9.4　静电的防止与利用同步作业 2025-2026学年人教版（2019）高中物理必修第一册（含解析）

9.4　静电的防止与利用
(分值：64分)
基础巩固(选择题1~2、5~7题，每题4分，共20分；3~4题，每题6分，共12分，共计32分)
题组一　静电平衡
1.处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零的原因是 (　　)
A.外电场不能进入导体内部
B.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零
C.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的电场强度为零
D.以上解释都不正确
2.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中心处有一个正点电荷，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.Ea题组二　尖端放电与静电屏蔽
3.(改编)(多选)从生活走向物理，从物理走向社会，物理和生活息息相关。下列有关电学知识的相关说法正确的是 (　　)
A.图1中，该女生和金属球带有异种电荷
B.图2中的避雷针是应用尖端放电避免建筑物遭受雷击的一种设施
C.图3为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，它是应用了感应起电现象
D.图4为静电喷漆的示意图，静电喷漆时使被加工的金属件与油漆雾滴带异种电荷
4.(改编)(多选)当我们使用有线话筒扩音时，有些周围环境中产生的电信号会通过话筒线混入功率放大器中进行放大，影响扩音的效果。因此，很多优质的话筒线在构造上都采取了防备措施，如图所示。其原理与以下应用相同的是 (　　)
A.在燃气灶中的电子点火器
B.野外高压输电线上方安装两条与大地相连的导线
C.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
D.在超高压输电线路上带电作业的工人穿戴含金属丝织物的工作服
5.如图所示，某日一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是(　　)
A.躲进汽车里
B.往沙漠高处跑
C.用水将头发淋湿
D.蹲下并用手触摸地面
题组三　静电吸附
6.电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要是因为 (　　)
A.灰尘的自然堆积
B.玻璃有较强的吸附灰尘的能力
C.电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘
D.电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘
7.在汽车喷漆中，有一种技术叫作静电喷涂，在市场上已经得到广泛运用。静电喷涂是指一种利用电荷和电场将雾化涂料的微粒吸附到喷涂对象上的喷涂工艺，其原理结构图如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.雾化涂料向工件运动的过程中做匀变速曲线运动
B.喷口喷出的雾化涂料微粒带正电，被涂工件接负极
C.雾化涂料向工件运动的过程中，电场力做正功
D.静电喷涂属于尖端放电
素养提升(选择题第11题4分；8~10题，每题6分，共18分。非选择题第12题10分，共计32分)
8.(多选)为防止静电的危害，下列做法正确的是 (　　)
A.油罐车有一条拖在地上的导电拖地带
B.在加油站脱化纤衣物
C.尽可能保持印染厂空气的干燥
D.飞机机轮上装有搭地线或用导电橡胶制造的轮胎
9.(多选)如图所示的滚筒式静电分选器，由料斗A，导板B，导体滚筒C，刮板D，料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接直流高压电源的正、负极，并令C接地。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子，现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落，下落时经过电离空气都会带上负电荷，沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。则下列说法正确的是 (　　)
A.粉粒a与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电
B.粉粒b会落入F料槽中
C.粉粒a会落入F料槽中
D.刮板D的作用是把吸附在导体滚筒C上的粉粒刮下来
10.(改编)(多选)某款家用空气净化器的原理示意图如图所示，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)。有关净化器工作时的说法正确的是 (　　)
A.通过过滤网后空气中的尘埃带正电
B.尘埃在水平方向上无加速度
C.尘埃在a、b电极间的加速度恒定
D.电极区域间的电场方向都相同
11.(改编)如图所示，甲、乙、丙、丁中有四个球形的空腔导体，在下图各种情况中P点的电场强度为零的是 (　　)
. .
