4 静电的防止与利用
[科学推理] (1)外加电场 相反 (2)电场 相反 相等
[物理观念] 静电感应 叠加 静电平衡
例1 A [解析] 导体处于静电平衡状态时,导体内部电场强度处处为零,感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场强度大小相等,方向相反,故A正确,B、C、D错误.
变式1 CD [解析] 由静电感应可知,棒左端感应出负电荷,右端感应出正电荷,A错误;点电荷q在棒中心O处产生的电场方向向右,根据平衡关系可知,棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场方向向左,与点电荷q在棒中心O处产生的电场强度大小相同,为E=,C、D正确,B错误.
[教材链接] (1)密度 (2)分离 (3)中和 失去
例2 ABD [解析] 避雷针避雷是通过尖端放电的方式,将云层中积聚的电荷与大地的电荷进行中和,故A、B正确;表面积越小,越是尖锐的物体,越容易放电,因此避雷针做成尖形的,更容易发挥作用,故C错误;避雷针应安装在高大建筑物顶部,且必须接地,这样才能使云层中电荷与大地的电荷进行中和,保护建筑物,故D正确.
变式2 C [解析] 发射塔周围钢铁制成的高塔,形成一个稀疏的金属屏蔽网,类似高压输电线上方的两条导线与大地构成的屏蔽网,这四座高塔能将火箭发射塔屏蔽起来,避免雷电击中待发射的火箭,选项C正确,选项A、B、D错误.
[科学探究] (1)会 (2)不会 (3)静电感应 0
例3 A [解析] 加金属网罩可避免电器设备受到外界电场的影响,所以验电器的箔片不张开;若没有金属网罩,则验电器产生静电感应现象,箔片端感应出电荷而张开,故A正确,B、C、D错误.
[教材链接] (1)静电力 (2)带负电
例4 B [解析] P、Q两点加高压电时,管内存在强电场,空气被电离而产生电子,电子在电场力的作用下运动,遇到煤粉时可使煤粉带负电,导致煤粉被吸附到管壁上,所以Q应接高压电源的正极,P接高压电源的负极,形成类似于点电荷周围电场的辐向电场,所以越靠近跟P点连接的金属丝的位置电场强度越大,故A、C、D错误,B正确.
随堂巩固
1.A [解析] 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,A正确;避雷针可以避免建筑物被雷击,当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击,其原理为尖端放电,B错误;超高压带电作业的工作人员,为了保证他们的安全,他们必须穿上金属丝制成的衣服,以起到静电屏蔽的作用,C错误;静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷,这样使油漆在静电引力作用下喷涂更均匀,D错误.
2.ABD [解析] 当正电荷放在金属壳外时,使金属壳左端带负电荷,右端带正电荷,导致感应电场与外电场相叠加,所以内部电场强度为零起到屏蔽的作用,故A正确;当正电荷放在金属壳外时,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相叠加,所以内部电场强度为零起到屏蔽的作用,故B正确;当正电荷放在金属壳内时,使金属内壳带负电荷,外壳带正电荷,导致出现感应电场没起到屏蔽的作用,故C错误;当正电荷放在金属壳内时,由于接地,则使金属壳外不带电,从而起到屏蔽的作用,故D正确.
3.C [解析] 处于静电平衡的导体其内部电场强度处处为零,故a、b两点的电场强度大小Ea、Eb的关系为Ea=Eb,选项A、B错误;处于静电平衡的导体其内部合电场强度为零,则感应电荷在a、b两点产生的电场强度应该和点电荷在a、b两点产生的电场强度大小相等、方向相反,根据E=,可知Ea'>Eb',选项C正确,D错误.4 静电的防止与利用
1.B [解析] 带电金属球处于静电平衡状态,则内部电场强度为零,当它带的电荷量增加后,再次达到静电平衡,则其内部电场强度仍为零,故B正确.
2.A [解析] 静电平衡时感应电荷分布在金属球的表面上,A正确;感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等,方向相反,即E=k,B错误;静电平衡时金属球内部场强处处为零,C错误;若将金属球接地,由于静电感应,将有电子从地面流向金属球,D错误.
3.C [解析] 达到静电平衡后,金属球内的电场强度处处为零,即在球内各处,金属球上感应电荷产生的电场强度与带电的细杆MN产生的电场强度大小相等,方向相反,相互抵消.c点离带电的细杆MN最近,带电的细杆MN在c点处产生的电场强度最大,则金属球上感应电荷在c点处产生的电场强度最大,即Ec最大.
4.B [解析] 马路表面建造得很平滑与尖端放电无关,A、C、D与尖端放电有关,B正确.
5.D [解析] 云层带负电,根据静电感应规律可知放电前塔尖端带正电,故A错误;塔尖端带正电,云层带负电,所以放电时空气中的负电荷将向塔尖端运动,正电荷向云层运动,故B错误;根据电场线的分布可知,离塔尖越近,电场强度越大,所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大,故C错误;负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动,电场力做正功,速度越来越大,故D正确.
