第九章 4.
合格考训练
一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)
1．(2023·四川达州高二期末)如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是( )
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
2．(2022·全国高二专题练习)如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则( )
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
3. (多选)(2023·黑龙江饶河高级中学高二上月考)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球处的电场强度不为零
C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响
D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响
4．(2023·河南驻马店二中高二上月考)如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为( )
A．Ea>Eb>Ec>Ed B．Ea>Ec＝Ed>Eb
C．Ea>Ec>Ed>Eb D．Ea5．(多选)(2022·福建尤溪一中高二上期中)下列说法正确的是( )
A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的
C．图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒来防止建筑物被雷击的装置
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相同的电荷，使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
6．(2023·河南开封高二上联考)如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷＋Q(Q>0)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分为左、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
7．(多选)(2023·河南焦作普通高中高二上期中)如图所示的“纺织物摩擦带电荷量测试仪”可用于测量防静电服面料所带电荷量。该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离。测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。在外筒接地开关K闭合后，下列说法正确的是( )
A．内筒的内壁不带电 B．内筒的外壁不带电
C．外筒的内壁不带电 D．外筒的外壁不带电
二、非选择题(共18分)
8．(18分)在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种情况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？
(1)Q不跟A接触，如图①所示。
(2)Q跟A接触，如图②所示。
(3)Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。
等级考训练
一、选择题(本题共5小题，每题6分，共30分)
1．(多选)(2023·山东历城二中、章丘四中高一下联考)如图所示为某带电导体周围的电场线分布，M、N是电场中两点，P点是导体内部紧贴右端的一点，下列说法正确的是( )
A．导体左侧带正电，右侧带负电
B．导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度
C．N点的电场强度大于M点的电场强度
D．导体内部P点的电场强度大于N点的电场强度
2．(2022·全国高二专题练习)野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是( )
A．防止输电线脱落
B．增加输电线的强度
C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击
D．防止输电线漏电
3．(多选)(2023·云南宣威高二下月考)如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空腔球壳B内(与内壁不接触)，外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于A和B，下列判断正确的是( )
A．B的右端带正电，A向左偏
B．B的右端带正电，A不偏左也不偏右
C．B的左端带正电，A向右偏
D．B的左端带负电，A不偏左也不偏右
4．(多选)如图所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是( )
5．(多选)如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则( )
A．球壳内壁带负电
B．球壳外壁带正电
C．球壳外壁不带电
D．若将接地线去掉，再移去正电荷，球壳外壁带负电
二、非选择题(共10分)
6．(10分)(2023·北京市昌平区高二上学期期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。
(1)分析在金属球上感应电荷的分布情况；
(2)求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；
(3)求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向。
第九章 4.
合格考训练
一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)
1．(2023·四川达州高二期末)如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是( A )
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
解析：实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致，故A正确，B错误；起电机起电的过程是电荷转移的过程，故C错误；绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地，故D错误。
2．(2022·全国高二专题练习)如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则( A )
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
解析：处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，B、C、D错误，A正确。
3. (多选)(2023·黑龙江饶河高级中学高二上月考)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( AC )
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球处的电场强度不为零
C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响
D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响
解析：若A球带电，金属球壳可以屏蔽外部电场，B球处的电场强度为零，A正确；若B球带电，则A球相当于放置在金属球壳和大地构成的导体球壳内，A球处的电场强度也为零，B错误；由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，C正确，D错误。
4．(2023·河南驻马店二中高二上月考)如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为( C )
A．Ea>Eb>Ec>Ed B．Ea>Ec＝Ed>Eb
C．Ea>Ec>Ed>Eb D．Ea解析：当空腔球形导体壳处于静电平衡状态时，壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零。画出电场线的大致分布如图所示，由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，故选C。
5．(多选)(2022·福建尤溪一中高二上期中)下列说法正确的是( BC )
A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的
