 若先把导体A和B分开，此时A带负电，B带正电；再移走带正电的带电体，导体A和B上所带的电荷不变，所以此时A带负电，B带正电。 故答案为：不带；带负 9．高速飞行的飞机机身会带上静电；当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷。试分析上述两种情况下机身带电的主要原因。 【答案】高速飞行的飞机机身会带上静电是摩擦起电；当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷是感应带电。 【解答】解：高速飞行的飞机机身与空气摩擦会产生大量的静电，即为摩擦带电，因此高速飞行的飞机机身会带上静电；飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷，是由于静电感应产生。即为感应带电。 答：高速飞行的飞机机身会带上静电是摩擦起电；当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷是感应带电。 【题型2 静电平衡现象、等势体】 10．一半径为R的不带电实心金属球的圆心为O，过O点的水平、竖直虚线位于同一竖直面内，A、B、C、D各点均位于水平虚线上，B、C点位于金属球上，且AB＝CD＝R，G、H点位于竖直虚线上。现将点电荷+Q、﹣Q分别固定于A、D两点，静电力常量为k，则下列说法中正确的是（　　） A．B点电势高于C点电势 B．G点电场强度平行AD向右 C．金属球的感应电荷在H点产生的电场强度为0 D．金属球的感应电荷在O点产生的电场强度大小为 【答案】D 【解答】解：A．处于静电平衡状态的金属球是等势体，表面是等势面，则B、C两点电势相等，故A错误； B．处于静电平衡状态下的导体内部场强处处相等为0，G点位于金属球内，场强为0，故B错误； C．G点位于金属球内，场强为0，是指感应电荷的电场和外电场的合场强为0。两点电荷在H点的合场强平行AD向右，所以金属球感应电荷在H点的电场平行AD向左，故C错误； D．两点电荷在O点的场强为，则感应电荷在O点的场强大小也为，故D正确。 故选：D。 11．如图所示，一个枕形金属导体原来不带电，现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在导体左侧附近，达到静电平衡后（　　） A．导体内部电场强度为零 B．导体左端感应出正电荷 C．导体内部没有电荷 D．电子在导体内部的M点和N点的电势能不同 【答案】A 【解答】解：AD．处于静电平衡状态下的导体是一个等势体，内部场强处处为0。所以导体达到静电平衡后，导体内部的电场强度为零；M点和N点的电势相等，电子在两点的电势能相同，故A正确，D错误； B．带正电的点电荷+Q靠近导体左端时，自由电子向左端移动，左端感应出负电荷，导体的右端感应出正电荷，故B错误； C．导体内部仍有带正电的金属离子和自由电子，静电平衡时导体内部的净电荷为零，故C错误； 故选：A。 12．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φa、φb、φc的大小关系正确的是（　　） A．Ea＝Eb＝Ec＝0 B．Ea＞Eb＝Ec＝0 C．φa＜φb＝φc＝0 D．φa＝φb＝φc＝0 【答案】B 【解答】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b、c两点电场强度为零，但导体表面a点电场强度不为零，场强Ea＞0，因此Ea＞Eb＝Ec＝0，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，电势高于无穷远处，而取无穷远处电势为零，因此三点电势均大于0，即φa＝φb＝φc＞0，故CD错误。 故选：B。 13．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．极板上表面C点的电势小于该板下表面D点的电势 C．将一电子从A点移到B点，电子的电势能减小 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 【答案】C 【解答】解：A．电场线的疏密表示电场强度的大小，图中A点处的电场线比B点处的电场线稀疏，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，故A错误； B．电容器的同一个极板是等势体，其上表面C点的电势等于该板下表面D点的电势，故B错误； C．由图可知电场线方向向上，顺着电场线方向电势降低，则B点的电势高于A点的电势。将一电子从A点移到B点，由于电子带负电，电场力做正功，电子的电势能减小，故C正确； D．