第九章 第4节
课后知能作业
基础巩固练
1．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
答案：C
解析：电工穿的铜丝编织的高压作业服使内部场强处处为零，可以有效避免电工受到电击，对人体起到保护作用，主要应用了静电屏蔽原理，选项C正确，A、B、D错误。故选C。
2．电梯轿厢、电梯门都为金属材质，对手机信号的衰减极大，这是封闭的金属轿厢静电屏蔽作用导致的。下列情景中不是利用静电屏蔽的选项是( )
A．高楼大厦的顶端装有避雷针
B．优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入
C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成
D．高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”
答案：A
解析：高楼大厦的顶端装有避雷针，是静电的防止，不是利用静电屏蔽，故A满足题意；优质话筒线外面有一层金属网将导线包围，以防止干扰信号侵入，是静电屏蔽的利用，故B不满足题意；超高压带电作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成，工作服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，保护工人的安全，故C不满足题意；高压输电线线塔上有三根较粗的输电线，其上方还有两条较细的电线，它们与大地相连形成一个稀疏的金属“网”，利用的是静电屏蔽的原理，故D不满足题意。故选A。
3.武当山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰顶屹立着一座光耀百里的金殿。殿高5.54米，宽4.4米，进深3.15米，全部为铜铸鎏金。金殿顶部，除海马等屋顶上的装饰外，很少有带尖的结构。在雷雨天气时，出现“雷火炼殿”奇观。近年来因为金殿周围的一些建筑物常遇雷击，金殿也安装了避雷针，此后奇观消失，金殿的色泽暗淡了许多。下列关于此现象的分析错误的是( )
A．“雷火炼殿”奇观的本质是剧烈的放电现象
B．少有带尖的结构，不易放电，能使电压升得比较高，保证“炼殿”之需
C．当出现奇观时，人在大殿内部也是非常危险的
D．当带负电的积雨云靠近时，由于避雷针，奇观消失，避雷针会受到向西的安培力作用
答案：A
解析：“雷火炼殿”奇观的本质是云层与金殿顶部之间形成巨大的电压，使空气电离，故A项错误；少有带尖的结构，不易放电，能使电压升得比较高，保证“炼殿”之需，故B项正确；当出现奇观时，人在大殿内部也是非常危险的，故C项正确；当带负电的积雨云靠近时，由于静电感应，大量的负电荷从避雷针顶部移动到地面，形成向上的电流，而地球的磁场大致从南到北，根据左手定则，避雷针受到偏西的安培力，故D项正确。故选A。
4．关于下列四幅图的说法错误的是( )
A．图甲为静电除尘原理的示意图，带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上
B．如图乙所示，给汽车加油前要触摸一下静电释放器，是为了导走人身上的电荷
C．图丙为静电喷漆的原理图，涂料微粒在电场力作用下沿电场线运动到电极上
D．如图丁所示，高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电
答案：C
解析：图甲为静电除尘原理的示意图，根据电荷间的相互作用可知，异种电荷相互吸引，因此带负电的尘埃将被吸附到带正电的板状收集器A上，故A正确；给汽车加油前要触摸一下静电释放器，其原理是导走人身的静电，故B正确；图丙为静电喷漆的原理图，因为电场线是曲线，涂料微粒在电场力作用下不会沿电场线运动，故C错误；高层建筑物顶端安装有避雷针，避雷针的原理为尖端放电，故D正确。本题选错误的，故选C。
5.为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心。当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的。假设尘埃向收尘极运动过程中所带电荷量不变，下列判断正确的是( )
A．金属圆筒内存在匀强电场
B．金属圆筒内越靠近收尘极电场强度越小
C．带电尘埃向收尘极运动过程中动能越来越小
D．带电尘埃向收尘极运动过程中加速度越来越大
答案：B
解析：根据题图信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故A错误；逆电场线方向，电场线是平面辐射状，故越靠近收尘极，电场强度越小，故B正确；尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，动能越来越大，故C错误；离电晕极越远，场强越小，尘埃带电荷量不变，电场力越小，由牛顿第二定律可知，加速度越来越小，故D错误。
6．如图所示，口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的粉尘、飞沫等，这种阻隔作用是利用了( )
A．静电吸附 B．尖端放电
C．静电屏蔽 D．电磁感应
答案：A
解析：由题意可知，熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，所以当几微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，可知，其原理为静电感应和静电吸附。故A正确；B、C、D错误。故选A。
能力提升练
7．物理课时，老师将一不带电的金属球壳用绝缘支架固定。球壳横截面如图所示，球心为O，A是球心左侧一点。当老师把丝绸摩擦过的玻璃棒缓慢靠近A点，可判定( )
A．球壳将带上负电
B．沿过A的虚线将球壳分为左、右两部分，则左侧球壳的带电荷量小于右侧球壳的带电荷量
C．A点的电场强度逐渐增大
D．球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大
答案：D
解析：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，靠近A点，则球壳左边带负电右边带正电，整体仍显示电中性，不带电，故A错误；因为整体显示电中性，正电荷与负电荷数量相等，无论怎样将球壳分开，两部分的带电荷量始终相同，故B错误；球壳内部场强处处为零，玻璃棒缓慢靠近A点，A点的电场强度一直为零，故C错误；玻璃棒缓慢靠近A点，玻璃棒在A点形成的场强增大，而A点的电场强度一直为零，则球壳上的感应电荷在A点产生的电场强度逐渐增大，故D正确。故选D。