C．图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒来防止建筑物被雷击的装置
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相同的电荷，使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
解析：图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，A错误；图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，B正确；图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒通过地引线与接地装置，把静电导入大地，可防止建筑物被雷击，C正确；喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷的金属体带正电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面结合得更牢固，D错误。
6．(2023·河南开封高二上联考)如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷＋Q(Q>0)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分为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是( C )
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
解析：根据“同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”可知，当达到静电平衡时，枕形导体左边部分带负电、右边部分带正电，A错误；因为枕形导体达到静电平衡，整体为电中性，则左边部分的电荷量等于右边部分的电荷量，B错误；枕形导体处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零，则C、D两点的电场强度均为零，C正确；将点电荷＋Q缓慢靠近枕形导体，导体内部电场强度仍处处为零，D错误。
7．(多选)(2023·河南焦作普通高中高二上期中)如图所示的“纺织物摩擦带电荷量测试仪”可用于测量防静电服面料所带电荷量。该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离。测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。在外筒接地开关K闭合后，下列说法正确的是( AD )
A．内筒的内壁不带电 B．内筒的外壁不带电
C．外筒的内壁不带电 D．外筒的外壁不带电
解析：测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，这时电荷可以全部转移到内筒的外壁，所以内筒的内壁不带电，内筒的外壁带电，A正确，B错误；内筒的外壁带电，由于静电感应使外筒产生感应电荷，外筒的内壁带上与内筒外壁电性相反的电荷，外筒的外壁带上与内筒外壁电性相同的电荷，但是由于外筒接地，则外筒的外壁不带电，C错误，D正确。
二、非选择题(共18分)
8．(18分)在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种情况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？
(1)Q不跟A接触，如图①所示。
(2)Q跟A接触，如图②所示。
(3)Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。
答案：(1)B球受到A的吸引力而向右偏 (2)B球受到A的吸引力而向右偏 (3)B球不受A的作用力
解析：(1)如图①所示，Q不跟A接触，A的内、外表面分别感应出等量的负、正电荷，故B受到引力向右偏移。
(2)如图②所示，Q跟A接触后组成一个新的等势体，A的外表面带正电，对B产生引力，使之右偏。
(3)如图③所示，Q不跟A接触，但A接地，A与大地组成一个等势体，A的外部场强为零，B不受电场力作用。
等级考训练
一、选择题(本题共5小题，每题6分，共30分)
1．(多选)(2023·山东历城二中、章丘四中高一下联考)如图所示为某带电导体周围的电场线分布，M、N是电场中两点，P点是导体内部紧贴右端的一点，下列说法正确的是( BC )
A．导体左侧带正电，右侧带负电
B．导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度
C．N点的电场强度大于M点的电场强度
D．导体内部P点的电场强度大于N点的电场强度
解析：根据导体周围的电场线分布可知，导体左侧和右侧都带正电，A错误；电场线越密集处场强越大，电荷分布越密集，则导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度，B正确；电场线越密集处场强越大，则N点的电场强度大于M点的电场强度，C正确；导体内部P点的电场强度为零，小于N点的电场强度，D错误。
2．(2022·全国高二专题练习)野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是( C )
A．防止输电线脱落
B．增加输电线的强度
C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击
D．防止输电线漏电
解析：野外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
3．(多选)(2023·云南宣威高二下月考)如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空腔球壳B内(与内壁不接触)，外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于A和B，下列判断正确的是( BD )
A．B的右端带正电，A向左偏
B．B的右端带正电，A不偏左也不偏右
C．B的左端带正电，A向右偏
D．B的左端带负电，A不偏左也不偏右
解析：在金属空腔球壳B外部加一个水平向右的场强为E的匀强电场时，由于静电感应的作用，金属空腔球壳B的左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，由于静电屏蔽作用，金属空腔球壳B内完全不受外加电场的影响，故A不偏左也不偏右，故A、C错误，B、D正确。
4．(多选)如图所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是( AC )
解析：处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，用带绝缘柄的小球接触导体外表面可以使小球带电，小球再接触左侧验电器金属球时，金属箔张开，A正确，B错误；用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，C正确；D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的。
5．(多选)如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则( ACD )
A．球壳内壁带负电
B．球壳外壁带正电
C．球壳外壁不带电
D．若将接地线去掉，再移去正电荷，球壳外壁带负电
解析：球壳内带正电的小球产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内壁带负电荷，外壁带正电荷，当球壳接地时，无论是内壁接地还是外壁接地，都是大地中的电子受电场力作用移动，与外壁所带正电荷中和，使外壁不带电，故A、C正确，B错误；若将接地线去掉，再移去正电荷，则剩余负电荷相互排斥，都分布在外壁，D正确。
二、非选择题(共10分)
6．(10分)(2023·北京市昌平区高二上学期期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。
(1)分析在金属球上感应电荷的分布情况；
(2)求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；
(3)求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向。
答案：(1) 左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
(2)k (3)k，方向向左
解析：(1)在金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。
(2)由点电荷的电场强度公式得E0＝k＝k。
(3)由于静电平衡后，O点的合场强为0，所以感应电荷在O点处产生的场强E′与E0等大反向。
E′＝E0＝k，方向向左。
第九章 4.