电子在电场中受静电力作用，由于电场线ab是曲线，电子受到的静电力方向沿电场线的切线方向，若电子在E点释放，电子的运动轨迹不会与电场线重合，故D错误。 故选：C。 14．（多选）如图所示，一个不带电的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，C、B是导体P左、右两端内的点，则下列说法正确的是（　　） A．导体P右端感应后带正电荷 B．导体P内的场强越来越大 C．静电平衡时，导体中B、C两点的电场强度都为零 D．静电平衡时，导体P内部有的点电场强度为零、有的点电场强度不为零 【答案】AC 【解答】解：A．小球Q带正电，导体P靠近Q时，距离Q较远的P左端感应出负电荷，距离Q较近的右端感应出正电荷，故A正确； B．静电平衡后导体内部场强为零，不随距离变化而变化，故B错误； CD．静电平衡时，导体内部（包括B、C两点）的电场强度处处为零，不存在有的点为零有的点不为零的情况，故C正确，D错误。 故选：AC。 15．（多选）法拉第笼是一个由金属制成的球形笼子，常用于演示静电屏蔽和高压带电作业原理。某法拉第笼放置于匀强电场中，静电平衡时的示意图如图所示。A点为法拉第笼外的一点，B、D点为法拉第笼表面的两点，C点为法拉第笼内的一点。下列说法正确的是（　　） A．C点的电场强度大于B点的电场强度 B．法拉第笼内电场强度为0，法拉第笼整体的电势相同 C．将正点电荷沿着法拉第笼表面从B点移动到D点，电场力做正功 D．A点的电势比D点的电势高 【答案】BD 【解答】解：A.法拉第笼内电场强度为0，B点的电场强度不为零，可知C点的电场强度小于B点的电场强度，故A错误； B.法拉第笼处于静电平衡状态，笼内电场强度为0，法拉第笼整体的电势相同，故B正确； C.法拉第笼整体的电势相同，将正点电荷沿着法拉第笼表面从B点移动到D点，电场力做功为零，故C错误； D.根据沿着电场线方向电势降低结合C选项分析可知A点的电势比D点的电势高，故D正确。 故选：BD。 16．（多选）如图所示，在直角坐标系中，先固定一个不带电的金属导体球B，半径为L，球心O′的坐标为（2L，0）。再将一正点电荷A固定在原点O处，带电量为Q。a、e是x轴上的两点，b、c两点对称地分布在x轴两侧，点a、b、c到坐标原点O的距离均为0.5L，Od与金属导体球B的外表面相切于d点，已知金属导体球B处于静电平衡状态，k为静电力常量，则下列说法正确的是（　　） A．图中a、b两点的电势相等 B．b、c两点处电场强度大小相等 C．金属导体球B上的感应电荷在外表面d处产生的电场场强大小一定大于 D．金属导体球B上的感应电荷在球心O′处产生的电场强度大小一定为 【答案】BCD 【解答】解：A、由于感应电荷对场源电荷的影响，且沿着电场线方向电势逐渐降低，可得φa＞φb，故A错误； B、b、c两点处电场强度大小相等，方向不同，故B正确； C、点电荷A在d处的场强大小为 但金属导体球B外表面场强不为零，则金属导体球B上的感应电荷在外表面d处的场强大于，故C正确； D、点电荷A在O'处的场强大小为，方向沿x轴正方向，金属导体球B处于静电平衡状态，则其内部电场强度为零，则金属导体球B上的感应电荷在球心O'处产生的电场强度大小为，方向沿x轴负方向，故D正确。 故选：BCD。 17．如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，负点电荷所带的电荷量为Q，与AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（已知静电力常量为k），导体的中心O的电场强度等于 　0　 ，导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小等于 　　 ，方向 　水平向左　 。 【答案】0，，水平向左。 【解答】解：枕形导体AB放在一个负点电荷的电场中，当达到静电平衡时，导体内部各点场强处处为零，故导体中心O点的场强为0；感应电荷在O点的产生场强与点电荷﹣Q在O点的场强等大反向，大小为E，方向向左，故D正确。 故答案为：0，，水平向左。 18．如图所示，M点有电荷量为Q的负点电荷，在距离点电荷为r处放入厚度为d的平行金属板，N点为金属板内距表面为的点，MN连线与金属板表面垂直。当金属板处于静电平衡时， （1）金属板的左侧面所带电荷电性？ （2）金属板上的感应电荷在板中点N处产生的场强？ 【答案】解：（1）根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引规律，M点的点电荷带负电，在金属板的左侧面感应出正电荷。 （2）金属板内部合场强为零，故感应电荷在N点产生的电场强度与点电荷在N点产生的电场强度等大反向，根据点电荷的场强公式E＝k可知，感应电荷在N点产生的电场强度E感，方向沿MN连线向右 答：（1）金属板的左侧面所带正电荷。 （2）金属板上的感应电荷在板中点N处产生的场强大小是，方向沿MN连线向右。 【题型3 电荷在导体上的分布、尖端放电】 19．贝贝同学发现某教学楼楼顶装有尖尖的避雷针，下列说法正确的是（　　） A．在雷雨天气，避雷针会主动引导雷电击中自身，有危险，应当拆除 B．为安全起见，应当把尖尖的避雷针换成更粗的塑料棒 C．在雷雨天气，避雷针附近空气易被电离，引导雷电向避雷针放电 D．避雷针利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用 【答案】C 【解答】解：A．根据尖端放电原理，可知避雷针引导雷电击中自身后，会通过接地装置将雷电流导入大地保护建筑物免受雷击，拆除避雷针会增加建筑物被雷击的风险，故A错误； B．塑料是绝缘体，无法导电，不能将雷电流导入地下，不能把尖尖的避雷针换成更粗的塑料棒，故B错误； C．雷雨天气时，避雷针尖端电荷密度大，附近电场强度极高，容易将空气电离形成导电通道，引导雷电向避雷针放电，故C正确； D．避雷针的工作原理是尖端放电，与静电屏蔽无关，也无法起到屏蔽信号的作用，故D错误。 故选：C。 20．下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B．图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火器应用了尖端放电原理 C．在图丙所示的静电场中，同一试探电荷所受电场力在A点一定大于B点 D．图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 【答案】B 【解答】解：A、图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，只是毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上，并没有创造电荷，故A错误； B、图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故B正确； C、在图丙所示的静电场中，根据电场线的疏密程度可知，A点场强小于B点场强，则同一试探电荷在A点所受电场力小于在B点所受电场力，故C错误； D、图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，根据静电感应原理可知，导体A带负电，B带正电，故D错误。 故选：B。 21．（多选）煤气灶的电子点火装置如图所示，其点火针为白色陶瓷包裹的金属尖端，工作时能在针尖附近产生电火花点燃燃气。下列关于该装置的说法正确的是（　　） A．该点火装置的工作原理与避雷针相同 B．陶瓷包裹层的作用是绝缘，防止电荷在点火针的非尖端部位放电 C．点火针尖端附近的电场强度大于该点火装置其他位置的电场强度 D．若将点火针的尖端磨钝，一定能在原电压下正常产生电火花 【答案】ABC 【解答】解：A．该点火装置和避雷针的工作原理都是尖端放电，二者工作原理相同，故A正确； B．陶瓷是绝缘材料，可以起到绝缘作用，避免电荷在非尖端部位提前放电，保证放电只发生在针尖，故B正确； C．点火针尖端曲率更大、电荷密度更大，因此尖端附近电场强度大于装置其他位置，故C正确； D．若尖端磨钝，曲率减小，相同电压下尖端电场强度降低，可能无法达到击穿空气所需的场强，不能在原电压下正常产生电火花，故D错误。 故选：ABC。 22．（多选）武当山的主峰天柱峰上屹立着一座光耀百里的金殿，是中国现存最大、等级最高的铜铸鎏金大殿，在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的雷火炼殿的奇观。有关这种现象的说法正确的是（　　） A．金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生强电场 D．金殿安装了避雷针后，仍会经常出现雷火炼殿奇观 【答案】AB 【解答】解：A.金殿为铜铸鎏金结构，属于优良导体。雷雨天气时，云层与金殿间形成强电场，空气被击穿产生电弧；电弧的高温使空气急剧膨胀、剧烈振动，同时电弧发光，形成“火球”状现象，故A正确； B.金殿顶部存在较多尖状结构，根据尖端放电原理，这些尖端会更易聚集电荷，引发放电现象，故B正确； C.金殿作为导体，处于静电平衡状态时，其内部电场强度为零，不会产生强电场，故C错误； D.避雷针的作用是将雷电直接导入大地，避免建筑发生电弧放电；安装避雷针后，雷火炼殿现象会消失，故D错误。 故选：AB。 23．