第03讲:静电的防止与利用【五大题型+知识梳理+高分精练】讲义-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-09-10
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摘要:
本讲义聚焦静电的防止与利用核心知识点,从静电感应现象切入,系统梳理静电平衡状态的特征(内部场强为零、等势体、电荷分布在外表面),进而阐述尖端放电和静电屏蔽的原理及应用,构建从基础现象到实际应用的学习支架。
资料以“知识点+题型+变式题”结构呈现,精选各地期末真题,通过实例分析(如避雷针、静电除尘器)培养科学思维中的科学推理与论证能力,强化物理观念的实际应用,课中辅助教师高效教学,课后助力学生巩固知识、弥补薄弱环节。
内容正文:
第03讲:静电的防止与利用
【考点归纳】
题型一:静电屏蔽 2
题型二:尖端放电 4
题型三:静电吸附 6
题型四:静电屏蔽求电场强度 7
题型五:静电的防止与利用 9
知识点一:静电感应现象
1.把导体放入电场,导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现等量异种电荷的现象.
2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场等于零,体内的自由电子不再发生定向移动的状态.
3.静电平衡状态的特征
(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零.
(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直.
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面为等势面.
4.静电平衡导体上的电荷分布
带电的导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面.且在导体表面越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
知识点二:尖端放电与静电屏蔽
尖端放电
静电屏蔽
原理
导体尖端的强电场使附近的空气电离,电离后的异种离子与尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷.
当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而金属的外壳会对其内部起保护作用,使它内部不受外部电场的影响.
应用或防止
应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
防止:高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.
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.
技巧总结:对静电平衡的理解
1.静电平衡的实质:金属导体放到场强为E0的电场中,金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷,而另一侧聚集正电荷,感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合场强减小.当感应电荷继续增加,合场强逐渐减小,合场强为零时,自由电荷的定向移动停止.
2.对静电平衡的三点理解
(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动.
(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的.
(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零,E′=-E.
3.静电平衡状态下的导体的电荷分布特点
(1)净电荷都分布在导体的表面,导体内部没有净电荷.
(2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电量相等,远同近异.
题型一:静电屏蔽
【例1】.(25-26高二上·北京海淀·期末)如图所示,用金属网把验电器罩起来,使带电金属球靠近验电器,发现箔片没有张开。下列说法正确的是( )
A.金属网上A点的电势小于B点的电势
B.箔片没有张开,是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上
C.带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0
D.电梯中手机信号微弱,其原理与该实验相同
【答案】D
【详解】A.金属网是一个导体,达到静电平衡后,整个导体是等势体,各点电势相等,因此,故A错误;
B.箔片未张开是因为金属网屏蔽了外部电场,网内合场强为零,验电器上不会产生电荷,而非电荷集中在金属小球上,故B错误;
C.静电平衡时,金属网内部的合场强为0。但带电金属球本身产生的电场并不会因为金属网的存在而消失,故C错误;
D.电梯厢是金属导体,对电磁波起屏蔽作用,称为电磁屏蔽。其本质也是利用金属导体隔离外部电磁场,与静电屏蔽的原理相同,故D正确。
故选D。
【变式1】.(25-26高三上·江苏南通·阶段检测)如图所示,验电器处于金属网罩中。若在网罩外将带正电金属球靠近验电器小球,则( )
A.验电器小球感应出正电荷 B.验电器小球感应出负电荷
C.验电器的金属箔片张开 D.验电器的金属箔片仍闭合
【答案】D
【详解】当带正电的金属球靠近金属网罩时,金属网罩会发生静电感应,靠近正电荷的一侧感应出负电荷,远离的一侧感应出正电荷,但是根据静电屏蔽原理,金属网罩内部的电场强度始终为,验电器所在空腔内部没有电场不会感应出任何电荷,而箔片张开原理是:同种电荷相互排斥。由于金属网罩静电屏蔽作用,验电器内部不受外电场影响,整体不带电,没有斥力,箔片不会张开,保持闭合。
故选D。
【变式2】.(25-26高二上·福建宁德·期末)如图所示,电工在几十万伏的高压线上进行带电作业时,会身穿由导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布制成的屏蔽服。下列关于屏蔽服的作用,说法正确的是( )