合格考训练
一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)
1．(2023·四川达州高二期末)如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是( A )
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
解析：实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致，故A正确，B错误；起电机起电的过程是电荷转移的过程，故C错误；绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地，故D错误。
2．(2022·全国高二专题练习)如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则( A )
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
解析：处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，B、C、D错误，A正确。
3. (多选)(2023·黑龙江饶河高级中学高二上月考)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( AC )
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球处的电场强度不为零
C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响
D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响
解析：若A球带电，金属球壳可以屏蔽外部电场，B球处的电场强度为零，A正确；若B球带电，则A球相当于放置在金属球壳和大地构成的导体球壳内，A球处的电场强度也为零，B错误；由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，C正确，D错误。
4．(2023·河南驻马店二中高二上月考)如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为( C )
A．Ea>Eb>Ec>Ed B．Ea>Ec＝Ed>Eb
C．Ea>Ec>Ed>Eb D．Ea解析：当空腔球形导体壳处于静电平衡状态时，壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零。画出电场线的大致分布如图所示，由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，故选C。
5．(多选)(2022·福建尤溪一中高二上期中)下列说法正确的是( BC )
A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的
C．图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒来防止建筑物被雷击的装置
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相同的电荷，使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
解析：图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，A错误；图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，B正确；图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒通过地引线与接地装置，把静电导入大地，可防止建筑物被雷击，C正确；喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷的金属体带正电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面结合得更牢固，D错误。
6．(2023·河南开封高二上联考)如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷＋Q(Q>0)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分为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是( C )
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
解析：根据“同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”可知，当达到静电平衡时，枕形导体左边部分带负电、右边部分带正电，A错误；因为枕形导体达到静电平衡，整体为电中性，则左边部分的电荷量等于右边部分的电荷量，B错误；枕形导体处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零，则C、D两点的电场强度均为零，C正确；将点电荷＋Q缓慢靠近枕形导体，导体内部电场强度仍处处为零，D错误。
7．(多选)(2023·河南焦作普通高中高二上期中)如图所示的“纺织物摩擦带电荷量测试仪”可用于测量防静电服面料所带电荷量。该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离。测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。在外筒接地开关K闭合后，下列说法正确的是( AD )
A．内筒的内壁不带电 B．内筒的外壁不带电
C．外筒的内壁不带电 D．外筒的外壁不带电
解析：测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，这时电荷可以全部转移到内筒的外壁，所以内筒的内壁不带电，内筒的外壁带电，A正确，B错误；内筒的外壁带电，由于静电感应使外筒产生感应电荷，外筒的内壁带上与内筒外壁电性相反的电荷，外筒的外壁带上与内筒外壁电性相同的电荷，但是由于外筒接地，则外筒的外壁不带电，C错误，D正确。
二、非选择题(共18分)
8．(18分)在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种情况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？
(1)Q不跟A接触，如图①所示。
(2)Q跟A接触，如图②所示。
(3)Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。
答案：(1)B球受到A的吸引力而向右偏 (2)B球受到A的吸引力而向右偏 (3)B球不受A的作用力
解析：(1)如图①所示，Q不跟A接触，A的内、外表面分别感应出等量的负、正电荷，故B受到引力向右偏移。
(2)如图②所示，Q跟A接触后组成一个新的等势体，A的外表面带正电，对B产生引力，使之右偏。
(3)如图③所示，Q不跟A接触，但A接地，A与大地组成一个等势体，A的外部场强为零，B不受电场力作用。
等级考训练
一、选择题(本题共5小题，每题6分，共30分)
1．(多选)(2023·山东历城二中、章丘四中高一下联考)如图所示为某带电导体周围的电场线分布，M、N是电场中两点，P点是导体内部紧贴右端的一点，下列说法正确的是( BC )
A．导体左侧带正电，右侧带负电
B．导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度
C．N点的电场强度大于M点的电场强度
D．导体内部P点的电场强度大于N点的电场强度
