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4　静电的防止与利用
[学习目标]　1.知道什么是静电平衡，能掌握静电平衡状态下导体的特点(难点)。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(重点)。3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理。
一、静电平衡
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种电荷。请思考下列问题：
(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
1.静电平衡：导体内的自由电子不再发生　　　　　　　　。
2.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为　　　　，即外电场E0和感应电荷产生的电场E'的关系为E0=-E'。
3.导体上电荷的分布：
(1)静电平衡时，导体　　　　没有净剩电荷(未被抵消的电荷)，电荷只分布在导体的　　　　　。
(2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)　　　　，凹陷的位置几乎没有电荷。
4.处于静电平衡状态的导体，其外表面任一点的电场强度方向跟该点的表面　　　　。
(1)处于静电平衡状态下的导体表面和内部的合电场强度均为零。(　　)
(2)静电平衡时，导体内部不再有电荷的定向移动。(　　)
(3)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。(　　)
例1　(来自教材)长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图所示。 当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度大小和方向如何？
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E感的大小和方向。
二、尖端放电
1.空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷　　　　很大，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　　　　，这个现象叫作空气的电离。
2.尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被　　　　，而与尖端上的电荷　　　　，相当于导体从尖端　　　　　　　　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　　　　会减少电能的损失。
(1)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电。(　　)
(2)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和。(　　)
(3)为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形。(　　)
(4)为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑。(　　)
例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
三、静电屏蔽
1.定义：导体壳(或金属壳)内达到静电平衡后，外电场对内部　　　　产生影响，金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
2.实质：静电屏蔽的实质是利用了　　　　　　　　现象，使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场的电场强度矢量和为　　　　。
3.航天器经过地球大气层时，与大气层高速摩擦产生高温，在航天器周围形成等离子体，对航天器产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与航天器的通信暂时中断。
4.电梯轿厢通常是用不锈钢做的，因此在封闭的电梯里手机通信中断，也是发生了静电屏蔽。
例3　下列关于静电屏蔽实验的说法正确的是(　　)
A.甲图中验电器的金属箔张开
B.乙图中验电器的金属箔不会张开
C.丙图中验电器的金属箔不会张开
D.甲、乙、丙三图中验电器的金属箔都张开
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，外表面的感应电荷被中和，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，用于做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体
四、静电吸附
1.静电吸附：在电场中，带电粒子受到　　　　　　的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。
2.静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在　　　　　作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。
3.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　　的工件运动，并沉积在工件表面的过程。
4.静电复印：复印机应用了　　　　　　　　的原理。
例4　如图所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成。下列有关静电除尘原理的说法正确的是(　　)
A.A接高压电源负极，B接高压电源正极
B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
C.靠近B处电场强度大，B附近的空气被电离成正离子和电子
D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成负、正离子，分别吸附在B和A上
针对训练　(多选)(2024·龙岩市永定区高二期中)静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是(　　)
A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B.涂料微粒一定带正电
C.涂料微粒一定带负电
D.涂料微粒可能带正电，也可能带负电
答案精析
一、
(1)自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动，向着与电场相反的方向定向移动。
(2)不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止。
梳理与总结
1.定向移动的状态
2.0
3.(1)内部　外表面　(2)越大
4.垂直
易错辨析
(1)×　(2)√　(3)×
例1　见解析
解析　静电平衡时，导体棒中点O处的电场强度为0，所以导体棒上感应电荷在O处产生的电场强度与点电荷q 在棒中点O处产生的电场强度大小相等，方向相反。E感=k，方向向左。
二、
1.密度　分离
2.吸引　中和　失去电荷
3.(2)光滑
易错辨析
(1)√　(2)√　(3)×　(4)√
例2　C　[在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，其功能是预防雷电击中待发射的火箭，故选C。]
三、
1.不会　2.静电感应　零
例3　C　[题图甲中金属网达到静电平衡，内部电场强度为零，金属箔不会张开，金属网屏蔽了外电场，故A、D错误；题图乙中金属网未接地，网内的带电体在金属网内侧感应出负电荷，金属网外侧产生等量的正电荷，正电荷在金属网外侧有电场，对外界产生影响，所以金属箔会张开，故B错误；题图丙中金属网已接地，外部电场消失，金属箔不会张开，故C正确。]