有一绝缘空心金属球A，带有4×10﹣6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10﹣6C的正电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，则B球上的带电荷量为 　0　 C，A球上的带电荷量为 　+6×10﹣6 C，电荷分布在 　A的外表面　 ． 【答案】0；+6×10﹣6；A的外表面 【解答】解：把B球跟A球的内壁相接触，A与B构成整体，处于静电平衡状态，内部净电荷量为零，电荷均匀分布在外边面，即A的外表面；故B球的带电量减为零，A球表面的带电量为6×10﹣6C； 故答案为：0，6×10﹣6　A的外表面 【题型4 静电屏蔽的原理与应用】 24．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 【解答】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； D、锯条附近强电场将空气电离，电离产生的自由电子吸附到烟尘颗粒上，烟尘带上负电，之后被正极金属片吸附，瓶内烟雾消失，故D正确； B、烟尘吸附电子带负电，会向接正极的金属片运动，不会吸附在接负极的锯条上，故B错误； C、烟尘受电场力作用向金属片运动，塑料瓶是绝缘体，烟尘不会吸附到塑料瓶内壁，故C错误。 故选：D。 25．关于下列四个现象，说法正确的有（　　） A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷 B．乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C．丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D．丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走汽车的静电 【答案】A 【解答】解：A．甲图中，女生接触金属球，所以女生和带电的金属球带有同种性质的电荷，故A正确； B．乙图中，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，并不是穿绝缘材料做成的工作服，故B错误； C．丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了尖端放电的原理，故C错误； D．丁图中，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，防止因静电而引发安全事故，故D错误。 故选：A。 26．下列有关静电的防止与利用的说法正确的是（　　） A．图甲中，因静电感应导体棒A带正电荷，B带负电荷 B．图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，左侧A点的电势高于右侧B点的电势 C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 D．图丁中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 【答案】C 【解答】解：A、图甲中，根据静电感应原理可知，导体棒A因静电感应带负电，B带正电，故A错误； B、图乙中，处于静电平衡状态的导体腔是等势体，各点电势均相等，可知左侧A点的电势等于右侧B点的电势，故B错误； C、图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象，故C正确； D、图丁中，屏蔽服使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，因而屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的，不能用绝缘材料制作，故D错误。 故选：C。 27．（多选）下列说法正确的是（　　） A．沿电场线方向，电势逐渐降低 B．摩擦起电本质上创造了电荷 C．公式中，q指的是试探电荷的电荷量 D．电力工人在超高压作业时，穿绝缘橡胶服比穿金属丝编制的工作服更安全 【答案】AC 【解答】解：A．沿电场线方向电势逐渐降低是电场的基本性质，故A正确； B．摩擦起电的本质是电荷的转移，并非创造电荷，故B错误； C．电场强度定义式中，q是试探电荷的电荷量，故C正确； D．超高压带电作业时，金属丝编制的工作服可形成静电屏蔽，使人体处于等势状态，比绝缘橡胶服更安全，故D错误。 故选：AC。 28．（多选）物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法正确的有（　　） A．