8．下列做法中属于防止静电产生危害的是( )
A．在高大的建筑物顶端装避雷针
B．静电复印
C．在高大的烟囱中安装静电除尘器
D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆
答案：A
解析：当打雷的时候，由于静电感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故A符合题意；静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，故B不符合题意；静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故C不符合题意；喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，故D不符合题意。所以选A。
9. (多选)如图所示，在距离原来不带电的金属球中心r处P点放置一个电荷量为q(q＞0)的负点电荷，当金属球达到静电平衡后，下列说法正确的是( )
A．金属球的左侧带负电，右侧带正电
B．金属球的左侧带正电，右侧带负电
C．金属球内O处的场强为0
D．感应电荷在金属球内O处的场强大小为E＝
答案：BCD
解析：根据静电感应带电本质：电子的转移，因此金属球左侧带正电，右侧带负电，并且正负电荷等量，故A错误，B正确；金属球内部处于静电平衡状态，故合场强处处为零。故C正确；感应电荷在球心处产生的场强和点电荷q产生的场强方向相反，由于P处是负电荷，P在O处的电场方向水平向左，所以感应电荷在O点产生的电场方向水平向右，大小与P点负电荷在O处产生电场强度大小相等，即为E＝，故D正确。故选BCD。
10.如图所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连。开始，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出。当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到，不再有烟从玻璃管中冒出来了。过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘。
请思考一下：这是什么原因？
答案：当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，形成强电场。烟尘颗粒都是带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上。
解析：静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极。
11．在一个导体尖端附近放一根点燃的蜡烛，当我们不断地给导体充电时，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏斜。应用尖端放电解释这一现象。
答案：见解析
解析：我们不断地给导体充电时，在导体尖端附近强电场的作用下，空气中残留的离子会发生激烈运动，在激烈运动的过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离。从而产生了大量新的离子，与尖端上电荷同号的离子受排斥而飞向远方，蜡烛火焰偏斜就是受到这种离子流形成的“电风”吹动的结果。
12．(1)一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，其在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。已知静电力常量为k。
①根据电场强度的定义式和库仑定律，推导一个电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处的电场强度的表达式________。
②若将金属球内部挖空，使其成为一个均匀球壳，如图1所示。金属球壳的电荷量为Q，A、B是到球心的距离分别为r1和r2的两点，则A点的场强E1＝________，B点的场强E2＝________。
(2)万有引力定律与库仑定律有相似的形式，因此质点的引力场与点电荷的电场也有很多相似的规律。已知引力常量为G。
①类比点电荷电场强度的表达式，写出一个质量为m的质点在与之相距r处的引力场强度EG的表达式________。
②假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球两极的隧道，隧道极窄，地球仍可看作一个半径为R、质量分布均匀的球体。如图2所示，以地心为原点，向北为正方向建立x轴，请在图3中作图描述隧道中地球引力场强度随x变化的规律，并说明作图依据_____________________________________________。
答案： (1)k 0 k (2)G 见解析
解析：(1)①电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处放一试探电荷q，根据库仑定律，该试探电荷受到的电场力为F＝k
由电场强度E＝得电荷量为Q的点电荷，在与之相距r处电场强度E＝k
②一个带电金属球达到静电平衡时，球内部没有净剩电荷，电荷均匀分布在外表面，球内部场强处处为0，其在球的外部产生的电场，与一个位于球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同。A点在均匀带电球壳内部，故A点场强E1＝0
B点的场强E2＝k
(2)①设距离一个质量为m的质点r处，放一个质量为m1另外一质点，在与之相距r处的引力场强度EG＝＝＝G
②假设地球平均密度为ρ，隧道中距离地心为x处地球引力场强度大小EG＝＝Gρπx
又因为在隧道中，在原点以北某物体受地球引力向南，在原点以南某物体受地球引力向北，故隧道中地球引力场强度随x变化的规律定性变化图像(右图)。
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第九章 静电场及其应用
第4节 静电的防止与利用
核心素养 学习重点
物理观念 知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的防止的原理。知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等技术中的应用。 理解静电平衡的概念及特征。应用静电平衡知识认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象。
科学思维 理解静电平衡状态的形成过程。
科学探究 探究静电屏蔽现象。
