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9.4 静电的防止与利用
1.知道什么是静电平衡状态,理解处于静电平衡状态导体的特性。(重点)
2.知道什么是静电屏蔽及其有关应用。
3.知道导体上电荷的分配规律。(难点)
4.了解尖端放电现象。
知识点一 静电平衡
1．静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象。
2．静电平衡状态：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
3．导体内部电场强度特点：内部的电场强度处处为0。
(1)处于静电平衡状态下的导体的特点
①导体内部某处感应电荷产生的电场强度E'与周围原电场强度E大小相等,方向相反,两者相互抵消,导体内部处处合电场强度E合为零,但导体表面的电场强度不为零。
②整个导体是一个等势体,导体表面是等势面,但电势不一定为零。
③电场线与导体表面垂直。
(2)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,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。
知识点二 尖端放电
1．电离：导体尖端的电荷密度越大，附近的电场强度越大，空气中的带电粒子剧烈运动，从而使空气分子被撞“散”而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。
2．尖端放电：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的现象。
3．尖端放电的应用与防止
(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑，减少电能的损失。
知识点三 静电屏蔽与静电吸附
1．把一个电学仪器放在封闭的金属壳(网)里，即使壳(网)外有电场，由于壳(网)内场强保持为零，外电场对壳(网)内的仪器也不会产生影响的现象叫静电屏蔽。
2．静电屏蔽的应用：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。
【温馨提示】实现静电屏蔽不一定要用密闭的金属容器，金属网也可起到屏蔽作用。
3.静电屏蔽的两种情况
项目 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部
图示
实现 过程 因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合电场强度为零,达到静电平衡状态,起到屏蔽外电场的作用 当空腔外部接地时,外表面的感应电荷因接地将传给地球,外部电场消失,起到屏蔽内电场的作用
最终 结论 导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响
本质 静电感应与静电平衡,所以做静电屏蔽的材料只能是导体,不能是绝缘体
4．静电吸附原理
在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上，这个原理在生产技术上被广泛应用。
静电会带来很多麻烦，甚至造成危害，但有时也给人们带来很多方便，下列情况属于静电的利用的是（ ）
A．接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作
B．印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦
C．印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降
D．制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度
【解答】解：A、根据题意有，接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作是利用异种电荷相互吸引的特点，是属于静电的利用，故A正确；
B、根据题意，纸张之间因为摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦，属于静电的危害，故B错误；
C、染织物上带静电，带电体吸引轻小物体，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降，属于静电的危害，故C错误；
D、制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度，属于静电的危害，故D错误。
故选：A。
学校楼顶装有数根接地的细长金属装置，如图所示，关于该装置，下列说法可能正确的是（ ）
A．该装置利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B．该装置利用静电吸附，通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C．在雷雨天气，该装置会主动引导雷电击中自身，危害安全，应当拆除
D．在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击
【解答】解：避免雷击楼顶装有数根接地的细长金属装置是避雷针，在雷雨天气，避雷针通过尖端放电，电离附近的空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击，故D正确，ABC错误。