A.利用金属材料不易拉破的特性保护电工
B.根据静电屏蔽原理,屏蔽服内的合场强为零
C.电工穿屏蔽服,主要是为了挡风御寒
D.金属材料电阻大,能够隔绝电流,从而对人体起保护作用
【答案】B
【详解】高压带电作业时,屏蔽服采用金属丝织成,利用静电屏蔽原理,当金属网(或金属织物)包裹人体时,外界电场会使金属表面感应电荷,使屏蔽服内部的合电场强度几乎为零,从而保护电工不受外部高压电场伤害。
故选B。
题型二:尖端放电
【例2】.(26-27高三·全国·一轮复习)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。
【变式1】.(25-26高一下·山东日照·期末)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。
【变式2】.(25-26高二上·陕西渭南·期中)如图所示,高高的建筑物顶端都设置有避雷针,避雷针通过导线和大地相连,而且避雷针的末端都比较尖锐,这样做的目的是( )
A.防止电压过高时发生放电现象
B.更容易使避雷针和云层之间发生放电现象
C.通过尖端放电使云层中的电荷完全消失
D.使避雷针发生静电屏蔽现象从而保护建筑物
【答案】B
【详解】ABD.尖端放电原理:导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中的带电粒子在强电场作用下剧烈运动,会使空气电离,从而容易发生放电现象。避雷针末端尖锐,就是利用了尖端放电原理。当带电云层靠近建筑物时,避雷针的尖端处电荷密度大,附近电场强,更容易使避雷针和云层之间发生放电现象,将云层所带电荷导入大地,从而保护建筑物,故B正确,AD错误;
C.尖端放电的过程是电荷的中和,并不是完全消失,故C错误。
故选B。
题型三:静电吸附
【例3】.(25-26高二下·河南平顶山·期中)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。
【变式1】.(25-26高二上·河南·阶段检测)如图所示,某静电除尘器由金属圆筒收集器a和其轴线上的金属线b组成,a和b分别与几千伏高压电源的正极和负极相连接,则( )
A.a附近电场强度最大 B.空气分子在a附近更容易电离
C.空气分子在b附近更容易电离 D.筒内尘埃吸附正离子向a运动被收集
【答案】C
【详解】接上高压电源后,b为线状,b附近电场强度最大,空气分子更容易被电离;a与电源正极相连接,筒内尘埃吸附电子向a运动被收集。
故选C。
【变式2】.(25-26高一下·江苏宿迁·期中)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。
题型四:静电屏蔽求电场强度
【例4】.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放一个电荷量为的点电荷,点电荷到金属球的球心距离为。达到静电平衡后,已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.金属球的左侧感应出负电荷,右侧感应出正电荷
B.点电荷在金属球内产生的电场强度处处为0
C.感应电荷在金属球内产生的电场的电场强度处处为0
D.感应电荷在金属球球心处产生的电场的电场强度大小为
【答案】D
【详解】A.在静电感应过程中,靠近外部正点电荷的一侧聚集负电荷,远离的一侧聚集正电荷,即金属球右侧带负电、左侧带正电,故A错误;
B.点电荷单独产生的电场不会因金属球达到静电平衡而消失。由点电荷电场强度公式,球心处点电荷产生的电场强度大小为,非零,故B错误;
CD.金属球达到静电平衡时,球内总电场为零,所以感应电荷产生的电场与点电荷产生的电场等大反向。由前述计算得,球心处感应电荷产生的电场强度大小为
该值不为0,故C错误,D正确。
故选D。
【变式1】.(25-26高二上·福建福州·阶段检测)如图在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)。下列说法中正确的是( )
A.B端的感应电荷越来越少
B.导体内场强越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
【答案】C
【详解】A.绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近,导体上的电子与负电荷排斥力逐渐增大,电子向B端运动,故B端负电荷越来越多,故A错误;
B.导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,故B错误;
CD.导体处于静电平衡状态,内部场强处处为零,即感应电荷的场强和带电小球的场强等大、反向、共线,由可知带电小球在M点产生的场强大,故感应电荷在M点产生的场强也大,故C正确,D错误。
故选C。
【变式2】.(2025·河北秦皇岛·二模)如图所示,金属球壳的外表面带正电,其上方有一个小孔,导线与金属球相连,导线的外表面绝缘,导线的线头端A不绝缘,B是金属球壳外表面上的一点,C是金属球壳内表面上的一点,D是金属球壳的球心,E是金属球壳外的一点,下列说法正确的是( )
A.若金属球在E点,A与B接触,则金属球带负电
B.若金属球在E点,A与C接触,则金属球带不带电
C.若金属球在D点,A与C接触,则金属球带正电
D.若金属球在D点,A与B接触,则金属球不带电
【答案】D
【详解】A.若金属球在E点,因为金属球壳外表面带正电,当A与B接触,金属球和金属球壳通过导线相连成为一个导体,金属球会带上正电,故A错误;
BC.若金属球在E点,因为金属球的电势低于整个金属球壳,当A与C接触,金属球带正电而球壳内表面带负电;若金属球在D点,A与C接触,金属球不带电,故BC错误;
D.若金属球在D点,因为金属球与金属球壳外电势相等,当A与B接触,金属球不带电,故D正确。
故选D。
题型五:静电的防止与利用
【例5】.(25-26高二上·广西柳州·期末)下列是对静电的利用与防护的理解,其中正确的是( )
A.避雷针原理是尖端放电
B.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性
C.干燥的冬季,手靠近金属门把手有时会被电击,是因为手与门把手摩擦起电