解析：根据导体周围的电场线分布可知，导体左侧和右侧都带正电，A错误；电场线越密集处场强越大，电荷分布越密集，则导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度，B正确；电场线越密集处场强越大，则N点的电场强度大于M点的电场强度，C正确；导体内部P点的电场强度为零，小于N点的电场强度，D错误。
2．(2022·全国高二专题练习)野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是( C )
A．防止输电线脱落
B．增加输电线的强度
C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击
D．防止输电线漏电
解析：野外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
3．(多选)(2023·云南宣威高二下月考)如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空腔球壳B内(与内壁不接触)，外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于A和B，下列判断正确的是( BD )
A．B的右端带正电，A向左偏
B．B的右端带正电，A不偏左也不偏右
C．B的左端带正电，A向右偏
D．B的左端带负电，A不偏左也不偏右
解析：在金属空腔球壳B外部加一个水平向右的场强为E的匀强电场时，由于静电感应的作用，金属空腔球壳B的左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，由于静电屏蔽作用，金属空腔球壳B内完全不受外加电场的影响，故A不偏左也不偏右，故A、C错误，B、D正确。
4．(多选)如图所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是( AC )
解析：处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，用带绝缘柄的小球接触导体外表面可以使小球带电，小球再接触左侧验电器金属球时，金属箔张开，A正确，B错误；用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，C正确；D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的。
5．(多选)如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则( ACD )
A．球壳内壁带负电
B．球壳外壁带正电
C．球壳外壁不带电
D．若将接地线去掉，再移去正电荷，球壳外壁带负电
解析：球壳内带正电的小球产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内壁带负电荷，外壁带正电荷，当球壳接地时，无论是内壁接地还是外壁接地，都是大地中的电子受电场力作用移动，与外壁所带正电荷中和，使外壁不带电，故A、C正确，B错误；若将接地线去掉，再移去正电荷，则剩余负电荷相互排斥，都分布在外壁，D正确。
二、非选择题(共10分)
6．(10分)(2023·北京市昌平区高二上学期期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。
(1)分析在金属球上感应电荷的分布情况；
(2)求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；
(3)求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向。
答案：(1) 左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
(2)k (3)k，方向向左
解析：(1)在金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。
(2)由点电荷的电场强度公式得E0＝k＝k。
(3)由于静电平衡后，O点的合场强为0，所以感应电荷在O点处产生的场强E′与E0等大反向。
E′＝E0＝k，方向向左。
第九章 4.
合格考训练
一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)
1．(2023·四川达州高二期末)如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是( A )
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
解析：实验员头发竖起来是她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥所致，故A正确，B错误；起电机起电的过程是电荷转移的过程，故C错误；绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地，故D错误。
2．(2022·全国高二专题练习)如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则( A )
A．a、b两点的电场强度都为零
B．a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零
C．a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零
D．a、b两点的电场强度都不为零
解析：处于静电平衡状态下导体内部电场强度均为零，B、C、D错误，A正确。
3. (多选)(2023·黑龙江饶河高级中学高二上月考)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( AC )
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球处的电场强度不为零
C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响
D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响
解析：若A球带电，金属球壳可以屏蔽外部电场，B球处的电场强度为零，A正确；若B球带电，则A球相当于放置在金属球壳和大地构成的导体球壳内，A球处的电场强度也为零，B错误；由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，C正确，D错误。
4．(2023·河南驻马店二中高二上月考)如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、b、c、d各点的电场强度大小关系为( C )
A．Ea>Eb>Ec>Ed B．Ea>Ec＝Ed>Eb
C．Ea>Ec>Ed>Eb D．Ea解析：当空腔球形导体壳处于静电平衡状态时，壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零。画出电场线的大致分布如图所示，由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，故选C。
5．(多选)(2022·福建尤溪一中高二上期中)下列说法正确的是( BC )
A．图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
B．图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的
C．图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒来防止建筑物被雷击的装置
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相同的电荷，使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
