9.4 静电的防止和利用【考点分类提优】讲义 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

| 2份
| 44页
| 150人阅读
| 2人下载
普通
物李提分加速器工作室
进店逛逛

内容正文:

9.4 静电的防止与利用 知道静电平衡状态,理解静电平衡导体内部场强为零、表面场强垂直于表面、净电荷只分布在外表面,能计算感应电荷在导体内部产生的场强。 了解尖端放电现象及其原理,知道避雷针的作用,了解高压设备防止尖端放电的措施。 理解静电屏蔽的原理和两种情形,了解金属罩、金属网、屏蔽服等应用。 了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的原理及静电危害,知道静电危害的防止方法。 【思维导图】 考点一 静电平衡状态下导体的电场 1.静电平衡状态:导体放入电场后,自由电荷在电场力作用下定向移动,使导体两端出现等量的正、负感应电荷;当导体中(包括表面)自由电荷不再发生定向移动时,导体达到静电平衡状态。 2.场强特点:处于静电平衡状态的导体,其内部合场强处处为零;导体表面任一点的场强方向与该点的表面垂直。 3.电荷分布:处于静电平衡状态的导体,净电荷只分布在导体的外表面上,尖锐处电荷密集、平坦处稀疏,导体内部没有净电荷。 4.感应电荷的场强:导体内部某点的合场强为零,故感应电荷在该点产生的附加场强与外电场等大反向,即 。 静电平衡:导体内部外电场与感应电场抵消 部位 场强特点 电荷分布 导体内部 合场强处处为零 没有净电荷 导体表面 场强方向垂直于表面 净电荷分布在外表面 尖端处 附近场强很大 电荷最密集 重难诠释 ①导体内部“场强为零”是外电场 E外 与感应电荷产生的附加电场 E感 的合场强为零(),并非外电场消失。②求感应电荷在导体内部某点的场强:先用点电荷场强公式求出外电场 E外,则感应电荷的场强 E感 与 E外 等大反向。③导体表面场强方向必与表面垂直,否则表面电荷会沿表面移动,尚未达到平衡。④净电荷只分布在外表面(同种电荷相互排斥到最远),尖锐处曲率大、电荷密集、附近场强大,这是尖端放电的根本原因。 考点二 尖端放电 1.空气的电离:静电平衡导体尖端电荷密集、附近场强很大,能使空气中的少量离子加速,与空气分子碰撞使其电离,产生大量正、负离子。 2.尖端放电:与尖端带异种电荷的离子向尖端运动并与之中和,带同种电荷的离子被排斥而飞离,电荷就从尖端不断放出,这种现象叫作尖端放电,飞离的离子形成“电风”。 3.避雷针:高大建筑物顶端安装尖端金属针,用粗导线与埋在地下的金属板相连;雷雨云靠近时,尖端持续放电中和部分电荷,发生雷击时又把强大电流经导线引入大地,从而保护建筑物。 4.应用与防止:避雷针、静电除尘的放电金属线利用了尖端放电;高压输电线表面做得光滑、高压设备电极做成圆球形,是为了防止尖端放电(电晕)而损耗电能。 尖端放电(电风)实验:风针、顶针与带电金属板 重难诠释 ①尖端放电的原理链:尖端电荷密集 → 附近场强很大 → 空气分子电离 → 异种离子与尖端中和、同种离子飞离,电荷从尖端放出。②避雷针并不是“把雷吸过来”,平时通过尖端放电缓慢中和云层的部分电荷,雷击时则为强大电流提供一条安全入地的通路。③高压输电线表面光滑、金属部件做成圆弧形,是为避免尖端附近发生电晕放电而损耗能量。④尖端处电荷最密、场强最大,既是尖端放电的原因,也解释了避雷针要做成尖形。 考点三 静电屏蔽 1.静电屏蔽:达到静电平衡的导体(金属壳、金属网)内部合场强为零,外电场对壳(网)内的仪器不产生影响,这种作用叫作静电屏蔽。 2.屏蔽外电场:金属壳(无论接地与否)达到静电平衡后,空腔内部合场强为零,外电场不会影响壳内。 3.接地屏蔽内场:若空腔内有带电体,外壳不接地时内场仍会影响壳外;把外壳接地后,壳外感应电荷被大地中和,内场就不会影响外界。 4.应用:电学仪器和电子设备外套金属罩、通信电缆外面包铅皮、高压带电作业人员穿金属网衣(屏蔽服)、微波炉门内设金属网、铁塔顶端架设与大地相连的避雷线。 空腔导体接地与否的屏蔽效果(电场线分布) 处理方式 能否屏蔽外场 内场能否影响外界 典型应用 不接地金属壳 能(空腔内场强为零) 能影响 保护仪器、电缆铅皮 接地金属壳 能 不能影响 屏蔽室、高压设备外壳 重难诠释 ①静电屏蔽的本质是静电平衡导体(含空腔)内部合场强为零,外电场的影响被感应电荷的电场抵消。②不接地金属壳只能使空腔内部不受外电场影响;要使壳内带电体不影响外界,必须把外壳接地。③金属网与金属板同样能屏蔽(网孔足够小),所以电梯、钢筋房屋内手机信号弱,微波炉门用金属网挡住微波。④屏蔽服(含金属丝)使人体处于等电位的导体内部,高压带电作业时人体上几乎没有电势差、电流不流经人体。 考点四 静电吸附与静电危害的防止 1.静电除尘:金属圆筒(集尘极,接正极)与轴线上的金属线(接负极)间加高压,金属线尖端放电使气体电离,尘埃吸附电子带负电,在电场力作用下向圆筒运动并沉积,从而除去烟气中的粉尘。 2.静电喷漆:使喷出的油漆微粒带同种电荷、被涂工件带异种电荷,微粒在电场力作用下加速飞向工件并均匀吸附,漆膜均匀、用料省、污染小。 3.静电复印:利用光电导体(硒鼓)受光照后导电性能改变,先在暗处充电形成静电潜像,再吸附带异种电荷的墨粉,转印到纸上经加热定影得到复印件。 4.静电危害及防止:电荷积累后瞬间放电产生火花,可引燃易燃物(加油站、面粉厂)、造成电击或损坏电子器件;常用接地导走、保持空气湿度、使用防静电材料、避免剧烈摩擦等方法防止。 静电除尘实验装置(集气瓶与感应起电机) 类别 实例 原理或措施 静电的利用 除尘、喷漆、复印 微粒带电后受电场力吸附 危害的防止 接地、增湿、防静电材料 及时导走电荷、避免火花放电 重难诠释 ①除尘、喷漆、复印的共同原理:让微粒带电,在电场力作用下向带异种电荷的电极(物体)运动并吸附。②静电除尘中集尘极接正极,尘埃吸附电子带负电后向正极运动,电场方向由集尘极(正极)指向放电极(负极)。③静电危害的根源是积累的电荷瞬间放电产生火花,防止的关键是及时把电荷导走:油罐车拖铁链、飞机用导电轮胎、加油站禁打手机都是为此。④静电喷漆中微粒带同种电荷相互排斥而散开(雾化均匀),又被异种工件吸引,故涂层均匀牢固。 考向1 静电平衡导体的场强与电荷分布 1.(2026•长沙校级开学)如图所示,不带电且长为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O处产生的电场强度方向水平向右 C.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小 D.若在导体棒上套一个金属网,棒的两端仍能感应出异种电荷 2.(2026春•朝阳期末)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 3.(2026春•邗江区期末)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 4.(2026春•天宁区校级期末)如图所示,一导体放在一负电荷的电场中,导体与大地是绝缘的,A、B为导体内部的两点,当导体处于静电平衡时,下列判断正确的是(  ) A.A端电势高于B端电势 B.A点场强大于B点场强 C.A端外表面场强大于B端外表面场强 D.若规定无穷远处为零电势,则A端附近电势大于零 5.(2026春•杭州期末)枕形导体棒原来不带电,现将一个带正电的点电荷q放在棒的左端中心轴线上。当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒中形成的电场是(  ) A. B. C. D. 考向2 尖端放电 1.(2026•模拟)如图所示,飞机机翼末端边缘有一条条像针一样的装置,此装置的作用是(  ) A.释放飞机表面的静电 B.保护飞行员,起到静电屏蔽作用 C.加强电磁通信信号,起到天线的作用 D.防止闪电击中飞机,起到避雷针的作用 2.(2026春•湘西州期末)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 3.(2026春•石河子校级期末)如图甲,高大建筑物上通常都装有避雷针,雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布,电场线关于直线ac对称,且ab=bc。质子在a、b、c三点具有的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是(  ) A.接近建筑物的雷雨云带负电 B.电子在c点的加速度小于质子在a点的加速度 C.Uca>2Ucb D.将质子从图中d点释放,质子可能沿电场线运动 4.(2026春•儋州期末)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 5.(2026春•徐州期末)如图所示,某些中国古代建筑安装了既有装饰作用,又有避雷作用的塔刹构件,其避雷作用的物理原理是(  ) A.尖端放电 B.接触起电 C.静电吸附 D.静电屏蔽 考向3 静电屏蔽 1.(2026•模拟)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 2.(2026春•韩城市期末)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•模拟)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。现引入一试探电荷﹣q,其重力可不计,下列说法正确的是(  ) A.N点电势高于P点电势 B.电荷﹣q在P点受力方向沿PM方向 C.电荷﹣q在球形网内做匀速直线运动 D.将电荷﹣q从M点附近移到N点附近,电场力一直变大 4.(2026•宿迁校级模拟)2018年我国的1100千伏特高压带电作业关键技术填补世界空白。超高压带电作业的电工穿戴的工作服是用包含铜丝的织物制成的,下列说法正确的是(  ) A.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用 B.电工被铜丝纺织的衣服所包裹,使体内电势保持为零,对人体起保护作用 C.电工被铜丝纺织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零,对人体起保护作用 D.铜丝必须达到一定的厚度,才能对人体起到保护作用 5.(2026春•沙河口区校级月考)如图所示,某同学把一个不带电的验电器用金属网罩起来,再用带正电的金属小球靠近金属网但不与网接触,则下列说法正确的是(  ) A.验电器的金属球带负电 B.验电器的金属箔片带负电 C.用一根导线连接金属网的P、Q两点,导线中不会产生电流 D.金属网罩内某点的电场强度与带电金属小球在该点产生的电场强度等大反向 考向4 静电吸附与静电危害 1.(2025秋•河南月考)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 2.(2026春•德州期末)关于静电的防止与应用,下列说法不正确的是(  ) A.燃气灶的点火器做成针尖状是利用了尖端放电的原理 B.电气设备的金属屏蔽罩是利用了静电平衡时导体内部电场强度为零的原理 C.油罐车的尾部拖一条铁链是利用了摩擦起电的原理 D.优质耳机线内包裹着金属丝网是利用了静电屏蔽的原理 3.(2026春•准格尔旗期末)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 4.(2026春•宿迁期末)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 5.(2026•湖南学业考试)秋冬季节,空气干燥,容易产生静电。有关生活中的静电,下列说法错误的是(  ) A.静电复印是利用了静电吸引的原理 B.农业中利用静电喷雾能提高效率和降低农药的使用 C.运输汽油的油罐车拖着一条铁链,利用了尖端放电的原理 D.在将外衣脱下的过程中,内外衣间摩擦起电,内衣和外衣所带的电荷是异种电荷 一、单选题 1.(2025秋•安徽期末)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 2.(2026•模拟)如图所示,一个金属球壳原来不带电,现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在球壳左边附近,达到静电平衡后,球壳上的感应电荷在球壳内部产生的电场分布正确的是(  ) A. B. C. D. 3.(2026•杭州模拟)如图所示,长为l的不带电导体棒水平放置,A、B为导体棒内的点,C为导体棒的中心。将一个电荷量为Q的带正电小球沿导体中心轴线缓慢靠近导体左端,直至与左端的距离为R。已知静电力常量为k,小球可视为点电荷,当导体棒达到静电平衡后,下列说法正确的是(  ) A.A点电场强度大于B点电场强度 B.A点电势始终高于B点电势 C.图中所示两条实线1和2能正确表示导体周围的电场线 D.感应电荷在导体的中心C点产生的电场强度大小为k 4.(2026春•上饶期末)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 5.(2026春•镇江期末)如图所示,电路板上的集成电路外部常覆盖有金属网,它的主要功能是(  ) A.静电吸附 B.尖端放电 C.静电屏蔽 D.静电感应 6.(2026•徐州校级模拟)如图所示,锥形空心金属带电导体,由圆柱形筒身和圆锥形尖端构成。用锥形取电器触碰导体表面后接触验电器,观察指针偏转情况。下列说法正确的是(  ) A.导体外表面电势高于内表面电势 B.导体筒身场强比尖端部分大 C.在导体筒身取电,指针偏转较为明显 D.在导体尖端取电,指针偏转较为明显 7.(2026春•邗江区期末)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 8.(2026•驻马店开学)下列有关静电的防止与利用说法正确的是(  ) A.图甲所示静电场的电场线分布图可能正确 B.乙图中,女生接触带电的金属球时起电方式是摩擦起电 C.丙图中,燃气灶中电子点火器点火原理是尖端放电 D.丁图中,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 9.(2026春•蒙城县期末)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 10.(2026春•邱县校级期末)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 11.(2026春•慈溪市期末)关于教材中的四幅插图,下列说法正确的是(  ) A.图甲中,女生和金属球带异种电荷 B.图乙中,用扭秤实验探究电荷间相互作用规律时,应使金属小球A与C带同种电荷 C.图丙中,较高建筑物的顶端会安装尖锐的避雷针,是利用静电屏蔽原理 D.图丁中,两条优质话筒线外面包裹的金属网是为了防止漏电 12.(2026春•衢州期末)下列说法正确的是(  ) A.如图1,验电器置于金属网罩内,带电金属球靠近网罩,但不接触,验电器的金属箔片会张开 B.如图2,正电荷靠近不带电导体棒,保持位置不变,用导线连接导体棒上A、B两点,连通瞬间导线上会出现从B到A的电流 C.如图3,静电除尘装置两极板间存在匀强电场 D.如图4,库仑通过扭秤实验巧妙地实现了对电荷间相互作用力的研究 2 学科网(北京)股份有限公司 $ 9.4 静电的防止与利用 知道静电平衡状态,理解静电平衡导体内部场强为零、表面场强垂直于表面、净电荷只分布在外表面,能计算感应电荷在导体内部产生的场强。 了解尖端放电现象及其原理,知道避雷针的作用,了解高压设备防止尖端放电的措施。 理解静电屏蔽的原理和两种情形,了解金属罩、金属网、屏蔽服等应用。 了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的原理及静电危害,知道静电危害的防止方法。 【思维导图】 考点一 静电平衡状态下导体的电场 1.静电平衡状态:导体放入电场后,自由电荷在电场力作用下定向移动,使导体两端出现等量的正、负感应电荷;当导体中(包括表面)自由电荷不再发生定向移动时,导体达到静电平衡状态。 2.场强特点:处于静电平衡状态的导体,其内部合场强处处为零;导体表面任一点的场强方向与该点的表面垂直。 3.电荷分布:处于静电平衡状态的导体,净电荷只分布在导体的外表面上,尖锐处电荷密集、平坦处稀疏,导体内部没有净电荷。 4.感应电荷的场强:导体内部某点的合场强为零,故感应电荷在该点产生的附加场强与外电场等大反向,即 。 静电平衡:导体内部外电场与感应电场抵消 部位 场强特点 电荷分布 导体内部 合场强处处为零 没有净电荷 导体表面 场强方向垂直于表面 净电荷分布在外表面 尖端处 附近场强很大 电荷最密集 重难诠释 ①导体内部“场强为零”是外电场 E外 与感应电荷产生的附加电场 E感 的合场强为零(),并非外电场消失。②求感应电荷在导体内部某点的场强:先用点电荷场强公式求出外电场 E外,则感应电荷的场强 E感 与 E外 等大反向。③导体表面场强方向必与表面垂直,否则表面电荷会沿表面移动,尚未达到平衡。④净电荷只分布在外表面(同种电荷相互排斥到最远),尖锐处曲率大、电荷密集、附近场强大,这是尖端放电的根本原因。 考点二 尖端放电 1.空气的电离:静电平衡导体尖端电荷密集、附近场强很大,能使空气中的少量离子加速,与空气分子碰撞使其电离,产生大量正、负离子。 2.尖端放电:与尖端带异种电荷的离子向尖端运动并与之中和,带同种电荷的离子被排斥而飞离,电荷就从尖端不断放出,这种现象叫作尖端放电,飞离的离子形成“电风”。 3.避雷针:高大建筑物顶端安装尖端金属针,用粗导线与埋在地下的金属板相连;雷雨云靠近时,尖端持续放电中和部分电荷,发生雷击时又把强大电流经导线引入大地,从而保护建筑物。 4.应用与防止:避雷针、静电除尘的放电金属线利用了尖端放电;高压输电线表面做得光滑、高压设备电极做成圆球形,是为了防止尖端放电(电晕)而损耗电能。 尖端放电(电风)实验:风针、顶针与带电金属板 重难诠释 ①尖端放电的原理链:尖端电荷密集 → 附近场强很大 → 空气分子电离 → 异种离子与尖端中和、同种离子飞离,电荷从尖端放出。②避雷针并不是“把雷吸过来”,平时通过尖端放电缓慢中和云层的部分电荷,雷击时则为强大电流提供一条安全入地的通路。③高压输电线表面光滑、金属部件做成圆弧形,是为避免尖端附近发生电晕放电而损耗能量。④尖端处电荷最密、场强最大,既是尖端放电的原因,也解释了避雷针要做成尖形。 考点三 静电屏蔽 1.静电屏蔽:达到静电平衡的导体(金属壳、金属网)内部合场强为零,外电场对壳(网)内的仪器不产生影响,这种作用叫作静电屏蔽。 2.屏蔽外电场:金属壳(无论接地与否)达到静电平衡后,空腔内部合场强为零,外电场不会影响壳内。 3.接地屏蔽内场:若空腔内有带电体,外壳不接地时内场仍会影响壳外;把外壳接地后,壳外感应电荷被大地中和,内场就不会影响外界。 4.应用:电学仪器和电子设备外套金属罩、通信电缆外面包铅皮、高压带电作业人员穿金属网衣(屏蔽服)、微波炉门内设金属网、铁塔顶端架设与大地相连的避雷线。 空腔导体接地与否的屏蔽效果(电场线分布) 处理方式 能否屏蔽外场 内场能否影响外界 典型应用 不接地金属壳 能(空腔内场强为零) 能影响 保护仪器、电缆铅皮 接地金属壳 能 不能影响 屏蔽室、高压设备外壳 重难诠释 ①静电屏蔽的本质是静电平衡导体(含空腔)内部合场强为零,外电场的影响被感应电荷的电场抵消。②不接地金属壳只能使空腔内部不受外电场影响;要使壳内带电体不影响外界,必须把外壳接地。③金属网与金属板同样能屏蔽(网孔足够小),所以电梯、钢筋房屋内手机信号弱,微波炉门用金属网挡住微波。④屏蔽服(含金属丝)使人体处于等电位的导体内部,高压带电作业时人体上几乎没有电势差、电流不流经人体。 考点四 静电吸附与静电危害的防止 1.静电除尘:金属圆筒(集尘极,接正极)与轴线上的金属线(接负极)间加高压,金属线尖端放电使气体电离,尘埃吸附电子带负电,在电场力作用下向圆筒运动并沉积,从而除去烟气中的粉尘。 2.静电喷漆:使喷出的油漆微粒带同种电荷、被涂工件带异种电荷,微粒在电场力作用下加速飞向工件并均匀吸附,漆膜均匀、用料省、污染小。 3.静电复印:利用光电导体(硒鼓)受光照后导电性能改变,先在暗处充电形成静电潜像,再吸附带异种电荷的墨粉,转印到纸上经加热定影得到复印件。 4.静电危害及防止:电荷积累后瞬间放电产生火花,可引燃易燃物(加油站、面粉厂)、造成电击或损坏电子器件;常用接地导走、保持空气湿度、使用防静电材料、避免剧烈摩擦等方法防止。 静电除尘实验装置(集气瓶与感应起电机) 类别 实例 原理或措施 静电的利用 除尘、喷漆、复印 微粒带电后受电场力吸附 危害的防止 接地、增湿、防静电材料 及时导走电荷、避免火花放电 重难诠释 ①除尘、喷漆、复印的共同原理:让微粒带电,在电场力作用下向带异种电荷的电极(物体)运动并吸附。②静电除尘中集尘极接正极,尘埃吸附电子带负电后向正极运动,电场方向由集尘极(正极)指向放电极(负极)。③静电危害的根源是积累的电荷瞬间放电产生火花,防止的关键是及时把电荷导走:油罐车拖铁链、飞机用导电轮胎、加油站禁打手机都是为此。④静电喷漆中微粒带同种电荷相互排斥而散开(雾化均匀),又被异种工件吸引,故涂层均匀牢固。 考向1 静电平衡导体的场强与电荷分布 1.(2026•长沙校级开学)如图所示,不带电且长为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O处产生的电场强度方向水平向右 C.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小 D.若在导体棒上套一个金属网,棒的两端仍能感应出异种电荷 【答案】C 【详解】A.由静电感应可知,棒左端感应出负电荷,右端感应出等量的正电荷,故A错误; BC.处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零,是指感应电荷的电场和外电场在导体内部的合场强为0。点电荷q在棒中心O处产生的电场方向向右,根据平衡关系可知,棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场方向向左,大小相等,根据点电荷场强公式可知棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小,故B错误,C正确; D.若在导体棒上套一个金属网,根据静电屏蔽原理可知,棒的两端不会感应出异种电荷,故D错误。 故选:C。 2.(2026春•朝阳期末)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 【详解】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。 3.(2026春•邗江区期末)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 【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。 4.(2026春•天宁区校级期末)如图所示,一导体放在一负电荷的电场中,导体与大地是绝缘的,A、B为导体内部的两点,当导体处于静电平衡时,下列判断正确的是(  ) A.A端电势高于B端电势 B.A点场强大于B点场强 C.A端外表面场强大于B端外表面场强 D.若规定无穷远处为零电势,则A端附近电势大于零 【答案】C 【详解】AB、处于静电平衡状态的导体是一个等势体,其内部场强处处为零,所以A端电势等于B端电势,A点场强等于B点场强,都等于0,故AB错误; C、根据电荷的分布特点可知A端外表面的电荷密度较大,根据点电荷电场强度公式可知A端外表面场强大于B端外表面场强,故C正确; D、整个导体处在负电荷的电场中,若规定无穷远处为零电势,则A端附近电势小于零,故D错误。 故选:C。 5.(2026春•杭州期末)枕形导体棒原来不带电,现将一个带正电的点电荷q放在棒的左端中心轴线上。当棒达到静电平衡后,棒上感应电荷在棒中形成的电场是(  ) A. B. C. D. 【答案】C 【详解】处于静电平衡状态的导体,内部合电场强度处处为零,因此感应电荷在导体内部产生的电场与带正电的点电荷q在导体内部产生的电场等大反向;点电荷q在导体棒内部产生的电场方向向右,且由于距离点电荷越近电场越强,其电场线是左侧密、右侧疏的,所以感应电荷在棒中形成的电场方向必须向左,且场强也是左边强、右边弱,电场线左侧密、右侧疏,故C正确,ABD错误。 故选:C。 考向2 尖端放电 1.(2026•模拟)如图所示,飞机机翼末端边缘有一条条像针一样的装置,此装置的作用是(  ) A.释放飞机表面的静电 B.保护飞行员,起到静电屏蔽作用 C.加强电磁通信信号,起到天线的作用 D.防止闪电击中飞机,起到避雷针的作用 【答案】A 【详解】飞机高速飞行时会与空气摩擦会产生静电,机翼末端边缘像针一样的装置,此装置利用尖端放电的原理是释放飞机表面的静电,故A正确,BCD错误。 故选:A。 2.(2026春•湘西州期末)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 【详解】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。 3.(2026春•石河子校级期末)如图甲,高大建筑物上通常都装有避雷针,雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的。图乙所示是某次避雷针放电时的电场线分布,电场线关于直线ac对称,且ab=bc。质子在a、b、c三点具有的电势能分别为Epa、Epb、Epc。下列说法正确的是(  ) A.接近建筑物的雷雨云带负电 B.电子在c点的加速度小于质子在a点的加速度 C.Uca>2Ucb D.将质子从图中d点释放,质子可能沿电场线运动 【答案】C 【详解】A、由图乙电场线分布,电场线方向向下指向避雷针,可知接近建筑物的雷雨云带正电,故A错误; B、根据qE=ma,得,电子和质子所带电荷量q相等,a点电场线较密,场强E较大,但在a点的质子质量比在c点的电子质量大,则加速度大小无法比较,故B错误; C、电场线的疏密程度表示场强的大小,由图可知ab段的平均电场强度要大于bc段的电场强度,由U=Ed,可得Ucb<Uba,又因为Uca=Ucb+Uba,可得Uca>2Ucb,故C正确; D、由于d点所在的电场线是曲线,质子所受合外力沿切线方向。所以只在电场力作用下,由d点静止释放的质子不可能沿电场线运动,故D错误。 故选:C。 4.(2026春•儋州期末)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.避雷针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,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能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能将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。 5.(2026春•徐州期末)如图所示,某些中国古代建筑安装了既有装饰作用,又有避雷作用的塔刹构件,其避雷作用的物理原理是(  ) A.尖端放电 B.接触起电 C.静电吸附 D.静电屏蔽 【答案】A 【详解】中国古代建筑安装了既有装饰作用,又有避雷作用的塔刹构件,其避雷作用的物理原理是:尖端放电,故BCD错误,A正确。 故选:A。 考向3 静电屏蔽 1.(2026•模拟)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,由于静电屏蔽作用,当带正电的金属小球靠近时,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; CD.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错误。 故选:C。 2.(2026春•韩城市期末)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】C、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C正确; A、静电吸附,该原理用于带电物体吸附轻小物体,不是金属网的作用,故A错误; B、静电除尘,利用电场使灰尘带电实现除尘,和微波炉金属网无关,故B错误; D、尖端放电,指尖锐部位电荷集中发生放电现象,与本题无关,故D错误。 故选:C。 3.(2026•模拟)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。现引入一试探电荷﹣q,其重力可不计,下列说法正确的是(  ) A.N点电势高于P点电势 B.电荷﹣q在P点受力方向沿PM方向 C.电荷﹣q在球形网内做匀速直线运动 D.将电荷﹣q从M点附近移到N点附近,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.金属网表面是等势面,其中表面处的场强方向垂直表面,因此电荷﹣q在P点受力方向沿PO方向,故B错误; C.球形金属网处于静电平衡状态,其内部场强为0,试探电荷在空间内不受力的作用,可做匀速直线运动,故C正确; D.因电场线垂直于金属网表面,可知从M到N电场线越来越稀疏,场强逐渐减小,则将﹣q从M点附近移到N,试探电荷﹣q受到的电场力一直减小,故D错误。 故选:C。 4.(2026•宿迁校级模拟)2018年我国的1100千伏特高压带电作业关键技术填补世界空白。超高压带电作业的电工穿戴的工作服是用包含铜丝的织物制成的,下列说法正确的是(  ) A.铜丝电阻小,能对人体起到保护作用 B.电工被铜丝纺织的衣服所包裹,使体内电势保持为零,对人体起保护作用 C.电工被铜丝纺织的衣服所包裹,使体内电场强度保持为零,对人体起保护作用 D.铜丝必须达到一定的厚度,才能对人体起到保护作用 【答案】C 【详解】根据静电屏蔽的工作原理,屏蔽服作用是在电工穿用后,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。等电位是电势相等而不是电势一定等于0,等电势时电势差为0,电场强度为0。对铜丝的厚度没有明确的要求,故C正确,ABD错误。 故选:C。 5.(2026春•沙河口区校级月考)如图所示,某同学把一个不带电的验电器用金属网罩起来,再用带正电的金属小球靠近金属网但不与网接触,则下列说法正确的是(  ) A.验电器的金属球带负电 B.验电器的金属箔片带负电 C.用一根导线连接金属网的P、Q两点,导线中不会产生电流 D.金属网罩内某点的电场强度与带电金属小球在该点产生的电场强度等大反向 【答案】C 【详解】不带电的验电器用金属网罩起来,金属网和金属网内的验电器处于静电屏蔽状态,金属网内部的电场场强为零,验电器的金属球不带电,带正电的金属小球靠近金属网时验电器箔片不张开。金属网处于静电平衡状态,处于静电平衡状态的导体是一个等势体,用一根导线连接金属网的P、Q两点,不会有电流通过,故C正确,ABD错误。 故选:C。 考向4 静电吸附与静电危害 1.(2025秋•河南月考)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】A.金属线b附近电场强度最大,故A错误; B.b附近场强大,空气分子在b附近更容易电离,故B错误; C.b处电场强度大,空气分子更容易电离,故C正确; D.电离产生负离子,尘埃吸附负离子,向正极a运动,故D错误。 故选:C。 2.(2026春•德州期末)关于静电的防止与应用,下列说法不正确的是(  ) A.燃气灶的点火器做成针尖状是利用了尖端放电的原理 B.电气设备的金属屏蔽罩是利用了静电平衡时导体内部电场强度为零的原理 C.油罐车的尾部拖一条铁链是利用了摩擦起电的原理 D.优质耳机线内包裹着金属丝网是利用了静电屏蔽的原理 【答案】C 【详解】A.燃气灶点火器做成针尖状,是利用了尖端放电的原理,故A正确; B.电气设备的金属屏蔽罩是利用了静电平衡时导体内部电场强度为零的原理,这样可隔绝外部电场对内部设备的干扰,所以这是利用了静电屏蔽的原理,故B正确; C.油罐车运输过程中油和罐体摩擦会产生静电,尾部拖铁链是为了将积累的静电导入大地,避免静电放电引发安全事故,是为了消除摩擦起电的危害,并不是利用摩擦起电原理,故C错误; D.耳机线内的金属丝网可形成静电屏蔽层,隔绝外界电场对音频电信号的干扰,利用了静电屏蔽原理,故D正确。 本题选不正确的,故选:C。 3.(2026春•准格尔旗期末)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 【详解】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。 4.(2026春•宿迁期末)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 【详解】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。 5.(2026•湖南学业考试)秋冬季节,空气干燥,容易产生静电。有关生活中的静电,下列说法错误的是(  ) A.静电复印是利用了静电吸引的原理 B.农业中利用静电喷雾能提高效率和降低农药的使用 C.运输汽油的油罐车拖着一条铁链,利用了尖端放电的原理 D.在将外衣脱下的过程中,内外衣间摩擦起电,内衣和外衣所带的电荷是异种电荷 【答案】C 【详解】A、静电复印是利用了静电吸引的原理,故A正确; B、农业中利用静电喷雾能提高效率和降低农药的利用,故B正确; C、运输汽油的油罐车拖着一条铁链,是把油罐车中的电荷导入大地,故C错误; D、在将外衣脱下的过程中,内外衣间摩擦起电,内衣和外衣所带的电荷是异种电荷,故D正确。 本题选择不正确的,故选:C。 一、单选题 1.(2025秋•安徽期末)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 【详解】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。 2.(2026•模拟)如图所示,一个金属球壳原来不带电,现将一个带电荷量为+Q的点电荷放在球壳左边附近,达到静电平衡后,球壳上的感应电荷在球壳内部产生的电场分布正确的是(  ) A. B. C. D. 【答案】A 【详解】结合点电荷产生的场强 金属球壳达到静电平衡后,金属球壳上感应电荷在某点处产生的场强大小与点电荷+Q在该处产生的电场强度大小相等,即,点电荷的电场与感应电荷的电场的方向相反,故A正确,BCD错误。 故选:A。 3.(2026•杭州模拟)如图所示,长为l的不带电导体棒水平放置,A、B为导体棒内的点,C为导体棒的中心。将一个电荷量为Q的带正电小球沿导体中心轴线缓慢靠近导体左端,直至与左端的距离为R。已知静电力常量为k,小球可视为点电荷,当导体棒达到静电平衡后,下列说法正确的是(  ) A.A点电场强度大于B点电场强度 B.A点电势始终高于B点电势 C.图中所示两条实线1和2能正确表示导体周围的电场线 D.感应电荷在导体的中心C点产生的电场强度大小为k 【答案】D 【详解】A、静电平衡时,导体棒内部各点电场强度为零,A点的电场强度与B点的电场强度相同,故A错误; B、导体棒是一个等势体,A点电势始终等于B点电势,故B错误; C、导体棒表面为等势面,电场线垂直于等势面,沿电场线的方向电势降低,如果图中实线1和2为电场线,导体棒不是等势体,图中所示两条实线1和2来表示导体棒周围的电场线是错误的,故C错误; D、结合静电平衡的特点,处于静电平衡时导体棒内部合电场强度为零,带正电小球在导体棒的中心处产生的电场强度 感应电荷在该处产生的电场强度为,故D正确。 故选:D。 4.(2026春•上饶期末)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,内表面是不带电的,故A错误; B.电场线和等势面是相互垂直的,等离子体鞘层外表面是等势面,所以电场强度方向垂直于鞘层表面方向,故B错误; C.等离子体鞘层是等势体,根据等势面的特点可知等离子体鞘层内部(航天器所在区域)任意两点的电势差都为零,故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,故D错误。 故选:C。 5.(2026春•镇江期末)如图所示,电路板上的集成电路外部常覆盖有金属网,它的主要功能是(  ) A.静电吸附 B.尖端放电 C.静电屏蔽 D.静电感应 【答案】C 【详解】A.静电吸附是利用静电使物体吸附在其他物体表面,金属网覆盖在集成电路外部并非用于静电吸附,故A错误; B.尖端放电是在导体尖端聚集大量电荷,使周围空气电离等现象,金属网在此处并非用于尖端放电,故B错误; C.用金属网把电学仪器罩起来,可以起到静电屏蔽的作用。金属网放在电场中,发生静电感应,根据电场强度叠加原理,金属网内部的合场强为零,能够保护集成电路免受外部电场干扰,所以金属网的主要功能是静电屏蔽,故C正确; D.静电感应是导体在电场中,其内部电荷重新分布的现象,金属网覆盖在集成电路外主要不是利用静电感应,故D错误。 故选:C。 6.(2026•徐州校级模拟)如图所示,锥形空心金属带电导体,由圆柱形筒身和圆锥形尖端构成。用锥形取电器触碰导体表面后接触验电器,观察指针偏转情况。下列说法正确的是(  ) A.导体外表面电势高于内表面电势 B.导体筒身场强比尖端部分大 C.在导体筒身取电,指针偏转较为明显 D.在导体尖端取电,指针偏转较为明显 【答案】D 【详解】A、静电平衡导体是等势体,内外表面电势一样,故A错误; B、电荷在导体表面的分布是不均匀的,突出的位置,电荷比较密集,即尖端电荷分布较多,电场强度较大,故B错误; CD、曲率越大电荷分布越密,尖端电荷远多于筒身;取电器碰尖端带走更多电荷,验电器金属箔带电量多,偏转更明显,故C错误,D正确。 故选:D。 7.(2026春•邗江区期末)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 【详解】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。 8.(2026•驻马店开学)下列有关静电的防止与利用说法正确的是(  ) A.图甲所示静电场的电场线分布图可能正确 B.乙图中,女生接触带电的金属球时起电方式是摩擦起电 C.丙图中,燃气灶中电子点火器点火原理是尖端放电 D.丁图中,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 【详解】A.静电场的电场线不可能相交,因为电场中任意一点的电场方向是唯一的,若电场线相交则该点会出现两个电场方向,违背电场的基本性质,因此甲图的电场线分布不可能正确,故A错误。 B.乙图中女生接触带电金属球时,是电荷通过直接接触转移到人体,属于接触起电,并非摩擦起电,故B错误。 C.燃气灶的电子点火器利用了尖端放电的原理,尖端处电荷密度大、电场强度强,使空气电离产生电火花完成点火,故C正确。 D.丁图中,屏蔽服作用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。用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的,故D错误。 故选:C。 9.(2026春•蒙城县期末)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 【详解】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。 10.(2026春•邱县校级期末)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,属于静电的利用。 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等安全事故,属于静电的防止。 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,属于静电的防止。 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,属于静电的防止。 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A正确,BCD错误。 故选:A。 11.(2026春•慈溪市期末)关于教材中的四幅插图,下列说法正确的是(  ) A.图甲中,女生和金属球带异种电荷 B.图乙中,用扭秤实验探究电荷间相互作用规律时,应使金属小球A与C带同种电荷 C.图丙中,较高建筑物的顶端会安装尖锐的避雷针,是利用静电屏蔽原理 D.图丁中,两条优质话筒线外面包裹的金属网是为了防止漏电 【答案】B 【详解】A.图甲中,女生接触金属球后头发蓬松竖起,这是因为电荷发生转移,女生与金属球带同种电荷,同种电荷相互排斥,并非带异种电荷,故A错误; B.图乙中,扭秤实验探究电荷间相互作用规律时,使金属小球A与C带同种电荷,这样可以研究同种电荷间的相互作用情况,进而探究电荷间相互作用规律,故B正确; C.图丙中,较高建筑物顶端安装尖锐的避雷针,是利用尖端放电原理,即尖端处电荷容易聚集并放电,将云层电荷导入大地,避免建筑物遭雷击,而非静电屏蔽原理,故C错误; D.图丁中,两条优质话筒线外面包裹的金属网是为了静电屏蔽,防止外界电磁干扰影响话筒信号传输,而非防止漏电,故D错误。 故选:B。 12.(2026春•衢州期末)下列说法正确的是(  ) A.如图1,验电器置于金属网罩内,带电金属球靠近网罩,但不接触,验电器的金属箔片会张开 B.如图2,正电荷靠近不带电导体棒,保持位置不变,用导线连接导体棒上A、B两点,连通瞬间导线上会出现从B到A的电流 C.如图3,静电除尘装置两极板间存在匀强电场 D.如图4,库仑通过扭秤实验巧妙地实现了对电荷间相互作用力的研究 【答案】D 【详解】A.金属网罩会产生静电屏蔽,网罩内部电场强度为0,验电器不受外部带电球影响,金属箔片不会张开,故A错误; B.导体棒的表面是一个等势面,任意两点间电势差为零,所以一根导线将导体棒的A端与B端连接起来,导线中不会有电流,故B错误; C.如图3,静电除尘装置中,一侧是金属棒、一侧是金属板,电极形状不对称,两极间电场不是匀强电场(越靠近金属线电场越强),故C错误; D.如图4,库仑借助扭秤装置将难以直接测量的微小静电力,通过扭丝扭转效应转化为可直观读数的偏转角,巧妙定量研究了点电荷间的相互作用力,得到库仑定律,故D正确。 故选:D。 2 学科网(北京)股份有限公司 $

资源预览图

9.4 静电的防止和利用【考点分类提优】讲义 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册-第1页
1
9.4 静电的防止和利用【考点分类提优】讲义 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册-第2页
2
9.4 静电的防止和利用【考点分类提优】讲义 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册-第3页
3

由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。