D.某些电学仪器放在金属壳内能避免受到外电场干扰,换成纸壳也有同样作用
【答案】A
【详解】A.避雷针的工作原理是尖端放电,尖端电荷密度大,附近电场强度高,易电离空气,将雷电中的电荷导入大地,故A正确;
B.电工高空高压作业服内的金属丝是为了形成静电屏蔽,屏蔽输电线周围的强电场,保障工人安全,与衣服耐穿性无关,故B错误;
C.干燥的冬季手靠近门把手被电击,是因为人体此前与衣物摩擦带电,靠近导体门把手时发生放电现象,并非与门把手摩擦起电,故C错误;
D.金属壳是导体,可通过静电屏蔽隔绝外电场干扰,纸壳是绝缘体,无法实现静电屏蔽,没有相同作用,故D错误。
故选A。
【变式1】.(25-26高一下·河北邯郸·期末)在实际生活中静电现象非常常见,静电现象有利有弊,有时可以利用静电现象,有时需要防止静电带来的危害。下列四种实例中不同于其他三种的是( )
A.图甲为静电除尘器的内部原理图 B.图乙为加油员在加油前用手触摸静电释放器
C.图丙中优质话筒线外面包裹金属网 D.图丁中高压输电线上方的两根导线接地
【答案】A
【详解】图甲中静电除尘器原理是静电令尘埃带电后通过电场力收集,属于利用静电。
图乙中加油员工在加油前触摸静电释放器是为了避免静电产生电火花引起火灾或爆炸的危险,属于防止静电带来的危害。
图丙中话筒线包裹金属网,利用金属网的静电屏蔽作用,防止外部电场干扰信号传输,属于防止静电(或电磁)干扰。
图丁中高压输电线上方的两根导线是避雷线,通过接地将雷电引入大地,保护输电线免受雷击,属于防止静电(雷电)危害。
题目要求选出不同于其他实例的选项,其中不同于其他实例的显然只有图甲。
故选A。
【变式2】.(25-26高一下·江苏苏州·期中)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异种性质的电荷
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,是为了导走人体的静电
【答案】D
【详解】A.女生接触金属球,与金属球带同种电荷,故A错误;
B.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B错误;
C.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.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正确。
故选D。
一、单选题
1.(25-26高一下·浙江·阶段检测)以下关于静电现象的说法中不正确的是( )
A.油罐车车尾装有一条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
B.静电喷漆时金属件与油漆雾滴带相同电荷,在静电引力作用下喷涂更均匀
C.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是保护工人
D.雷电天气时,云层所带的电荷量大小一定是元电荷的整数倍
【答案】B
【详解】A.油罐车运输过程中油与油罐摩擦会产生静电,导电拖地带可将静电导入大地,避免静电放电引发爆炸等危险,故A正确;
B.静电喷漆的原理是金属件与油漆雾滴带异种电荷,依靠异种电荷的静电引力使雾滴吸附在金属件表面,若二者带同种电荷会相互排斥,无法通过引力实现均匀喷涂,故B错误;
C.工作服内编织的金属丝可形成静电屏蔽层,屏蔽外部高压电场对人体的影响,保护作业工人,故C正确;
D.元电荷是自然界最小的电荷量,所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍,云层带电也符合该规律,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
2.(25-26高二上·广西玉林·期末)家用微波炉的玻璃门上设有一层金属网,该金属网的作用在于( )
A.静电吸附 B.静电除尘 C.静电屏蔽 D.尖端放电
【答案】C
【详解】微波炉中的电磁波作用使食物分子高频地运动从而使食物内外同时受热,起到加热作用,微波炉的玻璃门上设有一层金属网,该金属网的作用在于静电屏蔽,避免里面的电磁波影响微波炉外面。
故选C。
3.(2026·内蒙古赤峰·一模)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。
4.(25-26高二上·江苏常州·阶段检测)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所带电荷量等于B所带电荷量
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A、B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。
5.(25-26高二上·江西南昌·阶段检测)科技节上,小张小组制作了一个简易静电除尘器:在两平行金属板间加高压,使烟尘颗粒带电后被吸附。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.烟尘颗粒一定带正电才能被吸附
B.两极线间电场方向由负极指向正极
C.颗粒所受电场力方向与其所带电荷性质无关
D.静电除尘利用了“异种电荷相互吸引”的原理
【答案】D
【详解】A.静电除尘中,烟尘颗粒被电离后,无论带正电还是负电,都会被带相反电荷的极板吸附,并非一定带正电才能被吸附,故A错误;
B.电场方向由正极指向负极,而非负极指向正极,故B错误;
C.电场力方向与电荷性质有关(正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷相反);故C错误;
D.静电除尘的核心原理是让烟尘颗粒带电,再被带异种电荷的极板吸附,正是利用了“异种电荷相互吸引”的规律;故D正确。
故选D。
6.(25-26高三下·江苏南通·阶段检测)如图所示金属球壳内有一静止的负电荷,球壳内、外表面的感应电荷分布可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据静电感应知识可知,球壳内表面感应出正电荷,外表面感应出负电荷,右侧部分与负点电荷距离近,感应的正电荷分布更密集,另外,球壳内表面电荷的分布应关于球心与点电荷连线上下对称,由于处于静电平衡状态的导体内部(即球壳金属球内)场强处处为零,则球壳外表面电荷应均匀分布。