解析：图甲中超高压带电作业的工作人员，为了保证安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，A错误；图乙中家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理制成的，B正确；图丙所示的避雷针，是在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒通过地引线与接地装置，把静电导入大地，可防止建筑物被雷击，C正确；喷枪喷出的油漆微粒带负电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷的金属体带正电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，可以使油漆与金属表面结合得更牢固，D错误。
6．(2023·河南开封高二上联考)如图所示，将一不带电的枕形导体放在一个点电荷＋Q(Q>0)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分为左、右两部分，当达到静电平衡时，下列说法正确的是( C )
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
解析：根据“同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引”可知，当达到静电平衡时，枕形导体左边部分带负电、右边部分带正电，A错误；因为枕形导体达到静电平衡，整体为电中性，则左边部分的电荷量等于右边部分的电荷量，B错误；枕形导体处于静电平衡状态，其内部电场强度处处为零，则C、D两点的电场强度均为零，C正确；将点电荷＋Q缓慢靠近枕形导体，导体内部电场强度仍处处为零，D错误。
7．(多选)(2023·河南焦作普通高中高二上期中)如图所示的“纺织物摩擦带电荷量测试仪”可用于测量防静电服面料所带电荷量。该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成，双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离。测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。在外筒接地开关K闭合后，下列说法正确的是( AD )
A．内筒的内壁不带电 B．内筒的外壁不带电
C．外筒的内壁不带电 D．外筒的外壁不带电
解析：测试时将面料放入旋转摩擦机中，摩擦起电后，再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触，这时电荷可以全部转移到内筒的外壁，所以内筒的内壁不带电，内筒的外壁带电，A正确，B错误；内筒的外壁带电，由于静电感应使外筒产生感应电荷，外筒的内壁带上与内筒外壁电性相反的电荷，外筒的外壁带上与内筒外壁电性相同的电荷，但是由于外筒接地，则外筒的外壁不带电，C错误，D正确。
二、非选择题(共18分)
8．(18分)在开口的绝缘金属壳A的内部有一带正电的小球Q，球壳外用绝缘线吊有一带负电的小球B，如图所示，在下列三种情况中，B球受到A的作用力吗？若受A的作用，是吸引力还是排斥力？
(1)Q不跟A接触，如图①所示。
(2)Q跟A接触，如图②所示。
(3)Q不跟A接触，但A接地，如图③所示。
答案：(1)B球受到A的吸引力而向右偏 (2)B球受到A的吸引力而向右偏 (3)B球不受A的作用力
解析：(1)如图①所示，Q不跟A接触，A的内、外表面分别感应出等量的负、正电荷，故B受到引力向右偏移。
(2)如图②所示，Q跟A接触后组成一个新的等势体，A的外表面带正电，对B产生引力，使之右偏。
(3)如图③所示，Q不跟A接触，但A接地，A与大地组成一个等势体，A的外部场强为零，B不受电场力作用。
等级考训练
一、选择题(本题共5小题，每题6分，共30分)
1．(多选)(2023·山东历城二中、章丘四中高一下联考)如图所示为某带电导体周围的电场线分布，M、N是电场中两点，P点是导体内部紧贴右端的一点，下列说法正确的是( BC )
A．导体左侧带正电，右侧带负电
B．导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度
C．N点的电场强度大于M点的电场强度
D．导体内部P点的电场强度大于N点的电场强度
解析：根据导体周围的电场线分布可知，导体左侧和右侧都带正电，A错误；电场线越密集处场强越大，电荷分布越密集，则导体左侧电荷分布密度小于右侧电荷分布密度，B正确；电场线越密集处场强越大，则N点的电场强度大于M点的电场强度，C正确；导体内部P点的电场强度为零，小于N点的电场强度，D错误。
2．(2022·全国高二专题练习)野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是( C )
A．防止输电线脱落
B．增加输电线的强度
C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击
D．防止输电线漏电
解析：野外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
3．(多选)(2023·云南宣威高二下月考)如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空腔球壳B内(与内壁不接触)，外加一个水平向右的场强为E的匀强电场，对于A和B，下列判断正确的是( BD )
A．B的右端带正电，A向左偏
B．B的右端带正电，A不偏左也不偏右
C．B的左端带正电，A向右偏
D．B的左端带负电，A不偏左也不偏右
解析：在金属空腔球壳B外部加一个水平向右的场强为E的匀强电场时，由于静电感应的作用，金属空腔球壳B的左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，由于静电屏蔽作用，金属空腔球壳B内完全不受外加电场的影响，故A不偏左也不偏右，故A、C错误，B、D正确。
4．(多选)如图所示，四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是( AC )
解析：处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，用带绝缘柄的小球接触导体外表面可以使小球带电，小球再接触左侧验电器金属球时，金属箔张开，A正确，B错误；用导线连接之后，左边的金箔也是外表面，C正确；D选项中由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金箔是闭合的。
5．(多选)如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则( ACD )
A．球壳内壁带负电
B．球壳外壁带正电
C．球壳外壁不带电
D．若将接地线去掉，再移去正电荷，球壳外壁带负电
解析：球壳内带正电的小球产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内壁带负电荷，外壁带正电荷，当球壳接地时，无论是内壁接地还是外壁接地，都是大地中的电子受电场力作用移动，与外壁所带正电荷中和，使外壁不带电，故A、C正确，B错误；若将接地线去掉，再移去正电荷，则剩余负电荷相互排斥，都分布在外壁，D正确。
二、非选择题(共10分)
6．(10分)(2023·北京市昌平区高二上学期期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的金属球放在绝缘支架上，其水平左侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球左端的距离为2r。
(1)分析在金属球上感应电荷的分布情况；
(2)求点电荷＋Q在金属球球心O点处产生的场强大小E0；
(3)求金属球上感应电荷在球心O点处产生的场强大小E′，并说明方向。
答案：(1) 左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷
(2)k (3)k，方向向左
解析：(1)在金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷。