图甲中，优质的话筒线外面包裹着金属外衣是主要为了防止漏电 B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，目的是导走手上的静电 C．图丙中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用金属材料制作的 D．图丁中，家用煤气灶的点火装置是根据静电屏蔽的原理制成的 【答案】BC 【解答】解：A.话筒线外的金属外衣的作用是静电屏蔽，避免外界电场干扰信号传输，不是为了防止漏电，故A错误； B.人体上积累的静电可能产生电火花，引发加油站爆炸，触摸静电释放器可以导走人体静电，消除安全隐患，故B正确； C.高压带电作业的屏蔽服由金属材料制成，利用静电屏蔽原理，使工人身体外电场强度接近为零，保障作业安全，故C正确； D.家用煤气灶点火装置是根据尖端放电原理制成，不是静电屏蔽，故D错误。 故选：BC。 29．如图所示，接地的空心金属球壳B右侧有一原来不带电的枕形导体C，现将带正电的小球A，置于空心金属球壳B的内部，则球壳B带 　负电　 （填“正电”、“负电”或“不带电”），枕形导体C的左端带 　不带电　 （填“正电”、“负电”或“不带电”） 【答案】负电；不带电 【解答】解：一个带正电的小球放入B球中央，但不触及B球。此时B与大地的电子受到吸引，这时B靠近A的一端就会感应出负电；由于B接地，所以B的外壳不带电。所以B整体带负电。 由于B接地，对A产生的电场有屏蔽作用，所以C的周围没有电场，C的两端都不带电。 故答案为：负电 不带电 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 9.4静电的防止与利用（专题训练） 【人教版（2019）： 必修第三册】 题型归纳 【题型1 静电的利用和防止】 1 【题型2 静电平衡现象、等势体】 4 【题型3 电荷在导体上的分布、尖端放电】 7 【题型4 静电屏蔽的原理与应用】 8 【题型1 静电的利用和防止】 1．飞机起落架的轮胎必须用导电橡胶制成，这是一种静电防止，下列不属于静电防止的是（　　） A．静电复印、静电除尘、静电喷涂 B．油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带 C．高大建筑物顶端装上避雷针 D．在加油站给车加油前，手触摸一下静电释放器 2．用锡纸揉成的小球（直径小于吸管直径）置于塑料吸管中，塑料吸管两端用锡纸揉搓成的锡纸柱A、B堵住，即可做成结构如图甲所示的静电消除器。手握着B，将A与带有静电的衣物接触，原本不带电、处于吸管中间的小球会在塑料吸管中做往复运动，直至衣物带电量可忽略不计，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．小球每次与B接触后，小球的电荷量都会均分一半给B B．在整个运动过程中，电荷不会凭空产生或消失，仅在衣物、小球、A、B、人体构成的整体内转移 C．小球在细管内往复运动过程中，小球和A、B组成的系统电荷总量守恒 D．小球最初被A吸引，是因为A通过静电感应使小球靠近A的一侧带上与A同种电荷 3．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 4．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 5．（多选）家用新风系统由物理除尘和静电除尘两套系统共同作用，如图所示，空气从进气口C进入新风系统，先通过底部的过滤网清除掉较大的灰尘颗粒，再进入管道通过静电除尘清除掉细小尘埃，A为金属管，接高电压正极，B为金属丝，接高电压负极，空气分子电离，使灰尘带上负电。有关静电除尘，下列说法正确的是（　　） A．灰尘会被吸附到金属管A B．灰尘做匀加速运动 C．a、b两点电场强度相同 D．吸附过程灰尘的电势能减小 6．（多选）关于以下四幅图片的说法正确的是（　　） A．图甲中，野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线，利用了尖端放电的原理 B．图乙中，优质话筒线的外层包裹着金属编织层，利用了静电屏蔽的原理 C．图丙中，静电除尘器除尘，利用了静电吸附的原理 D．图丁中，燃气灶电子点火器的放电电极是针尖形的，利用了静电感应的原理 7．（多选）下列关于静电现象的说法正确的是（　　） A．避雷针利用了导体凸起尖锐的地方电荷稀疏，附近空间电场较弱的特点 B．印刷车间的空气应保持适当湿度，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电 C．静电喷漆时金属工件与油漆雾滴带同种电荷，在静电斥力作用下喷涂更均匀 D．