故选C。
7.(25-26高二上·甘肃武威·阶段检测)关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A.做脑电图和电疗针灸都是静电在医学上的应用
B.麻醉师要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止麻醉药燃烧
C.飞机在飞行时与空气摩擦产生大量的静电,飞机起落架上轮胎要用绝缘橡胶制成
D.为了防止静电危害,印刷车间里保持适当的湿度
【答案】D
【详解】A.脑电图记录的是生物电活动,电疗针灸利用的是电流而非静电,故A错误;
B.化纤制品易产生静电,静电火花可能引燃麻醉药,故应使用导电材料而非绝缘化纤,故B错误;
C.飞机轮胎需用导电材料导走摩擦产生的静电,绝缘橡胶会阻碍电荷释放,故C错误;
D.适当湿度可增加空气导电性,帮助导走静电,防止印刷车间静电积累,故D正确。
故选D。
8.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期末)下列关于四幅图的说法正确的是( )
A.图甲中,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上,从而使橡胶棒带负电
B.图乙中的同学接触带电的金属球时,与带电的金属球带有同种性质的电荷
C.图丙中,摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为尖端放电
D.图丁中,燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了静电屏蔽原理
【答案】B
【详解】A.用毛皮摩擦橡胶棒,毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上,从而使橡胶棒带负电,故A错误;
B.图乙中的同学接触带电的金属球时,同学和金属球之间会发生电子转移,从而使同学与金属球带上同种电荷,故B正确;
C.摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为静电吸附,故C错误;
D.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B。
9.(25-26高二上·福建南平·期中)医用口罩由多层织物材料构成,其中有一层材料表面长期带有正电荷,能有效吸附细小的带电粉尘。若不考虑带电粉尘的重力和粉尘间的相互作用,关于这些即将被吸附的带电粉尘,下列说法正确的是( )
A.带电粉尘带负电
B.带电粉尘带正电
C.带电粉尘在靠近口罩的过程中受到的电场力不变
D.带电粉尘在靠近口罩的过程中做匀加速直线运动
【答案】A
【详解】A.根据异种电荷相互吸引的规律,口罩表面带正电,可被吸附的带电粉尘带负电,故A正确;
B.若粉尘带正电,会与带正电的口罩相互排斥,无法被吸附,故B错误;
C.口罩带正电的表面产生的电场为非匀强电场,越靠近口罩电场强度越大,由电场力公式
可知,粉尘靠近口罩的过程中受到的电场力逐渐增大,故C错误;
D.由牛顿第二定律
粉尘靠近过程中增大,加速度逐渐增大,因此粉尘做加速度增大的加速运动,不是匀加速直线运动,故D错误。
故选A。
10.(25-26高二上·江西吉安·期末)等离子体是物质除固态、液态、气态外的第四态,由大量带电粒子(离子、电子)和中性粒子组成,整体呈电中性。当外来电荷放入等离子体中时,等离子体中的异号电荷会向其聚集,同号电荷会远离,形成“屏蔽层”。屏蔽层会抵消外来电荷的大部分电场,使电场仅在德拜长度内显著存在,超过后,等离子体重现“准中性”,电场强度近似为零。现将电荷量为的试探电荷放入等离子体中,不考虑试探电荷运动,电子和离子均视为静止电荷。下列说法正确的是( )
A.试探电荷在距离其处产生的电场为0
B.试探电荷在距离其处产生的电场为0
C.等离子体在距离试探电荷为处的电场指向试探电荷
D.在距离试探电荷为处的电场指向试探电荷
【答案】C
【详解】AB.试探电荷自身产生的电场满足
距离其有限范围内,试探电荷产生的电场强度始终不为零,且方向背离试探电荷。故A、B错误;
C.根据题干描述,等离子体对外来电荷的电场具有屏蔽效应,德拜长度为。超过后,电场强度近似为零,故等离子体在处产生的电场与试探电荷自身产生的电场等大反向,指向试探电荷,故C正确;
D.德拜长度为,电场仅在德拜长度内显著存在,在距离试探电荷为处,等离子体的屏蔽作用不完全,总电场由的电场和等离子体的电场叠加而成,合电场方向背离试探电荷,故D错误。
故选C。
二、多选题
11.(26-27高二上·浙江·开学考试)物理与自然、科技、生活息息相关,下列有关电学知识的相关说法正确的是( )
A.甲图中工作人员高压带电作业时,身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽原理
B.乙图中楼顶安装的避雷针是应用尖端放电的一种设施
C.丙图中的女生和带电的金属球带有异种性质的电荷
D.丁图为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在金属杆B上
【答案】AB
【详解】A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编制的工作服应用了静电屏蔽的原理,故A正确;
B.避雷针是利用导体尖端的电荷面密度极大、电场过强引发尖端放电的原理,主动将雷电引导入大地,避免建筑被雷击,故B正确;
C.图丙中,手接触带电球后头发竖直,这是接触起电现象,女生和带电的金属球带有同种性质的电荷,故C错误;
D.图丁为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上,故D错误。
故选AB。
12.(25-26高一下·浙江台州·期中)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
【详解】A.金殿是个庞大的优良导体,闪电时产生的电弧产生高温,使空气剧烈膨胀而爆炸,看似火球,A正确;
B.因带尖的物体容易产生放电,而金殿顶部能产生火球,则肯定很少有带尖的结构,难以形成尖端放电,B正确;