(2)由点电荷的电场强度公式得E0＝k＝k。
(3)由于静电平衡后，O点的合场强为0，所以感应电荷在O点处产生的场强E′与E0等大反向。
E′＝E0＝k，方向向左。(共55张PPT)
第九章 静电场及其应用
4．静电的防止与利用
课前预习反馈
课内互动探究
课堂达标检测
目标体系构建
核心素养提升
目标体系构建
1．知道静电平衡的概念，知道静电平衡是静电感应的结果。
2．了解尖端放电及其应用。
3．知道静电屏蔽及其应用。
4．了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的原理。
物理观念 1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点。2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因。
科学思维 会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的场强
科学态度 与责任 1.观察演示实验并对实验现象分析，体会运用所学知识进行分析推理的方法。2.查阅并搜集资料，了解静电屏蔽在技术和生活中的应用。
课前预习反馈
静电平衡
知识点 1
1．静电平衡
放入电场中的导体，由于静电感应，导体两侧出现异种电荷，而感应电荷在导体内部产生的电场与原电场____________，使导体内部的电场____________，当导体内部电场为0时，导体内的自由电荷不再发生____________移动，这时导体就达到静电平衡。
2．导体处于静电平衡状态时，其内部的电场强度处处为_________。
反向
减弱
定向
0
『判一判』
(1)静电平衡时，导体内的自由电子不再运动。( )
(2)静电平衡时，导体内部场强为零。( )
×
√
尖端放电
知识点 2
1．在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的____________越大，周围的电场强度越大。
2．电离：导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子____________从而使空气分子中的正负电荷____________的现象。
密度
碰撞
分离
3．尖端放电：导体尖端周围被强电场电离的粒子中，所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷____________，相当于导体从尖端____________电荷的现象。
4．应用：建筑物的顶端安装上_______________以达到避免雷击的目的；高压设备中导体的表面尽量____________，以减少电能损失。
『判一判』
(3)带电导体尖端电荷密度大，周围电场强度也大。( )
中和
失去
避雷针
光滑
√
静电屏蔽
知识点 3
1．处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的_______________。
2．静电屏蔽：放入电场中的导体壳，由于静电感应，壳内电场强度为0，外电场对壳内的仪器____________产生影响，金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
3．应用：把电学仪器放在封闭的金属壳或_______________里；野外三条高压输电线上方架设两条导线，与____________相连，把高压输电线屏蔽起来。
外表面
不会
金属网
大地
『判一判』
(4)静电平衡时，导体内部表现为电中性。电荷都分布在外表面，导体内部没有净电荷。( )
(5)一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，不具有静电平衡的特点。( )
(6)把仪器放在金属网内和放在封闭的金属壳内能起到同样的静电屏蔽作用。( )
(7)飞机轮上装上拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。( )
√
×
√
√
『选一选』
(2023·浙江绍兴高二期末)如图所示，一有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是( )
A．加固作用不易折断信号线
B．用于信号的传输
C．为防止外界电场干扰
D．铜芯与金属网分别接在电路的两极，便于构成回路
C
解析：根据静电屏蔽原理，金属网能屏蔽外部电场，使其不受外部电场的影响，则有线电视信号线内有一层铜质金属网，其主要作用是为防止外界电场干扰。
『想一想』
你知道家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料，而不用金属的主要原因吗？
解析：若用金属制作家用电视机、收音机外壳，用电器的金属外壳就形成静电屏蔽，电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收，电视机、收音机就不能正常工作。
静电吸附
知识点 4
1．静电除尘：设法使空气中的尘埃__________，在____________作用下，尘埃到达电极而被收集起来。
2．静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带____________，在静电力作用下，这些微粒向着作为____________的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。
3．静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时是_______________，有光照时是____________，复印机复印的工作流程：充电、曝光、显影、转印、放电。
带电
静电力
负电
正极
绝缘体
导体
课内互动探究
探究?
对静电平衡及其特点的理解
要点提炼
1.静电平衡实质
(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。
(2)静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0。
2．静电平衡导体的电荷分布特点
①内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，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，电荷量相等，远同近异，如图甲所示：
③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示：
(1)一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点。
(2)人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，达到静电平衡状态。
典例剖析
(2023·重庆一中高一下期末)如图所示，将原来不带电与大地绝缘的导体静置于带正电的点电荷Q所形成的电场中，A、B两点在其表面，C点在其内部，达到静电平衡时，以下说法正确的是( )
A．A点一侧表面带正电
B．感应电荷在C点产生的场强为零
C．感应电荷在C点产生的场强大小等于点电荷在C点产生的场强大小
D．若用手触摸一下导体，放手后导体将不带电
典题 1
C
解析：静电感应时，导体离场源的近端感应出异种电荷，远端感应出同种电荷，A点一侧属于近端，则表面带负电，A错误；静电平衡后，感应电荷在C点产生的场强和点电荷在C点产生的场强等大反向，而C点的合场强为零，B错误，C正确；若用手触摸一下导体，导体近端带负电荷，远端在地球另一端，带正电，则放手后导体将只带负电，D错误。
长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒上
的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于_________，方向为____________。
对点训练
向左
探究?