故选：D。
某同学在研究静电感应时，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，当金属球带正电时，验电器上端的小球带负电，金属箔片带正电，故A错误；
BCD．当金属球带负电时，验电器上端的小球带正电，金属箔片带负电，故B正确，CD错误。
故选：B。
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．电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同
C．带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0
D．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
【解答】解：A.关于金属网上A、B两点的电势。在静电平衡状态下，金属网是一个等势体，即其上各点的电势相等。因此，A点的电势等于B点的电势，而非小于B点，故A错误；
B.提到电梯中手机信号微弱与该实验原理相同。电梯对电磁波产生了屏蔽作用，这与本题中的静电屏蔽现象原理相似，故B正确；
C.虽然金属网外部存在电场，但由于静电屏蔽作用，金属网内部（包括验电器所在位置）的合电场强度为零，但这并不意味着带电金属球在金属网内部产生的电场强度本身为零，而是被金属网屏蔽了，故C错误；
D.由于金属网的静电屏蔽作用，验电器内部的电场强度几乎为零，因此箔片不会张开，故D错误。
故选：B。
如图，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极，B附近的空气分子被电离，电子碰到烟气中的煤粉，使其带负电，并被吸附到A上。由此可知（ ）
A．离B越近，场强越大，电势越低
B．离B越近，场强越大，电势越高
C．离B越近，场强越小，电势越低
D．离B越近，场强越小，电势越高
【解答】解：静电除尘器是利用静电除尘，A接正极，B接负极，AB间形成以B为中心的辐射状电场，所以靠近B处电场较强，电势越低。故A正确，BCD错误。
故选：A。
如图所示，穿戴屏蔽服的电力工作人员在几百万伏的高压电线上进行带电作业，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服装，下列说法正确的是（ ）
A．金属材料编织成的布不易被拉破
B．屏蔽服也可以用绝缘材料替代金属材料制作
C．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电势为零
D．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电场强度为零
【解答】解：A、根据题意可知，金属材料与纺织纤维混纺交织成布后做成的服装不易被拉破，故A错误；
B、根据题意可知，金属材料编织成的布在工作人员的外部形成静电屏蔽，避免工作人员受外界高压电场的伤害，屏蔽服不可以用绝缘材料替代金属材料制作，故B错误；
CD、根据题意可知，金属材料形成了一个等势体，内部电场为0，电势是相对零电势而言的，工作人员所在空间电势无法确定，故C错误，D正确。
故选：D。
从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础。下列有关电磁学知识的相关说法，正确的是（ ）
A．图甲中家用煤气灶点火装置的针形放电电极，利用了尖端放电的工作原理
B．图乙中是避雷针的示意图，避雷针防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理
C．图丙中是超高压带电作业的工作人员，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服屏蔽静电
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，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
【解答】解：A、家用煤气灶的点火装置，是根据尖端放电的原理而制成的，故A正确；
B、高大的建筑物顶安放避雷针是为了防止静电，在高大建筑物屋顶插入一根尖锐的导体棒与接地装置连接，能把静电导走，防止建筑物被雷击，是根据尖端放电的原理而制成的，故B错误；
C、超高压带电作业的工人穿戴的用包含金属丝织物制成的工作服可以起到静电屏蔽的作用，故C错误；
D、静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆与金属表面在静电引力作用下喷涂更均匀，故D错误。
故选：A。
如图为静电除尘器除尘原理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述正确的是（ ）
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大
【解答】解：ABC、由于集尘极与直流高压电的正极连接，场强方向从集尘极指向放电极，尘埃在静电力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，负电荷在电场中受静电力的方向与场强方向相反，故ABC错误；
D、同一位置的电场强度不变，由公式F＝Eq可知，带电荷量越多的尘埃所受静电力越大，故D正确。
故选：D。
关于雷电，下列说法错误的是（ ）
A．发生雷电的过程是放电过程