C.出现雷火炼殿现象时,由于金殿对静电的屏蔽作用,使得大殿内不会产生强电场,C错误;
D.金殿安装了避雷针后,电荷会被导入大地,则不会出现雷火炼殿奇观,D错误。
故选AB。
13.(24-25高二上·湖南岳阳·期末)从生活走向物理,从物理走向社会,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中,正确的是( )
A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编织的工作服应用了静电屏蔽的原理
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据电磁感应的原理而制成的
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷
【答案】AD
【详解】A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编织的工作服应用了静电屏蔽的原理,A正确;
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据尖端放电的原理而制成的,B错误;
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带正电的金属板上,C错误;
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷,从而产生静电引力,D正确。
故选AD。
14.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)如图是静电除尘装置示意图,它由金属管A接高压电源正极和管中金属丝B接高压电源负极组成。下列有关静电除尘原理的说法正确的是( )
A.电场方向由A指向B
B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
C.靠近B处场强大,B附近的空气被电离成正离子和电子
D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成负、正离子,分别吸附在B和A上
【答案】AC
【详解】AB.金属管A接高压电源的正极,金属丝B接高压电源的负极,煤粉等烟尘吸附电子后带负电,被吸在金属管A上,故A正确,B错误;
CD.靠近金属丝B处的电场非常强,附近的空气被电离成正离子和电子,吸附了电子的煤粉等烟尘颗粒在电场的作用下被金属管A吸附后收集,从而避免污染大气,故C正确,D错误。
故选AC。
15.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,金属球壳A带有正电,其上方有一小孔,静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连,下列操作所发生的现象正确的是( )
A.将c移近A,但不与A接触,B的指针会偏转一定角度
B.将c与A外表面接触后移开A,B的指针会偏转一定角度
C.将c与A内表面接触时,c带正电
D.将c从导线上解下,然后用绝缘细绳吊着从A中小孔置入A内,并与其内壁接触,再提出空腔,与b接触,B的指针会偏转一定角度
【答案】AB
【详解】A.将小球移近带正电的金属球壳但不接触,发生静电感应,靠近的一端感应异种电荷,远离端(包括金属球)感应同种电荷,静电计出现电势差,指针会偏转,故A正确;
B.将小球与金属球壳外表面接触后移开,发生接触起电,小球带正电,电荷经导线分布到静电计,指针会偏转,故B正确;
C.静电平衡时,金属球壳的净电荷只分布在外表面,内腔受到静电屏蔽;小球与内表面接触后不获得净电荷,故C错误;
D.小球从导线上解下后与金属球壳内壁接触,仍不带净电荷;再与金属球接触时没有电荷转移,静电计的指针不会偏转,故D错误。
故选AB。
16.(25-26高二上·广东广州·期中)如图所示为滚筒式静电分选器的示意图,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。滚筒C、放电针G分别接直流高压电源的正、负极,并令滚筒C接地,放电针G与滚筒间施加高电压并电离空气,颗粒经过电离空气后都带上电荷。现将金属和塑料碎成粉粒后加入料斗,由于塑料及金属导电性能不同,最终可完成分离,并通过料槽E、F进行回收,则下列说法正确的是( )
A.经过电离空气后,金属粉粒带正电,塑料粉粒带负电
B.金属粉粒会落入料槽F
C.塑料粉粒会落入料槽F
D.放电针G端点附近电场强度大于滚筒C附近的电场强度
【答案】BD
【详解】A.放电针G附近的空气受高压电场作用而电离,在电场力作用下,大量的电子或负离子被喷射在粉粒上,两种粉粒均带负电,故A错误;
BC.带负电的金属粉粒因具有良好的导电性,所以在与带正电的滚筒C接触后,其上的负电被滚筒C上的正电中和,在重力作用下落于料槽F;绝缘性能良好的塑料粉粒,其所带负电不容易传给滚筒C,在滚筒C的静电吸引力作用下,附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动,最后粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E,粉粒较小者由刮板将其刮入料槽E,故B正确,C错误;
D.尖端附近的电场线比较密集,所以在放电针G端点附近电场强度大于滚筒C附近的电场强度,故D正确。
故选BD。
17.(25-26高二上·全国·课前预习)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导入大地,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷
B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.地磁场对避雷针有作用力
【答案】AD
【详解】A.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可知云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷,故A正确;
B.负电荷从尖端流向底端,而电流的方向规定为正电荷运动的方向,因此电流的方向从底端流向尖端,故B错误;