油罐车车尾装有拖在地上的导电拖地带，作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 8．如图所示，在带电+Q的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支座上。若先将+Q移走，再把A、B分开，则A 　 　 电；若先将A、B分开，再移走+Q，则A 　 　 电。 9．高速飞行的飞机机身会带上静电；当飞机靠近带电的云层时，飞机靠近云的一侧会带上与之相反的电荷。试分析上述两种情况下机身带电的主要原因。 【题型2 静电平衡现象、等势体】 10．一半径为R的不带电实心金属球的圆心为O，过O点的水平、竖直虚线位于同一竖直面内，A、B、C、D各点均位于水平虚线上，B、C点位于金属球上，且AB＝CD＝R，G、H点位于竖直虚线上。现将点电荷+Q、﹣Q分别固定于A、D两点，静电力常量为k，则下列说法中正确的是（　　） A．B点电势高于C点电势 B．G点电场强度平行AD向右 C．金属球的感应电荷在H点产生的电场强度为0 D．金属球的感应电荷在O点产生的电场强度大小为 11．如图所示，一个枕形金属导体原来不带电，现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在导体左侧附近，达到静电平衡后（　　） A．导体内部电场强度为零 B．导体左端感应出正电荷 C．导体内部没有电荷 D．电子在导体内部的M点和N点的电势能不同 12．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φa、φb、φc的大小关系正确的是（　　） A．Ea＝Eb＝Ec＝0 B．Ea＞Eb＝Ec＝0 C．φa＜φb＝φc＝0 D．φa＝φb＝φc＝0 13．手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．极板上表面C点的电势小于该板下表面D点的电势 C．将一电子从A点移到B点，电子的电势能减小 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 14．（多选）如图所示，一个不带电的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，C、B是导体P左、右两端内的点，则下列说法正确的是（　　） A．导体P右端感应后带正电荷 B．导体P内的场强越来越大 C．静电平衡时，导体中B、C两点的电场强度都为零 D．静电平衡时，导体P内部有的点电场强度为零、有的点电场强度不为零 15．（多选）法拉第笼是一个由金属制成的球形笼子，常用于演示静电屏蔽和高压带电作业原理。某法拉第笼放置于匀强电场中，静电平衡时的示意图如图所示。A点为法拉第笼外的一点，B、D点为法拉第笼表面的两点，C点为法拉第笼内的一点。下列说法正确的是（　　） A．C点的电场强度大于B点的电场强度 B．法拉第笼内电场强度为0，法拉第笼整体的电势相同 C．将正点电荷沿着法拉第笼表面从B点移动到D点，电场力做正功 D．A点的电势比D点的电势高 16．（多选）如图所示，在直角坐标系中，先固定一个不带电的金属导体球B，半径为L，球心O′的坐标为（2L，0）。再将一正点电荷A固定在原点O处，带电量为Q。a、e是x轴上的两点，b、c两点对称地分布在x轴两侧，点a、b、c到坐标原点O的距离均为0.5L，Od与金属导体球B的外表面相切于d点，已知金属导体球B处于静电平衡状态，k为静电力常量，则下列说法正确的是（　　） A．图中a、b两点的电势相等 B．b、c两点处电场强度大小相等 C．金属导体球B上的感应电荷在外表面d处产生的电场场强大小一定大于 D．金属导体球B上的感应电荷在球心O′处产生的电场强度大小一定为 17．如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负点电荷的电场中，负点电荷所带的电荷量为Q，与AB的中心O的距离为R。由于静电感应，在导体AB的两端分别出现感应电荷，当达到静电平衡时（已知静电力常量为k），导体的中心O的电场强度等于 　 　 ，导体的感应电荷在O点产生的电场强度大小等于 　 　 ，方向 　 　 。 18．如图所示，M点有电荷量为Q的负点电荷，在距离点电荷为r处放入厚度为d的平行金属板，N点为金属板内距表面为的点，MN连线与金属板表面垂直。当金属板处于静电平衡时， （1）金属板的左侧面所带电荷电性？ （2）金属板上的感应电荷在板中点N处产生的场强？ 【题型3 电荷在导体上的分布、尖端放电】 19．贝贝同学发现某教学楼楼顶装有尖尖的避雷针，下列说法正确的是（　　） A．在雷雨天气，避雷针会主动引导雷电击中自身，有危险，应当拆除 B．