6.D [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能找个静电屏蔽的地方,躲进汽车里,因为汽车由金属制造,汽车里面能起到静电屏蔽的作用.故选D.
7.C [解析] 在金属网罩内部,电子可以自由移动,当加上水平向右的电场强度大小为E的匀强电场时,金属网罩上的电荷重新分布,金属网罩上的感应电荷产生一个与外加电场方向相反的电场,与外加电场相抵消,这就是“静电屏蔽”的原理,此时验电器不会受到影响,故验电器的箔片仍然闭合,选项A、B错误.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水平向左,选项C正确;由于静电感应,金属网罩外表面存在感应电荷,内表面不存在感应电荷,选项D错误.
8.D [解析] 图中喷枪与被涂物之间的实线不代表电场线,因为电场线从正电荷出发到负电荷,A错误;该电场不是匀强电场,颗粒运动过程中所受的电场力不是恒力,涂料颗粒在电场中运动时加速度不恒定,B错误;涂料颗粒在电场中运动时,电场力做正功,动能增大,C错误;被涂物上的尖端处,电荷密度大,该处电场强度大,颗粒所受电场力大,涂料附着较多,D正确.
9.A [解析] 尖端附近的电场线密集,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A正确,B错误;塑料瓶内存在的是辐条形的电场,不是匀强电场,C、D错误.
10.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,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,B错误;油罐车尾部常拖一条铁链为了防止静电产生的危害,C正确;在运输途中,汽油不停地摇晃,会产生大量的静电,金属桶易导电,故用金属桶装易燃的汽油更安全,D错误.
11.A [解析] 空腔导体带电时净电荷分布于金属球外侧,内部不带电,故让D先接触金属球C的外部,则D带上电荷,再让D跟A靠近时,由于发生静电感应,A的箔片张开,故A正确,故B错误;让不带电的D先跟C的内部接触,因为C的内部不带电,所以D始终不带电,再让D跟A靠得更近些,A的箔片始终不张开,故C错误;让不带电的D先跟C的内部接触,因为C的内部不带电,所以D始终不带电,再让D跟A接触,A的箔片始终不张开,故D错误.
12.B [解析] 在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压,金属丝附近空气发生电离,这是将空气电离的现象,A错误;文件反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体,将电荷导走,有字的部分则仍是绝缘体,保留电荷,这是局部导电现象,B正确;鼓体转动经过墨粉盒,潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位,这是异种电荷相互吸引现象,C错误;鼓体继续转动经过复印纸,带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上,这是异种电荷相互吸引现象,D错误.
13.C [解析] 负离子在静电力的作用下向正极移动时,碰到烟雾颗粒使它带负电,因此,烟雾颗粒在静电力的作用下向铝板运动,被吸附到铝板上,故A错误;烟雾颗粒向铝板运动时,在静电力作用下做加速运动,所以离铝板越近则速度越大,故B错误,C正确;根据钢针尖端周围的电场线更密集可知,同一颗粒离铝板越近则加速度越小,故D错误.
14.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).4 静电的防止与利用
学习任务一 静电平衡
[科学推理] 如图所示,不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子将发生定向移动,使导体两端出现等量异号电荷.请思考下列问题:
(1)自由电子定向移动的原因:自由电子受到 的静电力作用而定向移动,运动方向与电场的方向 .
(2)自由电子不能一直定向移动的原因:感应电荷产生的 与外加电场方向 ,阻碍电子的定向移动,当这两个电场的电场强度大小 时,电子的定向移动终止.
[物理观念] 将导体放置于电场中会发生 现象,感应电荷在导体内部产生的感应电场与原电场发生 ,当导体内部的电场强度E=0时,导体内自由电子不再发生定向移动,此时导体达到 状态.其本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部产生的电场与外加电场的合电场强度为0,即E0=-E'.
(1)实心导体:导体内部无电荷,电荷只分布在导体外表面上.
(2)空腔导体:空腔内无电荷时,电荷分布在外表面上(内表面无电荷);空腔内有电荷时,内表面因静电感应出现等量的异号电荷,外表面有感应电荷.
例1 [2024·福建泉州五中月考] 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( )
变式1 (多选)[2024·河北衡水中学月考] 如图所示,原来不带电、长为l的匀质导体棒水平放置,现将一个电荷量为+q(q>0)的点电荷放在棒的中心轴线上且距棒的左端长为R处,A、B分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为k.当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是 ( )
A.棒的两端都感应出负电荷
B.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右
C.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向左
D.棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小E=k
【要点总结】
求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的电场强度的方法
(1)先求出外电场产生的电场强度E外的大小和方向.
(2)由于导体处于静电平衡状态,则满足静电平衡条件E合=0.
(3)由E外+E感=0,求出感应电场产生的电场强度E感的大小和方向.
学习任务二 尖端放电
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(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,并与空气分子碰撞,从而使空气分子中的正、负电荷 的现象.