C.由于电荷更容易集中到尖端,从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大,故C错误;
D.根据磁场对通电电流有力的作用可知,地磁场对避雷针有作用力,故D正确。
故选AD。
18.(25-26高二上·广东深圳·期中)避雷针是利用尖端放电的原理保护建筑物避免雷击的一种设施。某次雷雨天气,避雷针上方有带电雷雨云,在雷雨云的感应下,地面及避雷针附近的电场线分布如图所示,AB表示避雷针,CD为水平地面。以下说法正确的是( )
A.雷雨云中积累有带负电的电荷
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.尖端放电时,避雷针的尖端B源源不断向外释放正电荷
D.电子仅在电场力作用下从P点向Q点运动时将加速
【答案】AD
【详解】A.从电场线方向知,雷雨云中积累有带负电的电荷,故A正确;
B.电场线的疏密体现电场的强弱,N点电场强度大小大于M点电场强度大小,故B错误;
C.尖端放电时,空气中的电荷被电离,负电荷源源不断奔向尖端,空气中正电荷背离尖端运动,尖端没有向外释放正电荷,故C错误;
D.根据电子所受电场力与电场方向相反可知,电子仅在电场力作用下从P点向Q点运动时将加速,故D正确。
故选AD。
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第03讲:静电的防止与利用
【考点归纳】
题型一:静电屏蔽 2
题型二:尖端放电 3
题型三:静电吸附 5
题型四:静电屏蔽求电场强度 6
题型五:静电的防止与利用 7
知识点一:静电感应现象
1.把导体放入电场,导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现等量异种电荷的现象.
2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场等于零,导体内的自由电子不再发生定向移动的状态.
3.静电平衡状态的特征
(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零.
(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直.
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,导体的表面为等势面.
4.静电平衡导体上的电荷分布
带电的导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面.且在导体表面越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
知识点二:尖端放电与静电屏蔽
尖端放电
静电屏蔽
原理
导体尖端的强电场使附近的空气电离,电离后的异种离子与尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷.
当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而金属的外壳会对其内部起保护作用,使它内部不受外部电场的影响.
应用或防止
应用:避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
防止:高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.
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.
技巧总结:对静电平衡的理解
1.静电平衡的实质:金属导体放到场强为E0的电场中,金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷,而另一侧聚集正电荷,感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场,导致合场强减小.当感应电荷继续增加,合场强逐渐减小,合场强为零时,自由电荷的定向移动停止.
2.对静电平衡的三点理解
(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷不再发生定向移动.
(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的.
(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零,E′=-E.
3.静电平衡状态下的导体的电荷分布特点
(1)净电荷都分布在导体的表面,导体内部没有净电荷.
(2)感应电荷分布于导体两端,电性相反,电量相等,远同近异.
题型一:静电屏蔽
【例1】.(25-26高二上·北京海淀·期末)如图所示,用金属网把验电器罩起来,使带电金属球靠近验电器,发现箔片没有张开。下列说法正确的是( )
A.金属网上A点的电势小于B点的电势
B.箔片没有张开,是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上
C.带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0
D.电梯中手机信号微弱,其原理与该实验相同
【变式1】.(25-26高三上·江苏南通·阶段检测)如图所示,验电器处于金属网罩中。若在网罩外将带正电金属球靠近验电器小球,则( )
A.验电器小球感应出正电荷 B.验电器小球感应出负电荷
C.验电器的金属箔片张开 D.验电器的金属箔片仍闭合
【变式2】.(25-26高二上·福建宁德·期末)如图所示,电工在几十万伏的高压线上进行带电作业时,会身穿由导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布制成的屏蔽服。下列关于屏蔽服的作用,说法正确的是( )
A.利用金属材料不易拉破的特性保护电工
B.根据静电屏蔽原理,屏蔽服内的合场强为零
C.电工穿屏蔽服,主要是为了挡风御寒
D.金属材料电阻大,能够隔绝电流,从而对人体起保护作用
题型二:尖端放电
【例2】.(26-27高三·全国·一轮复习)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
【变式1】.(25-26高一下·山东日照·期末)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
【变式2】.(25-26高二上·陕西渭南·期中)如图所示,高高的建筑物顶端都设置有避雷针,避雷针通过导线和大地相连,而且避雷针的末端都比较尖锐,这样做的目的是( )
A.防止电压过高时发生放电现象
B.更容易使避雷针和云层之间发生放电现象
C.通过尖端放电使云层中的电荷完全消失
D.使避雷针发生静电屏蔽现象从而保护建筑物
题型三:静电吸附
【例3】.(25-26高二下·河南平顶山·期中)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
【变式1】.(25-26高二上·河南·阶段检测)如图所示,某静电除尘器由金属圆筒收集器a和其轴线上的金属线b组成,a和b分别与几千伏高压电源的正极和负极相连接,则( )
A.a附近电场强度最大 B.空气分子在a附近更容易电离
C.空气分子在b附近更容易电离 D.筒内尘埃吸附正离子向a运动被收集
【变式2】.(25-26高一下·江苏宿迁·期中)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
题型四:静电屏蔽求电场强度
【例4】.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放一个电荷量为的点电荷,点电荷到金属球的球心距离为。达到静电平衡后,已知静电力常量为k,下列说法正确的是( )
A.金属球的左侧感应出负电荷,右侧感应出正电荷
B.点电荷在金属球内产生的电场强度处处为0
C.感应电荷在金属球内产生的电场的电场强度处处为0
D.感应电荷在金属球球心处产生的电场的电场强度大小为
【变式1】.(25-26高二上·福建福州·阶段检测)如图在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)。下列说法中正确的是( )
A.B端的感应电荷越来越少
B.导体内场强越来越大
C.导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强
D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
【变式2】.(2025·河北秦皇岛·二模)如图所示,金属球壳的外表面带正电,其上方有一个小孔,导线与金属球相连,导线的外表面绝缘,导线的线头端A不绝缘,B是金属球壳外表面上的一点,C是金属球壳内表面上的一点,D是金属球壳的球心,E是金属球壳外的一点,下列说法正确的是( )
A.若金属球在E点,A与B接触,则金属球带负电
B.若金属球在E点,A与C接触,则金属球带不带电
C.若金属球在D点,A与C接触,则金属球带正电
D.若金属球在D点,A与B接触,则金属球不带电
题型五:静电的防止与利用
【例5】.(25-26高二上·广西柳州·期末)下列是对静电的利用与防护的理解,其中正确的是( )
A.避雷针原理是尖端放电
B.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性
C.干燥的冬季,手靠近金属门把手有时会被电击,是因为手与门把手摩擦起电
D.某些电学仪器放在金属壳内能避免受到外电场干扰,换成纸壳也有同样作用
【变式1】.(25-26高一下·河北邯郸·期末)在实际生活中静电现象非常常见,静电现象有利有弊,有时可以利用静电现象,有时需要防止静电带来的危害。下列四种实例中不同于其他三种的是( )
A.图甲为静电除尘器的内部原理图 B.图乙为加油员在加油前用手触摸静电释放器
C.图丙中优质话筒线外面包裹金属网 D.图丁中高压输电线上方的两根导线接地
【变式2】.(25-26高一下·江苏苏州·期中)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异种性质的电荷
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,是为了导走人体的静电
一、单选题
1.(25-26高一下·浙江·阶段检测)以下关于静电现象的说法中不正确的是( )
A.油罐车车尾装有一条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
B.静电喷漆时金属件与油漆雾滴带相同电荷,在静电引力作用下喷涂更均匀
C.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是保护工人
D.雷电天气时,云层所带的电荷量大小一定是元电荷的整数倍
2.(25-26高二上·广西玉林·期末)家用微波炉的玻璃门上设有一层金属网,该金属网的作用在于( )
A.静电吸附 B.静电除尘 C.静电屏蔽 D.尖端放电
3.(2026·内蒙古赤峰·一模)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
4.(25-26高二上·江苏常州·阶段检测)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所带电荷量等于B所带电荷量
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
5.(25-26高二上·江西南昌·阶段检测)科技节上,小张小组制作了一个简易静电除尘器:在两平行金属板间加高压,使烟尘颗粒带电后被吸附。关于该装置,下列说法正确的是( )
A.烟尘颗粒一定带正电才能被吸附
B.两极线间电场方向由负极指向正极
C.颗粒所受电场力方向与其所带电荷性质无关
D.静电除尘利用了“异种电荷相互吸引”的原理
6.(25-26高三下·江苏南通·阶段检测)如图所示金属球壳内有一静止的负电荷,球壳内、外表面的感应电荷分布可能是( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高二上·甘肃武威·阶段检测)关于静电的应用与静电危害的防止,下列说法正确的是( )
A.做脑电图和电疗针灸都是静电在医学上的应用
B.麻醉师要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止麻醉药燃烧