B．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击
C．发生雷电的过程中，电荷的总量减少
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程
【解答】解：A．发生雷电的过程是放电过程，故A正确；
B．避雷针利用尖端放电，将建筑物上产生的感应电荷及时释放，避免建筑物遭受雷击，故B正确；
C．根据电荷守恒定律可知，发生雷电的过程中，电荷的总量守恒，故C错误；
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程，故D正确。
本题选错误的
故选：C。
某科学博物馆有一个令人印象深刻的实验演示：将人安置在一个巨大的金属笼内，即使外加于金属笼的高电压产生巨大火花，金属笼内的人依然毫发无伤。依据前述实验结果，若将一导体球壳置于电场中，则下列电场线分布示意图，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：根据题意可知，金属笼放置在电场中，金属笼处于静电平衡状态，内部电场强度为0，即没有电场线，金属笼是等势体，根据电场线方向与等势线方向垂直，故将球壳放到电场中，金属球壳也处于静电平衡状态，表面是等势体，电场线与表面垂直，故D正确，ABC错误。
故选：D。
如图甲，跨步电压触电是指人在高压输电线路附近，因双脚底形成电势差而引起的触电事故。某同学不慎靠近了一落地的高压电线，其两脚间形成的电势差与电流入地点之间的距离关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．为了安全，该同学应大踏步走向电流入地点
B．为了安全，该同学应大踏步远离电流入地点
C．若地面导电性能均匀，离电流入地点越远，电势降落得越快
D．若地面导电性能均匀，绕电流入地点做圆周运动，不会造成跨步电压触电
【解答】解：AB．步幅越大，两脚之间的电势差越大，越容易造成跨步触电，故AB错误；
C．落地的高压线在地面上产生的电场等效于正点电荷的电场，所以离电流入地点越远，电场强度越小，电势变化的曲线斜率越小，故电势降落得越慢，故C错误；
D．根据正点电荷电场的特点可知，若地面导电性能均匀，则以电流入地点为圆心的圆周上各点均为等势点，绕电流入地点做圆周运动，不会造成跨步电压触电，故D正确。
故选：D。
下列对电现象的认识，正确的是（ ）
A．摩擦起电说明了电荷可以创生
B．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为正电荷从丝绸转移到了玻璃棒
C．当带电体靠近导体时，会使导体靠近带电体的一端带上同种电荷
D．油罐车后面拖地的金属链条的作用是将静电荷导入大地
【解答】解：A、电荷既不能创生，也不能被消灭，摩擦起电只是将电子从一个物体转移到另一个物体上，故A错误；
B、丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为负电荷从玻璃棒转移到了丝绸上，故玻璃棒上带正电，故B错误；
C、当带电体靠近导体时，会使导体靠近带电体的一端带上异种电荷，故C错误；
D、油罐车后面拖地的金属链条的作用是将静电荷导入大地，故D正确。
故选：D。
导体达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．导体内部没有电场
B．电荷只分布在导体的内、外表面
C．导体内部的合电场强度E为零
D．导体表面和内部的合电场强度均为零
【解答】解：ACD、金属导体在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布。因此在金属导体内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，内部电场强度处处为零，导体表面电场强度不为零，故 AD错误，C 正确；
B、金属导体的内部电场强度处处为零，导体内部不再有电荷定向移动，净电荷分布在导体外表面，故B错误。
故选：C。
如图所示，将带正电的球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。下列说法正确的是（ ）
A．球C对该导体有吸引作用
B．沿虚线1分开两部分的电荷量QA＜QB
C．QA′为负电荷，QB′为正电荷
D．导体内部虚线2所在处电场强度均不为零
【解答】解：A、导体球C带正电，根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，导体球C对导体的近端的吸引力大于对远端的斥力作用，则球C对该导体有吸引作用，故A正确；
BC、导体球C带正电，根据静电感应现象可知，导体近端感应负电荷，远端感应正电荷，即QA和QA′带正电，QB和QB′带负电；导体原来不带电，只是在导体球C的电荷的作用下，导体中的自由电子向B部分移动，使B部分多带了电子而带负电；A部分少了电子而带正电。根据电荷守恒可知，A部分转移的电子数目和B部分多余的电子数目是相同的，因此无论从哪一条虚线切开，两部分的电荷量总是相等的，即QA＝QB，QA′＝QB′，故BC错误。
D、根据题意，在静电平衡状态下，导体内部的电场强度为零。因此，导体内部虚线2所在处的电场强度也应为零，故D错误。
故选：A。