(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避雷针以达到避免雷击的目的;高压设备中导体的表面尽量光滑,以减少电能损失.
例2 (多选)关于避雷针,以下说法正确的是 ( )
A.避雷针避雷是中和云层中的异种电荷
B.避雷针避雷利用了尖端放电现象
C.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形
D.避雷针安装在高大建筑物顶部,且必须接地
[反思感悟]
变式2 [2021·浙江6月选考] 如图所示,在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔,高塔的功能最有可能的是 ( )
A.探测发射台周围风力的大小
B.发射与航天器联系的电磁波
C.预防雷电击中待发射的火箭
D.测量火箭发射过程的速度和加速度
[反思感悟]
【要点总结】
尖端放电的原因:导体尖端电荷密度大,周围的电场强度大,把周围的空气电离,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,所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和.
学习任务三 静电屏蔽
[科学探究] 探究处于静电平衡状态下的空腔导体上电荷分布的特点
(1)将验电器放在带正电的金属球的附近(如图甲所示),验电器上的箔片 (选填“会”或“不会”)张开.
(2)若用金属网罩将验电器罩住,使带电的金属球靠近验电器(如图乙所示),则验电器的箔片 (选填“会”或“不会”)张开.
(3)像这样放入电场中的导体壳,由于 ,壳内电场强度为 ,外电场对壳内的仪器不会产生影响,金属壳的这种作用叫作静电屏蔽.
例3 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.只要带电金属球所带电荷量足够大,无论放不放金属网罩,箔片都会张开
[反思感悟]
【要点总结】
(1)静电屏蔽的两种情况
屏蔽外电场外屏蔽 屏蔽内电场全屏蔽或内屏蔽
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产生的电场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
(2)实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器,金属网也能起到屏蔽作用.例如,野外三条高压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”,把高压线屏蔽起来,使其免遭雷击.
学习任务四 静电吸附
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
(1)静电除尘:设法使空气中的尘埃带电,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 ,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,在没有光照时是绝缘体,有光照时是导体.复印机复印的工作流程:充电、曝光、显影、转印、放电.
例4 很多以煤为燃料的工厂,每天排出的烟气带走大量的煤粉,如图甲所示,这不仅浪费燃料,而且严重污染环境,为了消除烟气中的煤粉,如图乙所示为静电除尘示意图,m、n为金属管内两点.在P、Q两
点加高压电,金属管内空气被电离.电离出来的电子在电场力的作用下,遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,导致煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了.就此示意图,下列说法正确的是 ( )
A.Q接电源的正极,且电场强度Em=En
B.Q接电源的正极,且电场强度Em>En
C.P接电源的正极,且电场强度Em=En
D.P接电源的正极,且电场强度Em>En
1.(静电的利用与防止)[2024·苏州中学期末] 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吸附
C.图丙中超高压带电作业的工作人员,为了保证他们的安全,他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
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,这样使油漆在静电斥力作用下喷涂更均匀
2.(静电屏蔽)(多选)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 ( )
A
B
C
D
3.(静电平衡)如图所示,Q为一带正电的点电荷,P为原来不带电的枕形金属导体,a、b为导体内的两点.当导体P处于静电平衡状态时 ( )
A.a、b两点的电场强度大小Ea、Eb的关系为Ea>Eb
B.a、b两点的电场强度大小Ea、Eb的关系为EaC.感应电荷在a、b两点产生的电场强度大小Ea'和Eb'的关系是Ea'>Eb'
D.感应电荷在a、b两点产生的电场强度大小Ea'和Eb'的关系是Ea'=Eb'4 静电的防止与利用建议用时:40分钟
◆ 知识点一 静电平衡
1.[2024·杭州二中月考] 有一个带电的金属球,当它带的电荷量增加后,再次达到静电平衡,其内部的电场强度 ( )
A.一定增强 B.不变
C.一定减弱 D.可能增强,也可能减弱
2.[2024·北京四中月考] 如图所示,将一个半径为r的不带电的金属球放在绝缘支架上,金属球的右侧放置一个电荷量为Q的带正电的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离也为r.由于静电感应在金属球上产生感应电荷.设静电力常量为k.下列说法中正确的是( )
A.感应电荷全部分布在金属球的表面上
B.感应电荷在金属球球心处激发的电场场强为0
C.金属球内部电场强度不为零
D.若将金属球接地,将有电子从金属球流向地面
3.[2024·辽宁育明高中月考] 一金属球原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点产生的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比 ( )
A.Ea最大
B.Eb最大
C.Ec最大
D.Ea=Eb=Ec
◆ 知识点二 尖端放电
4.下列应用和防护与尖端放电无关的是 ( )
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
5.避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施.在雷雨天气,带负电的云层运动到高楼上空时,避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷,由于导体尖端容易聚集电荷,所以楼顶带上的电荷会很少,从而保护建筑.如图所示为东方明珠“接闪”的画面,放大图为塔尖端附近电场线分布特点(方向未画出),下列说法正确的是( )
A.放电前塔尖端带负电
B.放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动
C.向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小
D.向塔尖端运动的电荷的速度越来越大