科学态度
与责任 关注生活、生产中的静电现象，体会物理学与生产和生活的紧密联系。
探究点1 静电平衡
●新知导学
探究：自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？
?[提示]
[提示]
静电有其有利的一面，也有有害的一面。触摸静电释放器是为了将静电传导走，避免静电引发火灾。
●基础梳理
1．静电感应现象：放在电场中的导体，其内部自由电荷在__________作用下定向移动，而使导体两端出现________________的现象。
2．静电平衡状态：导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了________________。
电场力
等量异号电荷
静电平衡状态
3．静电平衡产生原理：如下图所示，将金属导体放到外电场E0中，导体中自由电子受到外电场的电场力作用后向左移动，在右侧出现多余正电荷，导体两侧出现的正、负电荷在导体内部产生电场强度E′，该电场强度与外电场方向相反，这两个电场叠加后使原电场强度逐渐减弱，直至导体内部各点的合电场强度E＝0为止，此时F＝Eq＝0，导体内的自由电子不再发生定向移动。
●重难解读
1．静电平衡状态下导体的特点
(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
(2)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面垂直。
(3)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
2．导体上电荷的分布
(1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在外表面上。
(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎无电荷。
注意：人与大地都是导体，在人触摸导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端。
类型 静电平衡
典题1：如图所示，长为L的导体棒AB原来不带电，现将一个带正电的点电荷Q放在导体棒的左侧BA延长线上的C点，且C点距离导体棒的A端为R，O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是( )
A．导体棒靠近A端场强大，靠近B端场强小
B．导体棒A端带正电，B端带负电
C．感应电荷在O点的场强方向由O点指向A
?[思维点拨]
[思维点拨]
金属棒达到静电平衡时，电荷不再定向移动说明导体各处合场强为零
答案：C
?[规律方法]
[规律方法]
金属棒达到静电平衡前导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动，导体两端出现感应电荷，感应电荷在导体中产生反方向电场强度E′。导体两端聚集的正负电荷越来越多，导体内部的反向电场E′越来越强。感应电荷的电场增到与外电场相等时E′＝E0，自由电荷的定向移动停止。导体内合场强为零。
跟踪训练1：在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的场强E′的方向在图中正确的是( )
答案：A
解析：金属圆盘处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即金属圆盘内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷－Q在该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，且方向相反。负点电荷在P点激发的场强指向负点电荷，所以感应电荷在盘中P点所激发场强E′背离负点电荷。故A正确，B、C、D错误。故选A。
探究点2 尖端放电
●新知导学
探究：尖端放电现象是怎样发生的？
?[提示]
[提示]
①导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动。
②带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离。强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫作空气的电离。
③新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离。
④电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动。
●基础梳理
导体尖端的__________使附近的空气电离，电离后的________离子与尖端的电荷________，这相当于导体从尖端________电荷。这种现象叫作____________。
强电场
异种
中和
失去
尖端放电
●重难解读
1．空气的电离：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。
2．尖端放电：中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。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。
类型 尖端放电
典题2：(多选)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，低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，云层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．向塔尖端运动的负电荷受到的电场力越来越小
C．越靠近避雷针尖端，电场强度越大
D．向塔尖端运动的负电荷做加速运动
?[思维点拨]
[思维点拨]
和感应起电的原理一样，避雷针尖端带大量正电荷，使其周围产生很强的电场
答案：ACD
解析：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；据电场线的疏密可知，塔尖的电场强度较大，所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大，故B错误；由于电荷更容易集中到尖端，越靠近避雷针尖端电场强度越大，故C正确；负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动，电场力做正功，速度增大，故D正确。故选ACD。