对静电屏蔽的理解
要点提炼
1.静电屏蔽的实质
静电屏蔽实质是利用了静电感应现象，使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零而已。
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响
如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响
如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q，由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场线如图甲所示；当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳外空间就没有影响了，如图乙所示。
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响。
(2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间产生影响。
典例剖析
(2023·天津耀华中学高一期末)如图所示，放在绝缘台上不带电的金属罩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移近金属罩B，则( )
A．验电器C的金属箔片将张开
B．金属罩B的右侧外表面带正电荷
C．用导线连接金属罩B和验电器C的金属球，验电器的金属箔片张开
D．金属罩B左、右两侧电荷电性相同
典题 2
B
解析：由于金属罩B的静电屏蔽作用，B的内表面不带电，金属罩B外表面的自由电子重新分布，根据“近异远同”可知，B的右侧外表面带正电荷，B的左侧外表面带负电荷，B正确，D错误；由于金属罩B的静电屏蔽作用，B的内部电场强度处处为零，故验电器的金属箔片不张开，A错误；用导线连接金属罩B和验电器C的金属球，金属罩内的场强仍为零，即验电器的金属箔片不会张开，C错误。
(多选)(2023·山西大同高二上期中)如图所示，金属壳放在绝缘垫上，能起到屏蔽点电荷电场作用的是( )
对点训练
ABD
解析：当正电荷放在金属壳外时，由于静电感应，使金属壳左端带负电荷，右端带正电荷，金属壳处于静电平衡状态，所以内部电场强度为零，能起到屏蔽点电荷电场的作用，故A正确；当正电荷放在金属壳外时，由于静电感应使金属壳左端带负电荷，由于右端接地，则不带电，导致感应电场与外电场叠加，所以内部电场强度为零，能起到屏蔽点电荷电场的作用，故B正确；当正电荷放在金属壳内时，金属壳内带负电荷，壳外带正电荷，出现电场，不能起到屏蔽点电荷电场的作用，故C错误；当正电荷放在金属壳内时，由于金属壳接地，则使金属壳外不带电，内部左、右端都带负电荷，而外部没有电场，从而起到屏蔽点电荷电场的作用，故D正确。
探究?
静电的应用与防止
要点提炼
1.应用：静电应用依据的物理原理几乎都是让带电的物质粒子在电场力的作用下，奔向并吸附到电极上。
2．危害：静电由于吸附尘埃会给印刷、合成纤维等工业生产带来危害。静电对高精密仪器有干扰甚至毁坏作用。静电的最大危害是有可能因静电火花点燃某些易燃物质而引起爆炸。
3．防止：最简单而又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引入大地，避免静电积累。油罐车尾部拖的铁链就是一根接地线。调节空气的湿度也是防止静电危害的有效方法。
典例剖析
(多选)(2023·浙江高二学业考试)随着人们生活水平的提高，各种家用电器日益走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重。过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽。我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列可行的是( )
典题 3
ABD
A．室内要勤拖地、勤洒些水
B．要勤洗澡、勤换衣服
C．选择柔软、光滑的化纤类衣物
D．尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具
思路引导：了解常见的静电危害、理解静电作用的特点、知道防止静电危害的基本方法是分析、解决该类实际问题的基础。
解析：室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些水；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织衣物，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度；尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，以防止摩擦起电。
(2023·河北故城高级中学高二上月考)关于静电的防止与利用，下列说法正确的是( )
A．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止静电对手术的影响
B．为了防止静电危害，保证乘客的安全，飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成
C．金属导体有静电屏蔽的作用，运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全
D．轿车上露在外面的小天线是用来避免雷击的
对点训练
C
解析：绝缘性能良好的化纤制品衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故A错误；飞机轮胎用导电橡胶制成可以将飞机产生的静电迅速导走，故B错误；由于金属导体能起到静电屏蔽的作用，故运输汽油时把汽油装进金属桶比装进塑料桶安全，故C正确；轿车上露在外面的小天线是无线广播的接收天线，故D错误。
核心素养提升
古建筑上的避雷针
1．空气的电离