防疫口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，可增加静电吸附功能。驻极处理如图所示，针状电极与平板金属电极分别接高压直流电源的正、负极，图中的有向曲线表示电场线。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并带上静电，熔喷布带电后对电场的影响忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．熔喷布上表面因捕获带电粒子而带负电
B．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其电势能不断增加
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．图中虚线上a、b、c三点的距离满足，电势分别为φa、φb、φc，则φa＞φb＞φc，且
【解答】解：A.由图所示，
带正电粒子所受电场力向下，熔喷布上表面因捕获带电粒子而带正电，故A错误
B.由图知，沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，电场力做正功，电势能减小，故B错误；
C.沿图中虚线向熔喷布，电场线变疏，电场强度越来越小，根据Eq＝ma加速度逐渐减小，故C正确；
D.由图可知，，由 U＝Ed可得Uab＞Ubc，则φa﹣φb＞φb﹣φa，解得，故D错误。
故选：C。
将一个不带电的金属球P放在一个正点电荷附近并处于静电平衡状态，空间的电场线分布如图所示，a、b是静电场中的两点，c、d是金属球内两点，下列说法正确的是（ ）
A．a点电势比b点电势高
B．a点场强比b点场强小
C．c点电势和d点电势不相等
D．金属球感应电荷在c点产生的场强比在d点产生的场强小
【解答】解：A．根据沿电场方向电势降低，由空间的电场线分布图可知a点电势比b点电势高，故A正确；
B．根据电场线的疏密程度，由空间的电场线分布图可知a点场强比b点场强大，故B错误；
CD．金属球P为一等势体，则c点电势和d点电势相等；金属球P内部场强为零，则金属球感应电荷在内部某点的场强大小等于正点电荷在该点的场强大小，由于c点离正点电荷较近，则金属球感应电荷在c点产生的场强比在d点产生的场强大，故CD错误。
故选：A。
如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度大小的关系为EM＞EN
B．M端感应出负电荷，N端感应出正电荷，所以M、N两点电势高低的关系为φN＞φM
C．若用导线将M、N两端连起来，将发生电荷中和现象
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度为EM'＞EN'
【解答】解：AD、M、N两点的场强为导体球与B上感应电荷在这两处的场强之和，处于静电平衡的导体，合场强的大小处处为零，即有
EM＝EN＝0
而带电球A在M、N两点产生的场强不同，故B上感应电荷在M、N两点产生的电场强度不相等，根据点电荷电场强度公式
E＝k
可知，离A越远，电场强度越小，则感应电荷在M、N两点产生的电场强度关系为
E'M＞E'N
故A错误；D正确；
BC、处于静电平衡的导体，其整体是等势体，所以
φM＝φN
若用导线将M、N两端连起来，没有电荷移动，故BC错误。
故选：D。
滚筒式静电分离器原理如图所示，转轮C由导体制作并接地。放电针G与转轮C间施加高压并电离空气，颗粒a、b经过电离空气后都带上电荷。b颗粒直接掉落在B盘，a颗粒被D刮落到A盘。下列说法正确的是（ ）
A．a颗粒为绝缘材料，b为导电材料
B．a颗粒为导电材料，b为绝缘材料
C．经过电离空气后a颗粒带正电，b带负电
D．对调G、C间的极性，颗粒a、b的落点也对调
【解答】解：C、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C错误；
AB、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B盘；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A盘，粉粒较小者由刮板将其刮入A盘，所以a颗粒为绝缘材料，b颗粒为到店材料，故A正确，B错误；
D、对调G、C间的极性，分离器无法正常工作，故D错误；
故选：A。
如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（ ）
A．负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理
B．为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电
C．负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度
D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电势能减小
【解答】解：A．负极针组件产生电晕，释放出大量电子，利用了尖端放电的原理，故A正确；
B．负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带负电，为了更有效率地吸附尘埃，集尘栅板应带正电，故B正确；
C．负极针组件附近的电场线比较密集，则电场强度大于集尘栅板附近的电场强度，故C错误；
D．烟尘吸附到集尘栅板的过程中，电势升高，根据Ep＝qφ，可知电势升高，带负电的烟尘电势能减少，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
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，若把一带正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（ ）
A．金属罩B的内表面带正电荷
B．验电器C的金属箔片将张开
C．金属罩B的右侧外表面带正电荷
D．若将B接地，验电器的金属箔片将张开
【解答】解：A．金属罩B处于静电平衡状态，处于静电平衡状态下的导体电荷只分布在其外表面上，故A错误；
B．由于静电屏蔽，金属网罩内电场强度为零，所以验电器C上无感应电荷，所以验电器的金属箔片不会张开，故B错误；
C．由于静电感应，使金属罩B中的自由电子聚集在左侧，使左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故C正确；
D．将B接地，金属罩仍然处于静电屏蔽，所以验电器C无感应电荷，金属箔片不会张开，故D错误。
故选：C。
如图所示，对其中包含的物理知识说法正确的是（ ）
A．图甲，导体棒A端因感应带负电，B端因感应带正电
B．图乙，A、B两点与中心电荷的距离相等，故A、B两点的电场强度相同
C．图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟的安全电压很高
D．图丁，接有高压电源的静电除尘设备中，距离金属圆筒越近的地方，场强越小
【解答】解：A、图甲，根据静电感应原理可知，导体棒A端因感应带负电，而远离带电体的一端（B端）感应出与带电体相同的电荷，由于导体棒A端接地，所以B端不带电，故A错误；
B、图乙，A、B两点与中心电荷的距离相等，故A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；
C、图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟双脚落在同一条导线上，两脚间的距离很小，电压很低，几乎没有电流流过小鸟的身体，故C错误；
D、图丁，接有高压电源的静电除尘设备中，距离金属圆筒中心越近的地方，场强越大；距离金属圆筒壁越近的地方，场强越小，故D正确。
故选：D。
（多选）一个不带电的空腔导体放入匀强电场E0中，达到静电平衡后，导体外部电场线分布如图2所示。W为导体壳壁，A、B为空腔内两点。下列说法正确的是（ ）
A．感应电荷在A、B两点场强相等
B．金属导体内外表面存在电势差
C．金属发生感应起电，左端外表面的感应电荷为负，右端外表面的感应电荷为正
D．金属处于静电平衡时，金属内部的电场强度与静电场E0大小相等、方向相反
【解答】解：A、达到静电平衡的导体内部场强处处为0，故感应电荷在A、B两点场强相等，故A正确；
B、达到静电平衡的导体内部是等势体，金属导体内外表面不存在电势差，故B错误；
C、金属发生感应起电，根据外电场分布特点可知：左端外表面的感应电荷为负，右端外表面的感应电荷为正，故C正确；
D、达到静电平衡的导体内部场强处处为零，故D错误。
故选：AC。
2 / 2中小学教育资源及组卷应用平台
9.4 静电的防止与利用
1.知道什么是静电平衡状态,理解处于静电平衡状态导体的特性。(重点)
2.知道什么是静电屏蔽及其有关应用。
3.知道导体上电荷的分配规律。(难点)
4.了解尖端放电现象。
知识点一 静电平衡
1．静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象。
2．静电平衡状态：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
3．导体内部电场强度特点：内部的电场强度处处为0。
(1)处于静电平衡状态下的导体的特点
①导体内部某处感应电荷产生的电场强度E'与周围原电场强度E大小相等,方向相反,两者相互抵消,导体内部处处合电场强度E合为零,但导体表面的电场强度不为零。
②整个导体是一个等势体,导体表面是等势面,但电势不一定为零。
③电场线与导体表面垂直。
(2)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,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。
知识点二 尖端放电
1．电离：导体尖端的电荷密度越大，附近的电场强度越大，空气中的带电粒子剧烈运动，从而使空气分子被撞“散”而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。
2．尖端放电：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的现象。
3．尖端放电的应用与防止
(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑，减少电能的损失。
知识点三 静电屏蔽与静电吸附
1．把一个电学仪器放在封闭的金属壳(网)里，即使壳(网)外有电场，由于壳(网)内场强保持为零，外电场对壳(网)内的仪器也不会产生影响的现象叫静电屏蔽。
2．静电屏蔽的应用：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。
【温馨提示】实现静电屏蔽不一定要用密闭的金属容器，金属网也可起到屏蔽作用。
3.静电屏蔽的两种情况
项目 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部
图示
实现 过程 因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合电场强度为零,达到静电平衡状态,起到屏蔽外电场的作用 当空腔外部接地时,外表面的感应电荷因接地将传给地球,外部电场消失,起到屏蔽内电场的作用
最终 结论 导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响
本质 静电感应与静电平衡,所以做静电屏蔽的材料只能是导体,不能是绝缘体
4．静电吸附原理
在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上，这个原理在生产技术上被广泛应用。
静电会带来很多麻烦，甚至造成危害，但有时也给人们带来很多方便，下列情况属于静电的利用的是（ ）
A．接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作
B．印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦
C．印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降
D．制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度
学校楼顶装有数根接地的细长金属装置，如图所示，关于该装置，下列说法可能正确的是（ ）
A．该装置利用静电屏蔽，在考试期间起到屏蔽考场内信号的作用
B．该装置利用静电吸附，通过吸附空气中的带电尘埃提高空气质量
C．在雷雨天气，该装置会主动引导雷电击中自身，危害安全，应当拆除
D．在雷雨天气，该装置通过电离附近空气，减小大地与云层间的电势差，避免雷击
某同学在研究静电感应时，用带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的金属箔片张开。验电器上感应电荷的分布情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
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．电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同
C．带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0
D．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
如图，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极，B附近的空气分子被电离，电子碰到烟气中的煤粉，使其带负电，并被吸附到A上。由此可知（ ）
A．离B越近，场强越大，电势越低
B．离B越近，场强越大，电势越高
C．离B越近，场强越小，电势越低
D．离B越近，场强越小，电势越高
如图所示，穿戴屏蔽服的电力工作人员在几百万伏的高压电线上进行带电作业，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服装，下列说法正确的是（ ）
A．金属材料编织成的布不易被拉破
B．屏蔽服也可以用绝缘材料替代金属材料制作
C．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电势为零
D．电工穿上屏蔽服进行带电作业时，体内电场强度为零
从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关，联系生活实际对物理基本概念的认识和理解，是学好物理的基础。下列有关电磁学知识的相关说法，正确的是（ ）
A．图甲中家用煤气灶点火装置的针形放电电极，利用了尖端放电的工作原理
B．图乙中是避雷针的示意图，避雷针防止建筑物被雷击的原理是静电屏蔽原理
C．图丙中是超高压带电作业的工作人员，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服屏蔽静电
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，这样使油漆与金属表面在静电斥力作用下喷涂更均匀
如图为静电除尘器除尘原理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述正确的是（ ）
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由放电极指向集尘极
C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大
关于雷电，下列说法错误的是（ ）
A．发生雷电的过程是放电过程
B．避雷针利用尖端放电，避免建筑物遭受雷击
C．发生雷电的过程中，电荷的总量减少
D．发生雷电的过程是电能向光能、内能等转化的过程
某科学博物馆有一个令人印象深刻的实验演示：将人安置在一个巨大的金属笼内，即使外加于金属笼的高电压产生巨大火花，金属笼内的人依然毫发无伤。依据前述实验结果，若将一导体球壳置于电场中，则下列电场线分布示意图，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
如图甲，跨步电压触电是指人在高压输电线路附近，因双脚底形成电势差而引起的触电事故。某同学不慎靠近了一落地的高压电线，其两脚间形成的电势差与电流入地点之间的距离关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．为了安全，该同学应大踏步走向电流入地点
B．为了安全，该同学应大踏步远离电流入地点
C．若地面导电性能均匀，离电流入地点越远，电势降落得越快
D．若地面导电性能均匀，绕电流入地点做圆周运动，不会造成跨步电压触电
下列对电现象的认识，正确的是（ ）
A．摩擦起电说明了电荷可以创生
B．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，是因为正电荷从丝绸转移到了玻璃棒
C．当带电体靠近导体时，会使导体靠近带电体的一端带上同种电荷
D．油罐车后面拖地的金属链条的作用是将静电荷导入大地
导体达到静电平衡时，下列说法正确的是（ ）
A．导体内部没有电场
B．电荷只分布在导体的内、外表面
C．导体内部的合电场强度E为零
D．导体表面和内部的合电场强度均为零
如图所示，将带正电的球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分，这两部分所带电荷量分别为QA、QB；若沿虚线2将导体分成两部分，这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。下列说法正确的是（ ）
A．球C对该导体有吸引作用
B．沿虚线1分开两部分的电荷量QA＜QB
C．QA′为负电荷，QB′为正电荷
D．导体内部虚线2所在处电场强度均不为零
防疫口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，可增加静电吸附功能。驻极处理如图所示，针状电极与平板金属电极分别接高压直流电源的正、负极，图中的有向曲线表示电场线。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并带上静电，熔喷布带电后对电场的影响忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．熔喷布上表面因捕获带电粒子而带负电
B．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，其电势能不断增加
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．图中虚线上a、b、c三点的距离满足，电势分别为φa、φb、φc，则φa＞φb＞φc，且
将一个不带电的金属球P放在一个正点电荷附近并处于静电平衡状态，空间的电场线分布如图所示，a、b是静电场中的两点，c、d是金属球内两点，下列说法正确的是（ ）
A．a点电势比b点电势高
B．a点场强比b点场强小
C．c点电势和d点电势不相等
D．金属球感应电荷在c点产生的场强比在d点产生的场强小
如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架上，M、N是导体B中的两点，以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法正确的是（ ）
A．M、N两点电场强度大小的关系为EM＞EN
B．M端感应出负电荷，N端感应出正电荷，所以M、N两点电势高低的关系为φN＞φM
C．若用导线将M、N两端连起来，将发生电荷中和现象
D．感应电荷在M、N两点产生的电场强度为EM'＞EN'
滚筒式静电分离器原理如图所示，转轮C由导体制作并接地。放电针G与转轮C间施加高压并电离空气，颗粒a、b经过电离空气后都带上电荷。b颗粒直接掉落在B盘，a颗粒被D刮落到A盘。下列说法正确的是（ ）
A．a颗粒为绝缘材料，b为导电材料
B．a颗粒为导电材料，b为绝缘材料
C．经过电离空气后a颗粒带正电，b带负电
D．对调G、C间的极性，颗粒a、b的落点也对调
如图所示是空气净化器内部结构的简化图，其中的负极针组件产生电晕，释放出大量电子，电子被空气中的氧分子捕捉，从而生成空气负离子。负离子能使空气中烟尘、病菌等微粒带电，进而使其吸附到带电的集尘栅板上，达到净化空气的作用。下列说法中不正确的是（ ）
A．负极针组件产生电晕，利用了尖端放电的原理
B．为了更有效地吸附尘埃，集尘栅板应带正电
C．负极针组件附近的电场强度小于集尘栅板附近的电场强度
D．带电烟尘向集尘栅板靠近的过程中，电势能减小
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，若把一带正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（ ）
A．金属罩B的内表面带正电荷
B．验电器C的金属箔片将张开
C．金属罩B的右侧外表面带正电荷
D．若将B接地，验电器的金属箔片将张开
如图所示，对其中包含的物理知识说法正确的是（ ）
A．图甲，导体棒A端因感应带负电，B端因感应带正电
B．图乙，A、B两点与中心电荷的距离相等，故A、B两点的电场强度相同
C．图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟的安全电压很高
D．图丁，接有高压电源的静电除尘设备中，距离金属圆筒越近的地方，场强越小
（多选）一个不带电的空腔导体放入匀强电场E0中，达到静电平衡后，导体外部电场线分布如图2所示。W为导体壳壁，A、B为空腔内两点。下列说法正确的是（ ）
A．感应电荷在A、B两点场强相等
B．金属导体内外表面存在电势差
C．金属发生感应起电，左端外表面的感应电荷为负，右端外表面的感应电荷为正
D．金属处于静电平衡时，金属内部的电场强度与静电场E0大小相等、方向相反
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