?[规律方法]
[规律方法]
(1)制作避雷针。原理：当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，使得空气中的带电粒子与空气中的异号电荷中和，避免建筑物遭受雷击。
(2)一般的电子打火装置、避雷针、工业烟囱除尘的装置利用的都是尖端放电的原理。
防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。
跟踪训练2：在燃气灶上常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。电子点火器的放电电极应该做成( )
A．针尖状 B．圆头状
C．方形 D．椭球形
答案：A
解析：尖端电荷容易聚集，电子点火器需瞬间高压放电，需要高电荷密度区。故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形。故选A。
探究点3 静电屏蔽
●新知导学
探究：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外表面。如果放入静电场的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？
?[提示]
[提示]
电荷仍分布在导体的外表面，导体的内表面没有电荷。
●基础梳理
1．静电屏蔽
静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为______。外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫作____________。
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。
0
静电屏蔽
●重难解读
静电屏蔽的本质
1．导体内部不受外部电场的影响的情况
现象：如图1甲，由于静电感应，验电器箔片张开。如图1乙，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，即外部电场影响不到导体内部。
2．接地导体壳内部电场对壳外空间无影响情况
现象：如图2甲导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。
导体壳接地后，如图2乙所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。特别提示：绝缘球壳中没有自由电荷，当放入外电场时，不会发生静电感应现象，壳内场强也不会为零，即不能起到屏蔽外电场的作用。
类型 静电屏蔽的理解
典题3：(多选)如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，下列说法正确的是( )
A．验电器的箔片不张开
B．金属网罩内部空间存在向右的匀强电场
C．金属网罩上的感应电荷在金属网罩内部
空间产生的电场方向为水平向左
D．金属网罩内外表面都存在感应电荷
?[思维点拨]
[思维点拨]
在电场中由于静电感应，金属网罩中的自由电荷会移动，从而会产生一个电场和外加电场相互抵消。
答案：AC
解析：因为在金属内部由于电子可以自由移动，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，金属网罩会产生一个与外加电场相反的电场，来抵消在金属网罩内部的电场，以保证平衡，从而金属网罩上电荷重新分布。就是所谓“静电屏蔽”的原理。此时验电器不会受到影响，故验电器的箔片不张开，故A正确；金属网罩内部空间合场强为零，不存在电场，故B错误；金属网罩上的感应电荷会在网罩内部空间产生一个与外加电场相反的电场，即水平向左，故C正确；金属网罩内表面不存在感应电荷，感应电荷分布在外表面，故D错误。故选AC。
?[规律方法]
[规律方法]
静电屏蔽的本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。
跟踪训练3：(多选)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
答案：AC
解析：若A球带电，则B球相当于放置在金属球壳内，B球处的电场强度为零，故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，故B错误；由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，故C正确，D错误。故选AC。
探究点4 静电吸附
●新知导学
探究：静电除尘的原理
(1)如图所示，极板A和电极B，哪里附近的空气更容易被电离呢？
(2)极板A和电极B分别带什么电？
(3)被电离的电子在A、B之间的电场中怎样运动？会带来什么影响？
?[提示]
[提示]
(1)电极B附近的空气分子更容易被电离。
(2)极板A带正电，电极B带负电。
(3)电子向着正极A运动。电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电。静电除尘的原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
●基础梳理
在生产和生活中，静电的应用十分广泛，如：
(1)静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，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。
(3)静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时它是绝缘体，受到光照时变成导体。复印机复印的工作过程：充电、曝光、显影、转印、放电。
●重难解读
静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。如在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开；在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。
防止静电危害的主要方法与途径：
(1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度；
(2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是用导线把设备接地；
(3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风，消除静电火花的引爆。
类型 静电起电和静电吸附
典题4：在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示(俯视图)。将锯条与起电机的负极相连，金属片与起电机的正极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，强电场使空气电离而产生负离子和正离子，负离子碰到烟尘微粒使它带负电，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于此实验下列说法正确的是( )
A．烟尘在向某极运动过程中一定做匀加速运动
B．场强方向由锯条指向金属片
C．起电机工作后烟尘会向锯条运动，最终被锯条吸附
D．起电机工作后烟尘运动过程中动能增加
?[思维点拨]
[思维点拨]
注意铁锯条的构造，根据锯条的形状特点去分析电场强度的情况。
答案：D
解析：尖端附近的电场线比较密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场强度，故烟尘在向某极运动过程中受到的电场力不是恒力，烟尘不是做匀加速运动，故A错误；由于锯条与静电起电机的负极相连，所以锯条带负电，故场强方向由金属片指向锯条，故B错误；当静电除尘装置接通起电机的静电高压时，存在强电场，使空气电离而产生负离子和正离子，负离子碰到烟尘微粒使它带负电，带负电微粒在电场力作用下，向正极运动，烟尘最终被吸附到金属片上，故C错误；电场力对烟尘做正功，则烟尘的动能增加，故D正确。故选D。
?[规律方法]
[规律方法]
静电起电包括使正、负电荷发生分离的一切过程，如通过固体与固体表面、固体与液体表面之间的接触、摩擦、碰撞，固体或液体表面的破裂等机械作用产生的正、负电荷分离，也包括气体的离子化、喷射带电以及在粉尘、雪花和暴风雨中的带电现象。
跟踪训练4：低碳环保是我们追求的生活方式。
如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，
处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，
当铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起
电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的
蚊香。转动手摇起电机，蚊香产生的烟雾会被铝板
吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是( )
A．烟尘带正电
B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大
答案：B
解析：转动手摇起电机时，在铝板和缝被针中间产生强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，遇到烟尘微粒使它带负电，带负电的尘粒在电场力作用下向铝板运动，被吸附到铝板上，故A错误；同一烟尘颗粒在被吸附过程中，在电场力作用下向铝板做加速运动，因此离铝板越近速度越大，故B正确，C错误；由于针尖端的电场线密集，电场强度大，可知离铝板越近，电场强度越小，因此同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，故D错误。故选B。
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内化知识 对点验收
1.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．EA>EB>EC B．EA＝EB>EC
C．EA＝EB＝EC D．EA答案：A
解析：系统静电平衡后，空腔导体上感应电荷与导体内外的电场线的分布图如图所示，从图中可以看出EA>EB>EC，(C点在导体内部合电场强度为零)。故选A。
2.如图是一款避雷针原理演示器，上下金属板之间用绝缘材料固定，尖端电极和球形电极与下金属板连接，给上下金属板接感应圈并逐渐升高电压，当电压逐渐升高时( )
A．尖端电极先放电
B．球形电极先放电
C．两电极同时放电
D．两电极都不放电
答案：A
解析：由图示可知，一个为尖头、一个为圆头。当上下金属板接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故可以观察到尖端电极先放电，这种放电现象叫作尖端放电，故A正确，B、C、D错误。故选A。
3.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
答案：C
解析：金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，故A错误；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；由于静电感应，使金属罩B的左侧外表面感应出负电荷，金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，故C正确；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。
4．(多选)如图是滚筒式静电分离器的原理图，导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负板，并令C接地。放电针G与滚筒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F盘，a颗粒被刮板D刮落到E盘。下列说法正确的是( )
A．a、b两种颗粒都具有良好的导电性
B．a、b两种颗粒都具有良好的绝缘性
C．在分选过程中，a、b两种颗粒都带负电
D．对调G、C间的极性，分离器仍能正常工作
答案：CD
解析：由于C接正极，G接负极，则C上会有正电荷，放电针G周围形成很强的电场，使放电针G附近的空气电离而产生大量的电子和带正电的粒子，在电场力作用下，大量的电子或负离子被喷射到颗粒上，两种颗粒均带负电，C正确；带负电的b颗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，然后带上正电，根据同种电荷相互排斥及重力作用下落于F盘，带负电的a颗粒由于绝缘性，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，最后由刮板将其刮入E盘中，A、B错误。对调G、C间的极性，原理不变，两颗粒均带正电，导电性好的b颗粒还是落在F盘中，绝缘性好的a颗粒被刮入E盘中，分离器仍能正常工作，D正确。故选CD。