在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，周围的电场强度越大。在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离。这个现象叫作空气的电离。
2．尖端放电的原理
导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后产生的那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。
请观察建筑物上的避雷针(如图)，看它们是如何巧妙设计的，分析它们如何能安全引电避雷，它们的造型与建筑物是否协调，并与同学讨论交流。
案例
解析：在古建筑物的屋顶、屋角设置各种造型的动物，避雷针以动物头上的角须形式或巨兽的舌头向上探出的形式巧妙安装，另一端引入大地，从而起到避雷效果。
答案：见解析
课堂达标检测
一、静电平衡
1．(2023·宁夏银川高二上月考)如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为－Q的点电荷放在盒左侧附近，金属盒达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是( )
D
解析：金属盒内部处于静电平衡状态，因此内部电场强度处处为零，则盒内的每一点感应电荷产生的电场强度都与点电荷－Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷－Q的电场线重合，但方向相反，D正确。
2．(2022·重庆西南大学附中高一下月考)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，当金属杆达到静电平衡后，下列说法正确的是( )
A．a端感应出负电荷
B．感应电荷在c点产生的电场强度为零
C．感应电荷在c点产生的电场强度的方向由b指向a
D．两端出现感应电荷是因为细杆中的自由电子向细杆b端移动
D
解析：根据感应起电规律“近异远同”可知，a端感应出正电荷，故A错误；根据处于静电平衡的导体，内部场强处处为零的特点可知，感应电荷在c点产生的电场强度与正点电荷在该点产生的电场强度大小相等、方向相反，由于正点电荷在c点产生的电场强度方向由b指向a，所以感应电荷在c点产生的电场强度的方向由a指向b，故B、C错误；两端出现感应电荷是因为细杆中的自由电子在正点电荷产生的电场的作用下，向细杆b端移动，故D正确。
二、尖端放电
3．富兰克林为研究雷电现象，设计了如图所示的装置，避雷针线路与接地线分开，并在分开处装上帽形的金属钟A与B，两钟之间用绝缘丝线悬挂一个金属小球C，A钟下方用细导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D，避雷针上空附近的云不带电时，三个金属小球均静止下垂。当带负电的云层接近避雷针顶端时，下列说法正确的是( )
A．避雷针顶端带负电
B．接地线上有正电荷流入大地
C．验电器D上的两个金属小球带负电且间距增大
D．金属小球C会先摆向A，撞到A后被A吸住不再分开
C
解析：根据“异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥”可知，当带负电的云层接近避雷针顶端时，避雷针顶端带正电，验电器D下端两小球始终带负电，所以两小球因相互排斥而间距增大，故A错误，C正确；小球C在验电器D下端的吸引下撞击A，然后和A带同种电荷并相互排斥，之后C和B接触，电子通过B下端接地线导入大地，C不带电，如此反复，故B、D错误。
三、静电屏蔽
4．(多选)下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引( )
AD
解析：小纸屑是绝缘体，当处于电场中时，虽不会像导体一样出现电荷的定向移动，但内部的极性分子也会在电场力的作用下移动，使异种电荷一端更靠近施感电荷，因而也会受到施感电荷的吸引力。A中由于静电屏蔽，P的电场影响不到导体N的内部，即N内部无电场，所以S不会被吸引，A正确；B中N没有接地，P的电场会影响到N的外部，即S处有电场，S会被吸引；C中P和S都处于导体N的外部，S处有电场，会被吸引；D中N被接地，内部电场不影响导体外部，即S处无电场，不会被吸引，D正确。
5.(2022·福建德化一中高二开学考)如图所示，将悬挂在绝缘细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内，另一悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B向C靠近。下列说法正确的是( )
A．A向左偏离竖直线，B向右偏离竖直线
B．A的位置不变，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
B
解析：由于金属空腔可以屏蔽外部电场，A在金属空腔C内，所以A不受空腔外电场的影响，故B向C靠近，A的位置不变；由于静电感应使得金属空腔C外表面左侧带正电而与B互相吸引，所以B向C靠近，即B向右偏离竖直线，B正确。
四、静电吸附
6．(2022·湖南宁乡市教育研究中心高二期末)静电复印是静电现象的一种应用。其中心部件是一个硒鼓，硒在没有光照射时是很好的绝缘体，受到光照后会立刻变为导体。工作时，先将硒鼓接地，并充电使其表面带上正电荷，然后通过光学系统的工作，将原稿上的字迹投影在硒鼓表面，如图所示，硒鼓上字迹的静电潜像是没有光照射到的地方，即原稿字迹的影，则硒鼓表面的带电情况是( )
A
A．静电潜像部分将保持正电荷，其余部分正电荷被导走
B．静电潜像部分将出现负电荷，其余部分正电荷被导走
C．静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电荷
D．静电潜像部分正电荷被导走，其余部分将保持正电
解析：由题意可知，当硒鼓充电以后，经过光照处理，光照的部分电荷就会被中和，而文字、图像等遮光的地方，电荷不会被中和。