甲 乙 丙 丁
A.只有甲、丁
B.只有乙、丙
C.只有甲、乙、丙
D.甲、乙、丙、丁
12.如图所示，在相距为r、带电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷A、B的连线中点放一半径为R的金属球。静电力常量为k。求球上感应电荷产生的电场在球心O处的电场强度大小和方向。(10分)
参考答案
1.C　【解析】导体内部电场强度处处为零的原因是导体内部任一位置外电场与感应电场的矢量和为零，C项正确。
2.C　【解析】当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁感应出正电荷，感应电荷形成的电场与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中电场强度为零。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处电场强度为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，C项正确。
3.BD　【解析】图1中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷，A项错误；图2中的避雷针是应用尖端放电避免附近的建筑物遭受雷击的一种设施，B项正确；图3为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，它是为了防止静电，不是应用了感应起电现象，C项错误；图4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异种电荷，从而产生吸引力，D项正确。
4.BD　【解析】根据题意可知，很多优质的话筒线在构造上都采取的防备措施的原理是静电屏蔽。在燃气灶中的电子点火器原理是尖端放电，A项不符合题意。高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，这两条导线起到静电屏蔽作用，B项符合题意。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，原理是静电除尘，属于静电的利用，C项不符合题意。在超高压输电线路上带电作业的工人穿戴含金属丝织物的工作服利用的是静电屏蔽原理，D项符合题意。
5.A　【解析】雷雨将至，几名游客头发直立如同刺猬一般，说明空气中有很多带电的自由电荷，现在最有效合理的一种避险方式是找个能静电屏蔽的地方躲避，如躲进汽车里，因为汽车是金属制造的，能起到静电屏蔽的作用，A项正确。
6.D　【解析】电视机的工作原理：阴极射线管发射的电子打在电视机的玻璃荧光屏上而显示图像。由于屏表面有静电而吸附灰尘，故表面经常有许多灰尘；虽然也有部分是自然堆积，但不是主要原因；玻璃因为光滑，所以并不具有较强的吸附能力，同时高温也不是吸附灰尘的主要原因。
7.C　【解析】雾化涂料向工件运动的过程中，电场力变化，加速度变化，因此不是做匀变速曲线运动，A项错误；由题图知，由喷口喷出的雾化涂料微粒带负电，被涂工件接正极，通过雾化涂料和工件之间的电场，加强吸附效果，B项错误；雾化涂料向工件运动的过程中，电场力做正功，C项正确；静电喷涂属于静电吸附，D项错误。
8.AD　【解析】A、D两项中的措施可以将积累的电荷及时导走，防止静电的危害，A、D两项正确。脱化纤衣物容易摩擦起电，存在安全隐患，B项错误。印染厂应保持空气湿润，以便导走静电，C项错误。
9.ACD　【解析】放电针G附近的空气受高压电场作用而电离，使得粉粒a、b都带负电，粉粒a导电性能良好，粉粒a上的负电与滚筒C上的正电相互吸引，与导体滚筒C接触后会先中和再带上正电，带正电的粉粒a一方面随滚筒转动，一方面受到滚筒C的排斥力离开滚筒落入料槽F中，A、C两项正确；粉粒b具有良好的绝缘性，下落时经过电离空气会带上负电荷，其所带负电不容易传给滚筒C，b在C静电吸引下，附着于C的表面随C转动，最后被刮板D刮下，并在重力作用下掉入料槽E中，B项错误，D项正确。
10.BC　【解析】尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，A项错误；尘埃在水平方向不受外力作用，因此在水平方向上无加速度，B项正确；由于a、b电极间为匀强电场，加速度恒定，C项正确；电极区域间的电场方向由正极指向负极，电场强度方向不相同，D项错误。
11.C　【解析】甲中，由静电屏蔽可知内部电场强度为零，所以P点电场强度为零；乙中，把空腔导体的右侧接地后，右侧无感应电荷，但不会影响空腔导体对内部的屏蔽作用，P点电场强度为零；丙中，场源电荷在导体的内部，静电感应使导体的内壁带负电，外壁带正电，且导体的电势比大地的电势要高，因为它处在正点电荷的电场中，当导体接地后，它外壁感应出的正电荷将全部被大地上的电子中和，使外壁不带电，所以P点的电场强度也为零；丁中，导体外壁将带正电，导体外都将有电场存在，P点电场强度不为零。综上可知C项正确。
12.【解答】处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零，即A、B和感应电荷激发的电场在球心处的合电场强度为零，因此只需计算A、B分别在球心处产生的电场的电场强度有E1=k，方向由O指向B
E2=k，方向由O指向B
所以感应电荷产生的电场在球心O处的电场强度大小
E感=E1+E2=2k=
方向由O指向A。