◆ 知识点三 静电屏蔽
6.[2024·湖北华师一附中月考] 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,如图所示.此时为了保障人身安全,下列最为有效合理的一种避险方式是( )
A.蹲下并用手触摸地面
B.往沙漠低处跑
C.用水将头发淋湿
D.躲进汽车里
7.如图所示,一个验电器用金属网罩罩住,当在网罩外部空间加上水平向右、电场强度大小为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水平向左
D.金属网罩内、外表面都存在感应电荷
◆ 知识点四 静电吸附
8.[2024·福建师大附中月考] 静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术,相比传统的喷涂技术,其生产效率高,劳动条件好,易于实现半自动化或自动化,适用于大规模流水线作业,其原理如图所示. 涂料雾化装置为负电极,接电源负高压,被涂物为正电极,通常接地.下列说法正确的是 ( )
A.图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线
B.涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定
C.涂料颗粒在电场中运动时动能减小
D.被涂物上的尖端处,涂料附着较多
9.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中固定着一根钢锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连.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,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕.起电机摇动时,下列说法正确的是 ( )
A.锯条附近电场强度大
B.金属片附近电场强度大
C.锯条和金属片之间为匀强电场
D.锯条和金属片之间电场强度处处为零
10.纯棉衣服手感柔软舒适度高,不会起静电而且吸湿和透气性都不错,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.油罐车尾部常拖一条铁链为了防止静电产生的危害
D.运输汽油时把汽油装进塑料桶比装进金属桶安全
11.[2023·广东汕头期末] 如图所示,验电器A不带电,验电器B上装有带孔的空心金属球C,金属球C带电.D是带有绝缘手柄的金属小球,可以从C上方的小孔进入其内部.下列说法正确的是 ( )
A.图甲中,使D跟C的外部接触,再让D跟A靠近时,A的箔片张开
B.图甲中,使D跟C的外部接触,再让D跟A接触时,A的箔片不张开
C.图乙中,使D跟C的内部接触,再让D跟A靠得更近些,A的箔片张开
D.图乙中,使D跟C的内部接触,再让D跟A接触,重复多次后,A的箔片张开
12.[2024·山东烟台二中月考] 复印机的核心部件是有机光导体鼓,它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体,受到光照时变成导体)而制成的.复印机的基本工作过程是:(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压,金属丝附近空气发生电离,使转动鼓体均匀带上正电荷;(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像,鼓上形成“静电潜像”;(3)鼓体转动经过墨粉盒,潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位;(4)鼓体继续转动经过复印纸,带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上.以下说法正确的是( )
A.步骤(1)中发生了静电感应现象
B.步骤(2)中发生了局部导电现象
C.步骤(3)中发生了静电平衡现象
D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象
13.[2024·厦门一中月考] 如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置,铝板与手摇起电机的正极相连,钢针与手摇起电机的负极相连,在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香.转动手摇起电机,蚊香放出的烟雾会被电极吸附,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.烟雾颗粒因为带正电而被吸附到钢针上
B.同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越小
C.同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越大
D.同一烟雾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
14.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>EC>EB(共63张PPT)
4 静电的防止与利用
学习任务一 静电平衡
学习任务二 尖端放电
学习任务三 静电屏蔽
学习任务四 静电吸附
随堂巩固
练习册
◆
备用习题
学习任务一 静电平衡
［科学推理］ 如图所示,不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子将发生定向移动,使导体两端出现等量异号电荷.请思考下列问题:
(1) 自由电子定向移动的原因:自由电子受到__________的静电力作用而定向移动,运动方向与电场的方向______.
外加电场
相反
(2) 自由电子不能一直定向移动的原因:感应电荷产生的______与外加电场方向______,阻碍电子的定向移动,当这两个电场的电场强度大小______时,电子的定向移动终止.
电场
相反
相等
［物理观念］ 将导体放置于电场中会发生__________现象,感应电荷在导体内部产生的感应电场与原电场发生______,当导体内部的电场强度时,导体内自由电子不再发生定向移动,此时导体达到__________状态.其本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部产生的电场与外加电场的合电场强度为0,即.
静电感应
叠加
静电平衡
(1)实心导体:导体内部无电荷,电荷只分布在导体外表面上.
(2)空腔导体:空腔内无电荷时,电荷分布在外表面上(内表面无电荷);空腔内有电荷时,内表面因静电感应出现等量的异号电荷,外表面有感应电荷.
例1 [2024·福建泉州五中月考] 矩形金属导体处于正点电荷产生的电场中，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
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
[解析] 导体处于静电平衡状态时，导体内部电场强度处处为零，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷在此处产生的电场强度大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误.
变式1 (多选)[2024·河北衡水中学月考] 如图所示,原来不带电、长为的匀质导体棒水平放置,现将一个电荷量为的点电荷放在棒的中心轴线上且距棒的左端长为处,、分别为导体棒左右两端的一点,静电力常量为.当棒达到静电平衡后,下列说法正确的是( )
CD
A.棒的两端都感应出负电荷
B.棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度方向水平向右
C.棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度方向水平向左
D.棒上感应电荷在棒的中心处产生的电场强度大小
[解析] 由静电感应可知,棒左端感应出负电荷,右端感应出正电荷,A错误;点电荷在棒中心处产生的电场方向向右,根据平衡关系可知,棒上感应电荷在棒中心处产生的电场方向向左,与点电荷
在棒中心处产生的电场强度大小相同,为,C、D正确,B错误.
【要点总结】
求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的电场强度的方法
(1)先求出外电场产生的电场强度的大小和方向.
(2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件.
(3)由，求出感应电场产生的电场强度的大小和方向.
学习任务二 尖端放电
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(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，并与空气分子碰撞，从而使空气分子中的正、负电荷______的现象.
密度
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.
中和
失去
(4)应用：建筑物的顶端安装上避雷针以达到避免雷击的目的；高压设备中导体的表面尽量光滑，以减少电能损失.
例2 (多选)关于避雷针，以下说法正确的是( )
ABD
A.避雷针避雷是中和云层中的异种电荷
B.避雷针避雷利用了尖端放电现象
C.为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形
D.避雷针安装在高大建筑物顶部，且必须接地
[解析] 避雷针避雷是通过尖端放电的方式，将云层中积聚的电荷与大地的电荷进行中和，故A、B正确；表面积越小，越是尖锐的物体，越容易放电，因此避雷针做成尖形的，更容易发挥作用，故C错误；避雷针应安装在高大建筑物顶部，且必须接地，这样才能使云层中电荷与大地的电荷进行中和，保护建筑物，故D正确.
变式2 [2021·浙江6月选考] 如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是( )
C
A.探测发射台周围风力的大小 B.发射与航天器联系的电磁波
C.预防雷电击中待发射的火箭 D.测量火箭发射过程的速度和加速度
[解析] 发射塔周围钢铁制成的高塔，形成一个稀疏的金属屏蔽网，类似高压输电线上方的两条导线与大地构成的屏蔽网，这四座高塔能将火箭发射塔屏蔽起来，避免雷电击中待发射的火箭，选项C正确，选项A、B、D错误.
【要点总结】
尖端放电的原因：导体尖端电荷密度大，周围的电场强度大，把周围的空气电离，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，所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和.
学习任务三 静电屏蔽
［科学探究］ 探究处于静电平衡状态下的空腔导体上电荷分布的特点
(1) 将验电器放在带正电的金属球的附近(如图甲所示),验电器上的箔片____(选填“会”或“不会”)张开.
会
(2) 若用金属网罩将验电器罩住,使带电的金属球靠近验电器(如图乙所示),则验电器的箔片______(选填“会”或“不会”)张开.
(3) 像这样放入电场中的导体壳，由于__________，壳内电场强度为___，外电场对壳内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫作静电屏蔽.
不会
静电感应
0
例3 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
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.只要带电金属球所带电荷量足够大,无论放不放金属网罩,箔片都会张开
[解析] 加金属网罩可避免电器设备受到外界电场的影响,所以验电器的箔片不张开;若没有金属网罩,则验电器产生静电感应现象,箔片端感应出电荷而张开,故A正确,B、C、D错误.
【要点总结】
(1)静电屏蔽的两种情况
屏蔽外电场外屏蔽 屏蔽内电场全屏蔽或内屏蔽
图示 ______________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
屏蔽外电场外屏蔽 屏蔽内电场全屏蔽或内屏蔽
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产生的电场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 续表
(2)实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用.例如，野外三条高压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”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击.
学习任务四 静电吸附
［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空：
(1) 静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，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________，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.
静电力
带负电
(3)静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时是绝缘体，有光照时是导体.复印机复印的工作流程：充电、曝光、显影、转印、放电.
例4 很多以煤为燃料的工厂，每天排出的烟气带走大量的煤粉，如图甲所示，这不仅浪费燃料，而且严重污染环境，为了消除烟气中的煤粉，如图乙所示为静电除尘示意图，、为金属管内两点.在、两点加高压电，金属管内空气被电离.电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了.就此示意图，下列说法正确的是( )
B
A.接电源的正极，且电场强度
B.接电源的正极，且电场强度
C.接电源的正极，且电场强度
D.接电源的正极，且电场强度
[解析] 、两点加高压电时，管内存在强电场，空气被电离而产生电子，电子在电场力的作用下运动，遇到煤粉时可使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，所以应接高压电源的正极，接高压电源的负极，形成类似于点电荷周围电场的辐向电场，所以越靠近跟点连接的金属丝的位置电场强度越大，故A、C、D错误，B正确.
1.在点电荷-Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态,若圆盘平面与点电荷在同一平面内,则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加电场E'的方向正确的是图中的 ( )
A
[解析] 金属圆盘处于静电平衡状态,因此内部任意一点的电场强度都为零,即在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,故A正确.
2. (多选)如图所示,在两个带等量异种电荷的绝缘导体之间对称地放着两个相同的导体ab、cd.现用导线将a、d连接起来,下列判断中正确的是 ( )
A.负电荷沿导线从a移向d,进而形成方向为由d到a的电流
B.负电荷沿导线从d移向a,进而形成方向为由a到d的电流
C.达到静电平衡后,a、d端均不带电
D.达到静电平衡后,b、c端均不带电
BD
[解析] 导体ab、cd处于电场中,用导线将a、d端连接起来,重新达到平衡时,两导体与导线组成一个整体,靠近正电荷的a端带负电,靠近负电荷的d端带正电,处于中部的b端与c端不带电,故C错误,D正确;
未用导线连接时,导体ab和导体cd各自对外不显电性,用导线连接后,导体ab上带负电,导体cd上带正电,所以在用导线连接时,有电子(负电荷)从d移向a,进而形成方向为a到d的电流,故A错误,B正确.
3.如图所示,把原来不带电的金属壳B的外表面接地,将一带正电的小球A从小孔中放入B内,但不与B接触,达到静电平衡状态后,则 ( )
A.B的空腔内电场强度为零
B.B不带电
C.B的外表面带正电
D.B的内表面带负电
D
[解析] 因为金属壳B的外表面接地,所以外表面无感应电荷,只有内表面有感应电荷分布,且由于A带正电,故B的内表面带负电,选项D正确,B、C错误;
B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场,由电场叠加知,B的空腔内电场强度不为零,故选项A错误.
4.如图所示,一块光滑铁板水平放置,在铁板上方高为h处依次有电荷量为+Q和-Q的两个点电荷.一个电荷量为+q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动,并一直沿着铁板表面到达铁板的右端,则在小球通过铁板的过程中 ( )
A.先减速运动,后加速运动
B.先加速运动,后减速运动
C.先减速运动,后加速运动,再减速运动
D.一直匀速运动
D
[解析] 因为铁板处于静电平衡状态,因此铁板表面附近的电场强度与铁板处处垂直,小球在水平方向上不受力,因此一直以速度v0做匀速运动.选项D正确.
5.以下不属于静电屏蔽的是 ( )
A.避雷针
B.超高压带电作业的工人要穿戴金属织物的工作服
C.电子设备外套金属网罩
D.野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线
A
[解析] 当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击,其原理为尖端放电,符合题意,选项A正确;
超高压带电作业的工人穿戴金属织物的工作服可以起到静电屏蔽作用,不符合题意,选项B错误;
电子设备外套金属网罩可以起到静电屏蔽的作用,不符合题意,选项C错误;
高压输电线的上方有两条导线,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,不符合题意,选项D错误.
6.如图所示,空心导体上方有一靠近的带正电的带电体,当一个重力不计的正电荷以速度v水平从小孔飞入空心导体内时,电荷将做 ( )
A.向上偏转的类平抛运动
B.向下偏转的类平抛运动
C.匀速直线运动
D.变速直线运动
C
[解析] 空心导体处于静电平衡状态,导体内部电场强度为零,电荷不受静电力,故电荷做匀速直线运动,C正确.
7.如图所示的四种仪器都利用了电现象,其原理不同于其他三种的是 ( )
C
[解析] 静电除尘器、静电复印机和静电植绒机都是利用静电原理工作的;而电蚊拍一般使用4 V可充电的高容量铅酸电池或2.4 V镍氢(或镍镉)电池,工作时电网瞬间产生1850 V左右的直流高压电(电流小于10 mA,对人畜无害),能将蚊虫吸入电网电毙,所以电蚊拍的原理不同于其他三种,故C符合题意.
8. (多选)静电除尘器除尘原理如图所示.尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向收尘极迁移并沉积,以达到除尘目的.下列表述正确的是 ( )
A.带电尘埃带正电
B.电场方向由收尘极指向电晕极
C.带电尘埃所受的静电力方向与电场方向相同
D.在同一位置,带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大
BD
[解析] 由题图可知,电晕极为负极,收尘极为正极,带电尘埃应带负电,电场方向由收尘极指向电晕极,带电尘埃受到的静电力方向与电场方向相反,A、C错误,B正确;
在同一位置上,电场强度大小相同,带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大,故D正确.
1.(静电的利用与防止)[2024·苏州中学期末] 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吸附
C.图丙中超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上橡胶制成的绝缘衣服
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，这样使油漆在静电斥力作用下喷涂更均匀
√
[解析] 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，A正确；避雷针可以避免建筑物被雷击，当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，B错误；超高压带电作业的工作人员，为了保证他们的安全，他们必须穿上金属丝制成的衣服，以起到静电屏蔽的作用，C错误；静电喷漆时使被喷的金属件与油漆雾滴带相反的电荷，这样使油漆在静电引力作用下喷涂更均匀，D错误.
2.(静电屏蔽)(多选)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( )
ABD
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
[解析] 当正电荷放在金属壳外时，使金属壳左端带负电荷，右端带正电荷，导致感应电场与外电场相叠加，所以内部电场强度为零起到屏蔽的作用，故A正确；当正电荷放在金属壳外时，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相叠加，所以内部电场强度为零起到屏蔽的作用，故B正确；当正电荷放在金属壳内时，使金属内壳带负电荷，外壳带正电荷，导致出现感应电场没起到屏蔽的作用，故C错误；当正电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，从而起到屏蔽的作用，故D正确.
3.(静电平衡)如图所示,为一带正电的点电荷,为原来不带电的枕形金属导体,、为导体内的两点.当导体处于静电平衡状态时( )
C
A.、两点的电场强度大小、的关系为
B.、两点的电场强度大小、的关系为
C.感应电荷在、两点产生的电场强度大小和的关系是
D.感应电荷在、两点产生的电场强度大小和的关系是
[解析] 处于静电平衡的导体其内部电场强度处处为零,故、两点的电场强度大小、的关系为,选项A、B错误;
处于静电平衡的导体其内部合电场强度为零,则感应电荷在、两点产生的电场强度应该和点电荷在、两点产生的电场强度大小相等、方向相反,根据,可知,选项C正确,D错误.
知识点一 静电平衡
1.[2024·杭州二中月考] 有一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后，再次达到静电平衡，其内部的电场强度( )
B
A.一定增强 B.不变
C.一定减弱 D.可能增强，也可能减弱
[解析] 带电金属球处于静电平衡状态，则内部电场强度为零，当它带的电荷量增加后，再次达到静电平衡，则其内部电场强度仍为零，故B正确.
2.[2024·北京四中月考] 如图所示，将一个半径为的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧放置一个电荷量为的带正电的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离也为.由于静电感应在金属球上产生感应电荷.设静电力常量为.下列说法中正确的是( )
A
A.感应电荷全部分布在金属球的表面上
B.感应电荷在金属球球心处激发的电场场强为0
C.金属球内部电场强度不为零
D.若将金属球接地，将有电子从金属球流向地面
[解析] 静电平衡时感应电荷分布在金属球的表面上，A正确；感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，方向相反，即，B错误；静电平衡时金属球内部场强处处为零，C错误；若将金属球接地，由于静电感应，将有电子从地面流向金属球，D错误.
3.[2024·辽宁育明高中月考] 一金属球原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆,如图所示,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上、、三点产生的电场强度大小分别为、、,三者相比( )
C
A.最大 B.最大 C.最大 D.
[解析] 达到静电平衡后,金属球内的电场强度处处为零,即在球内各处,金属球上感应电荷产生的电场强度与带电的细杆产生的电场强度大小相等,方向相反,相互抵消.点离带电的细杆最近,带电的细杆在点处产生的电场强度最大,则金属球上感应电荷在点处产生的电场强度最大,即最大.
知识点二 尖端放电
4.下列应用和防护与尖端放电无关的是( )
B
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
[解析] 马路表面建造得很平滑与尖端放电无关，A、C、D与尖端放电有关，B正确.
5.避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施.在雷雨天气，带负电的云层运动到高楼上空时，避雷针的尖头通过静电感应会带上大量电荷，由于导体尖端容易聚集电荷，所以楼顶带上的电荷会很少，从而保护建筑.如图所示为东方明珠“接闪”的画面，放大图为塔尖端附近电场线分布特点(方向未画出)，下列说法正确的是( )
D
A.放电前塔尖端带负电
B.放电时空气中的正电荷将向塔尖端运动
C.向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越小
D.向塔尖端运动的电荷的速度越来越大
[解析] 云层带负电，根据静电感应规律可知放电前塔尖端带正电，故A错误；塔尖端带正电，云层带负电，所以放电时空气中的负电荷将向塔尖端运动，正电荷向云层运动，故B错误；根据电场线的分布可知，离塔尖越近，电场强度越大，所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大，故C错误；负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动，电场力做正功，速度越来越大，故D正确.
知识点三 静电屏蔽
6.[2024·湖北华师一附中月考] 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，如图所示.此时为了保障人身安全，下列最为有效合理的一种避险方式是( )
D
A.蹲下并用手触摸地面 B.往沙漠低处跑
C.用水将头发淋湿 D.躲进汽车里
[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能找个静电屏蔽的地方，躲进汽车里，因为汽车由金属制造，汽车里面能起到静电屏蔽的作用.故选D.
7.如图所示,一个验电器用金属网罩罩住,当在网罩外部空间加上水平向右、电场强度大小为的匀强电场时,下列说法正确的是( )
C
A.验电器的箔片张开
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水平向左
D.金属网罩内、外表面都存在感应电荷
[解析] 在金属网罩内部,电子可以自由移动,当加上水平向右的电场强度大小为的匀强电场时，金属网罩上的电荷重新分布，金属网罩上的感应电荷产生一个与外加电场方向相反的电场,与外加电场相抵消，这就是“静电屏蔽”的原理,此时验电器不会受到影响,故验电器的箔片仍然闭合,选项A、B错误.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水平向左,选项C正确;由于静电感应,金属网罩外表面存在感应电荷,内表面不存在感应电荷,选项D错误.
知识点四 静电吸附
8.[2024·福建师大附中月考] 静电喷涂被广泛用于各种表面处理技术，相比传统的喷涂技术，其生产效率高，劳动条件好，易于实现半自动化或自动化，适用于大规模流水线作业，其原理如图所示.涂料雾化装置为负电极，接电源负高压，被涂物为正电极，通常接地.下列说法正确的是( )
D
A.图中喷枪与被涂物之间的实线代表电场线 B.涂料颗粒在电场中运动时加速度恒定
C.涂料颗粒在电场中运动时动能减小 D.被涂物上的尖端处，涂料附着较多
[解析] 图中喷枪与被涂物之间的实线不代表电场线，因为电场线从正电荷出发到负电荷，A错误；该电场不是匀强电场，颗粒运动过程中所受的电场力不是恒力，涂料颗粒在电场中运动时加速度不恒定，B错误；涂料颗粒在电场中运动时，电场力做正功，动能增大，C错误；被涂物上的尖端处，电荷密度大，该处电场强度大，颗粒所受电场力大，涂料附着较多，D正确.
9.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中固定着一根钢锯条和一块易拉罐(金属)片，把它们分别跟静电起电机的两极相连.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
A
A.锯条附近电场强度大 B.金属片附近电场强度大
C.锯条和金属片之间为匀强电场 D.锯条和金属片之间电场强度处处为零
[解析] 尖端附近的电场线密集，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A正确，B错误；塑料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，C、D错误.
绕.当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕.起电机摇动时，下列说法正确的是( )
10.纯棉衣服手感柔软舒适度高，不会起静电而且吸湿和透气性都不错，关于静电的防止与利用，下列说法正确的是( )
C
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.油罐车尾部常拖一条铁链为了防止静电产生的危害
D.运输汽油时把汽油装进塑料桶比装进金属桶安全
[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，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，B错误；油罐车尾部常拖一条铁链为了防止静电产生的危害，C正确；在运输途中，汽油不停地摇晃，会产生大量的静电，金属桶易导电，故用金属桶装易燃的汽油更安全，D错误.
11.[2023·广东汕头期末] 如图所示,验电器不带电,验电器上装有带孔的空心金属球,金属球带电.是带有绝缘手柄的金属小球,可以从上方的小孔进入其内部.下列说法正确的是( )
A.图甲中,使跟的外部接触,再让跟靠近时,的箔片张开
B.图甲中,使跟的外部接触,再让跟接触时,的箔片不张开
C.图乙中,使跟的内部接触,再让跟靠得更近些,的箔片张开
D.图乙中,使跟的内部接触,再让跟接触,重复多次后,的箔片张开
A
[解析] 空腔导体带电时净电荷分布于金属球外侧,内部不带电,故让D先接触金属球C的外部,则D带上电荷,再让D跟A靠近时,由于发生静电感应,A的箔片张开,故A正确,故B错误;让不带电的D先跟C的内部接触,因为C的内部不带电,所以D始终不带电,再让D跟A靠得更近些,A的箔片始终不张开,故C错误;让不带电的D先跟C的内部接触,因为C的内部不带电,所以D始终不带电,再让D跟A接触,A的箔片始终不张开,故D错误.
12.[2024·山东烟台二中月考] 复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体(没有光照时是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的.复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上.以下说法正确的是( )
A.步骤(1)中发生了静电感应现象 B.步骤(2)中发生了局部导电现象
C.步骤(3)中发生了静电平衡现象 D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象
√
[解析] 在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；文件反射的强光使鼓体上部分变成导体，将电荷导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误.
13.[2024·厦门一中月考] 如图所示是一个用来研究静电除尘的实验装置,铝板与手摇起电机的正极相连,钢针与手摇起电机的负极相连,在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香.转动手摇起电机,蚊香放出的烟雾会被电极吸附,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( )
C
A.烟雾颗粒因为带正电而被吸附到钢针上
B.同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越小
C.同一烟雾颗粒在被吸附过程中离铝板越近则速度越大
D.同一烟雾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
[解析] 负离子在静电力的作用下向正极移动时,碰到烟雾颗粒使它带负电,因此,烟雾颗粒在静电力的作用下向铝板运动,被吸附到铝板上,故A错误;烟雾颗粒向铝板运动时,在静电力作用下做加速运动,所以离铝板越近则速度越大,故B错误,C正确;根据钢针尖端周围的电场线更密集可知,同一颗粒离铝板越近则加速度越小,故D错误.
14.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、、三点的电场强度的关系是( )
A
A. B.
C. D.
[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：(C点在导体内部，合电场强度为零).