为安全起见，应当把尖尖的避雷针换成更粗的塑料棒 C．在雷雨天气，避雷针附近空气易被电离，引导雷电向避雷针放电 D．避雷针利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用 20．下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A．图甲中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，说明摩擦过程中创造了电荷 B．图乙中，燃气灶中安装了电子点火器，点火器应用了尖端放电原理 C．在图丙所示的静电场中，同一试探电荷所受电场力在A点一定大于B点 D．图丁中，把带正电的带电体C靠近导体AB，导体A和导体B下部的金属箔都张开，且导体A带正电，B带负电 21．（多选）煤气灶的电子点火装置如图所示，其点火针为白色陶瓷包裹的金属尖端，工作时能在针尖附近产生电火花点燃燃气。下列关于该装置的说法正确的是（　　） A．该点火装置的工作原理与避雷针相同 B．陶瓷包裹层的作用是绝缘，防止电荷在点火针的非尖端部位放电 C．点火针尖端附近的电场强度大于该点火装置其他位置的电场强度 D．若将点火针的尖端磨钝，一定能在原电压下正常产生电火花 22．（多选）武当山的主峰天柱峰上屹立着一座光耀百里的金殿，是中国现存最大、等级最高的铜铸鎏金大殿，在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的雷火炼殿的奇观。有关这种现象的说法正确的是（　　） A．金殿是个庞大的优良导体，闪电时产生的电弧使空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球 B．金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电 C．出现雷火炼殿现象时，大殿内会产生强电场 D．金殿安装了避雷针后，仍会经常出现雷火炼殿奇观 23．有一绝缘空心金属球A，带有4×10﹣6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有2×10﹣6C的正电荷，若把B球跟A球的内壁相接触，则B球上的带电荷量为 　 　 C，A球上的带电荷量为 　 　 C，电荷分布在 　 　 ． 【题型4 静电屏蔽的原理与应用】 24．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 25．关于下列四个现象，说法正确的有（　　） A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷 B．乙图中，超高压作业的电力工人要穿绝缘材料做成的工作服 C．丙图中，在燃气灶中安装电子点火器，是利用了摩擦起电的原理 D．丁图中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，是为了导走汽车的静电 26．下列有关静电的防止与利用的说法正确的是（　　） A．图甲中，因静电感应导体棒A带正电荷，B带负电荷 B．图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，左侧A点的电势高于右侧B点的电势 C．图丙中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电现象 D．图丁中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用绝缘材料制作的 27．（多选）下列说法正确的是（　　） A．沿电场线方向，电势逐渐降低 B．摩擦起电本质上创造了电荷 C．公式中，q指的是试探电荷的电荷量 D．电力工人在超高压作业时，穿绝缘橡胶服比穿金属丝编制的工作服更安全 28．（多选）物理和生活息息相关，联系生活实际是学好物理的基础。下列有关电学知识的相关说法正确的有（　　） A．图甲中，优质的话筒线外面包裹着金属外衣是主要为了防止漏电 B．图乙中，在加油站给车加油前，要触摸一下静电释放器，目的是导走手上的静电 C．图丙中，电力工作人员在高压电线上带电作业时穿着的屏蔽服是用金属材料制作的 D．图丁中，家用煤气灶的点火装置是根据静电屏蔽的原理制成的 29．如图所示，接地的空心金属球壳B右侧有一原来不带电的枕形导体C，现将带正电的小球A，置于空心金属球壳B的内部，则球壳B带 　 　 （填“正电”、“负电”或“不带电”），枕形导体C的左端带 　 　 （填“正电”、“负电”或“不带电”） 2 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $