人教版高中物理精讲精练-必修3第04讲 静电的防止与利用（原卷版）

第04讲：静电的防止与利用

【考点梳理】

考点一：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．

考点二：尖端放电与静电屏蔽

尖端放电静电屏蔽

当金属外壳达到静电平衡时，内

导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种部没有电场，因而金属的外壳会

原理离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电对其内部起保护作用，使它内部

荷.

不受外部电场的影响．

应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．应用：电学仪器外面有金属壳，

应用或防

防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的野外高压线上方还有两条导线

止

损失.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．

【题型归纳】

题型一：静电的防止与利用

1．如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，

集尘极a、c、e接电源正极（接地）。下列说法正确的是（）

A．通过过滤网后空气中的尘埃带正电

B．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大

C．c、d两个电极之间的电场方向竖直向上

D．尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功

2．金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，下列四幅图中金属壳不能起到屏蔽图中电荷产生电场作用的是（）

A．B．C．D．

3．如图所示为科技馆里一个趣味体验项目的简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在

绝缘凳上，右手按在金属球上，并远离周围其他物体。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，

过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（）

A．若用左手也去摸金属球，会被电击

B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击

C．若右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态

D．若右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发不会立刻恢复常态

题型二：导体上电荷的分布与尖端放电

4．关于避雷针能够避免建筑物被雷击的原因，下列分析不正确的是（）

A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地

B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷

C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地

D．避雷针由尖锐的导体做成，利用的是尖端放电现象

5．如图所示，先用绝缘细线将导体悬挂起来，并使导体带电。然后用带绝缘柄的不带电小球接触A点，再用小球

与验电器接触。用同样的方法检验B、C部位的带电情况，则（）

A．与A接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大

B．与C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大

C．与A、B、C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度一样大

D．通过实验可确定导体上平坦部位电荷分布比较密集

6．某一静电实验装置如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面安一个几乎封闭的金属圆桶C，并且B内的金

属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操

作多少次，都不能使A带电。这个实验说明了（）

A．C是一个等势体（电势处处相等）B．C的内部是不带电的

C．C的内部电势为零D．C的内部场强不为零

题型三：静电平衡的内外电场及其电荷分布

7．如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷+Q（Q0）的右侧，C、D为枕形导体内部的两点，沿过D

点的竖直虚线将导体视为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是（）

A．枕形导体左边部分带正电

B．枕形导体左边部分的电荷量大于右边部分的电荷量

C．C、D两点的电场强度相等

D．将点电荷Q缓慢靠近枕形导体，C点的电场强度逐渐增大

8．如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B。下列实验方法中不能使

验电器箔片张开的是（）

A．用取电棒C（带绝缘柄的导体棒）先跟B的内壁接触一下后再跟A接触

B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触

C．用带绝缘外皮的导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触

D．使验电器A靠近B

9．长为L的导体棒原来不带电，将一带电荷量为q的点电荷放在与棒左端距离为R处，如图所示，当达到静电平

衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小为（）

q

8qq2q

A．kB．kC．kLD．k

L2L2R（RL）2

2

题型四：静电屏蔽

10．下列现象中，属于静电屏蔽的是（）

A．高压输电线线塔上除了下面的三根粗的输电线外，上方还有两根细的导线

B．油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条

C．高压设备中导体表面应该尽量光滑

D．涂料雾化器喷出的油漆微粒在电场力作用下飞向工件表面，形成漆膜

11．如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属

网罩B，则（）

A．金属网罩B的内表面带正电荷，φB=φC=0

B．金属网罩B的右侧外表面带正电荷

C．验电器的金属箔片将张开，φB<φC

D．φB≠φC，金属网罩B左、右两侧的电势不相等

12．某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各

同学的理由正确的是（）

A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织

B．乙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使身体能够导电，对人体起保护作用

C．丙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使体内场强保持为零，对人体起保护作用

D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用

题型五：金属壳内部的电场屏蔽问题

13．如图所示，放在绝缘台上的金属罩B内放有一个不带电的验电器C，如把一

带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（）

A．金属罩B内的场强不为零

B．在B的右侧内表面带正电荷

C．若将B接地，验电器的金属箔片将张开

D．B和C电势处处相等

14．如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂

在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（）

A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向

B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变

C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向

D．A和B的位置不变

15．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（始终不与球接触），现将一个悬

挂在绝缘细线上的带正电的小球B放在C附近，当小球B缓慢靠近C的过程中，以下说法正确的是（）

A．A、B偏离竖直方向夹角均增大

B．A的位置不变，B偏离竖直方向夹角增大

C．A、B均不偏离竖直方向

D．A对B的静电力向左，B对A的静电力也向左

【双基达标】

一、单选题

16．矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确

的是（）

A．B．C．D．

17．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后（）

A．c处场强比d处大B．c处场强比d处小

C．杆内c处场强的方向由b指向aD．杆内c处场强的方向由a指向b

18．如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为＋Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是（）

A．EO≠0EM＝0B．EO＝0EM≠0

C．EO＝0EM＝0D．EO≠0EM≠0

19．如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点

的电场强度E的关系是（）

A．EAEBECB．EAEBEC

C．EAEBECD．EAECEB

【高分突破】

一：单选题

20．下列应用和防护与尖端放电现象无关的是（）

A．一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑

B．一般马路表面建造得很平滑

C．夜间高压线周围会出现一层绿色光晕

D．一般高楼大厦顶部装有避雷针

21．静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是（）

A．涂料微粒一定带正电

B．涂料微粒一定带负电

C．涂料微粒可能带正电，也可能带负电

D．喷嘴与工件之间的电场为匀强电场

22．如图所示，带电金属球靠近验电器。下列关于验电器的箔片的说法正确的是（）

A．若不放金属网罩，则箔片张开

B．若放金属网罩，则箔片张开

C．无论放不放金属网罩，箔片都不张开

D．只要带电金属球电荷量足够大，无论放不放金属网罩，箔片都会张开

23．将带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，另一带负电的小球B向C靠近，结果将（）

A．A向左偏离竖直线，B向右偏离竖直线B．A位置不变，B向右偏离竖直线

C．A向左偏离竖直线，B的位置不变D．A和B的位置都不变

24．不带电的导体P置于电场强度方向向右的电场中，其周围电场线分布如图所示，导体P表面处的电场线与导体

表面垂直，a、b为电场中的两点，则（）

A．a点的电势等于b点的电势

B．a点的电场强度小于b点的电场强度

C．导体P内部的电场强度大于a点的电场强度

D．正试探电荷在a点的电势能比在b点的电势能大

25．静电复印是一种利用静电光敏半导体材料的感光特性形成影像的复印方法，复印过程大致可分为充电、曝光、

显影、转印、分离、定影、清洁、消电8个基本步骤，部分步骤示意图如图所示。静电复印机的中心部件是一个可

以旋转的接地的铝辊，表面镀着一层半导体硒，叫作感光鼓。半导体硒有特殊的光电性质。现通过电晕装置对感光

鼓充电使其带正电，以下说法正确的是（）

A．曝光时，半导体硒有光照区域的电阻增大，无光照区域的电阻减小

B．显影时，色粉被感光鼓上带电区域吸附，因此色粉需带负电

C．色粉的带电通常是通过色粉与载体的摩擦获得，摩擦后色粉的带电极性与载体的带电极性相同

D．转印时，若使色粉转移到复印纸上，则需使复印纸带负电

26．如图所示为某带电导体四周的电场线分布，M、N是电场中两点，则（）

A．导体左侧带正电，右侧带负电B．导体左侧的电荷分布密度大于右侧

C．M点的电场强度大于N点的电场强度D．导体内部的P点场强为零

27．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（）

A．甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷

B．乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上

C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理

D．丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理

28．一带正电的导体周围的电场线和等势面分布如图所示，图中a在导体内部，b在导体表面上，c、d在导体外部，

下列说法正确的是（）

A．c点电势低于d点电势

B．把一正点电荷从a点移到b点电场力做正功

C．b点电场强度为零

D．负点电荷在a点受到电场力为零

29．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是（）

A．导体内部的场强处处为零

B．导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的外表面

C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零

D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动

30．有一接地的导体球壳，如图所示，球心处放一点电荷q，达到静电平衡时，则（）

A．点电荷q的电荷量变化时，球壳外电场随之改变

B．点电荷q在球壳外产生的电场强度为零

C．球壳内空腔中各点的电场强度都为零

D．点电荷q与球壳内表面的电荷在壳外的合场强为零

31．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确

的是（）

A．A、B两点电场强度相等，且都不为零

B．A、B两点的电场强度不相等

C．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA>EB

D．当开关S闭合后，A、B两点的电场强度不为零

二、多选题

32．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷。在静电平衡后，下列物理量中不为零的是（）

A．导体腔内任意点的电场强度B．导体外表面附近的电场强度

C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量

33．如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球B和A，球壳接地。下列说法正确的是（）

A．若A球带电，则球壳内的B球处的电场强度为零

B．若B球带电，则A