C.飞机在飞行时与空气摩擦产生大量的静电,飞机起落架上轮胎要用绝缘橡胶制成
D.为了防止静电危害,印刷车间里保持适当的湿度
8.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期末)下列关于四幅图的说法正确的是( )
A.图甲中,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上,从而使橡胶棒带负电
B.图乙中的同学接触带电的金属球时,与带电的金属球带有同种性质的电荷
C.图丙中,摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为尖端放电
D.图丁中,燃气灶中安装了电子点火器,点火应用了静电屏蔽原理
9.(25-26高二上·福建南平·期中)医用口罩由多层织物材料构成,其中有一层材料表面长期带有正电荷,能有效吸附细小的带电粉尘。若不考虑带电粉尘的重力和粉尘间的相互作用,关于这些即将被吸附的带电粉尘,下列说法正确的是( )
A.带电粉尘带负电
B.带电粉尘带正电
C.带电粉尘在靠近口罩的过程中受到的电场力不变
D.带电粉尘在靠近口罩的过程中做匀加速直线运动
10.(25-26高二上·江西吉安·期末)等离子体是物质除固态、液态、气态外的第四态,由大量带电粒子(离子、电子)和中性粒子组成,整体呈电中性。当外来电荷放入等离子体中时,等离子体中的异号电荷会向其聚集,同号电荷会远离,形成“屏蔽层”。屏蔽层会抵消外来电荷的大部分电场,使电场仅在德拜长度内显著存在,超过后,等离子体重现“准中性”,电场强度近似为零。现将电荷量为的试探电荷放入等离子体中,不考虑试探电荷运动,电子和离子均视为静止电荷。下列说法正确的是( )
A.试探电荷在距离其处产生的电场为0
B.试探电荷在距离其处产生的电场为0
C.等离子体在距离试探电荷为处的电场指向试探电荷
D.在距离试探电荷为处的电场指向试探电荷
二、多选题
11.(26-27高二上·浙江·开学考试)物理与自然、科技、生活息息相关,下列有关电学知识的相关说法正确的是( )
A.甲图中工作人员高压带电作业时,身穿用金属丝编制的工作服是应用了静电屏蔽原理
B.乙图中楼顶安装的避雷针是应用尖端放电的一种设施
C.丙图中的女生和带电的金属球带有异种性质的电荷
D.丁图为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在金属杆B上
12.(25-26高一下·浙江台州·期中)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
13.(24-25高二上·湖南岳阳·期末)从生活走向物理,从物理走向社会,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中,正确的是( )
A.图甲中工作人员在超高压带电作业时,穿用金属丝编织的工作服应用了静电屏蔽的原理
B.图乙为家用煤气灶的点火装置,是根据电磁感应的原理而制成的
C.图丙为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在带负电的金属板上
D.图丁为静电喷漆的示意图,静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带不同的电荷
14.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)如图是静电除尘装置示意图,它由金属管A接高压电源正极和管中金属丝B接高压电源负极组成。下列有关静电除尘原理的说法正确的是( )
A.电场方向由A指向B
B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
C.靠近B处场强大,B附近的空气被电离成正离子和电子
D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成负、正离子,分别吸附在B和A上
15.(24-25高二上·全国·课后作业)如图所示,金属球壳A带有正电,其上方有一小孔,静电计B的金属球b用导线与金属小球c相连,下列操作所发生的现象正确的是( )
A.将c移近A,但不与A接触,B的指针会偏转一定角度
B.将c与A外表面接触后移开A,B的指针会偏转一定角度
C.将c与A内表面接触时,c带正电
D.将c从导线上解下,然后用绝缘细绳吊着从A中小孔置入A内,并与其内壁接触,再提出空腔,与b接触,B的指针会偏转一定角度
16.(25-26高二上·广东广州·期中)如图所示为滚筒式静电分选器的示意图,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。滚筒C、放电针G分别接直流高压电源的正、负极,并令滚筒C接地,放电针G与滚筒间施加高电压并电离空气,颗粒经过电离空气后都带上电荷。现将金属和塑料碎成粉粒后加入料斗,由于塑料及金属导电性能不同,最终可完成分离,并通过料槽E、F进行回收,则下列说法正确的是( )
A.经过电离空气后,金属粉粒带正电,塑料粉粒带负电
B.金属粉粒会落入料槽F
C.塑料粉粒会落入料槽F
D.放电针G端点附近电场强度大于滚筒C附近的电场强度
17.(25-26高二上·全国·课前预习)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导入大地,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷
B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.地磁场对避雷针有作用力
18.(25-26高二上·广东深圳·期中)避雷针是利用尖端放电的原理保护建筑物避免雷击的一种设施。某次雷雨天气,避雷针上方有带电雷雨云,在雷雨云的感应下,地面及避雷针附近的电场线分布如图所示,AB表示避雷针,CD为水平地面。以下说法正确的是( )
A.雷雨云中积累有带负电的电荷
B.M点的电场强度大于N点的电场强度
C.尖端放电时,避雷针的尖端B源源不断向外释放正电荷
D.电子仅在电场力作用下从P点向Q点运动时将加速
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