四、
1.静电力　2.静电力　3.正极　
4.静电吸附
例4　C　[在静电除尘装置中，金属管A接电源正极，金属丝B接电源负极，靠近B处电场强度很大，附近的空气被电离成正离子和电子，故C正确，A错误；煤粉等烟尘吸附电子后带负电，被吸在金属管A上，煤粉等烟尘并未被电离成正、负离子，故B、D错误。]
针对训练　AC　[工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被喷涂工件之间形成了强电场，由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电，故A、C正确。]4　静电的防止与利用
分值：50分
[1~7题，每题4分]
考点一　静电平衡
1.如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为+Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是
A.EO≠0　EM=0
B.EO=0　EM≠0
C.EO=0　EM=0
D.EO≠0　EM≠0
2.一金属球原来不带电，现沿球直径的延长线上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三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则
A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
考点二　静电屏蔽　尖端放电
3.(2024·亳州市高二期末)下列现象中不属于静电屏蔽应用的是
A.在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网
B.超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服
C.信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套
D.在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器
4.(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，底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，乌云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.云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
考点三　静电吸附
5.下列关于静电复印机在工作过程中的说法正确的是
A.墨粉带正电
B.硒鼓上“静电潜像”带正电
C.复印过程中，白纸不带电
D.充电时让硒鼓表面带上负电
6.如图是制作口罩的一种新颖的“静电”绝缘纤维布，熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的飞沫，这种静电的阻隔作用属于
A.静电喷涂 B.静电吸附
C.静电感应 D.尖端放电
7.(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.带电尘埃带正电荷
B.电场方向由收尘极指向电晕极
C.带电尘埃所受静电力的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静电力越大
[8~10题，每题5分]
8.(多选)(来自教材改编)当我们使用有线话筒扩音时，有些由于周围环境中的静电现象或其他原因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如图甲所示防备措施。在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，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。点火器的放电电极是钉尖形如图乙所示。一位老师表演了一个“魔术”：如图丙所示，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，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。超高压带电作业的工人穿戴的工作服如图丁所示，要用包含金属丝的织物制成。以上四个实例中，应用到的物理知识有
A.尖端放电 B.静电屏蔽
C.静电吸附 D.摩擦起电
9.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(不与C的内壁接触)，在C附近另外有一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B，则
A.A、B两球均不偏离竖直方向
B.A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C.A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D.A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
10.(多选)(2024·濮阳市第一高级中学高二期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。下列说法正确的是(静电力常量为k)
A.金属球在静电平衡后左侧带正电，右侧带负电
B.金属球在静电平衡后左侧带负电，右侧带正电
C.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于
D.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0
[7分]
11.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
A.　　　　　　　B.
C.　　　　　　　D.
答案精析
1.C　[静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零，故C正确。]
2.C　[处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零，故a、b、c三点的电场强度都为零，处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场强度与MN在这一点产生的电场强度等大反向，由于c点离MN最近，故MN在c点的电场强度最大，则感应电荷在c点的电场强度也最大，故C正确，A、B、D错误。]
3.D　[在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网，这个金属网就是一个静电屏蔽装置，可以保护高压输电线不受外部电场的影响，故A不符合题意；超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服，这个衣服就是一个静电屏蔽装置，可以保护电力工人不受外部电场的影响，故B不符合题意；信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套，这个金属丝编织成的网就是一个静电屏蔽装置，可以保护信号传输线不受外部电场的影响，故C不符合题意；在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器，这是为了释放人体上的静电，防止静电产生火花从而引起火灾，不属于静电屏蔽应用，故D符合题意。]
4.AD　[避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，D正确；根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知底端带负电的云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确，B错误；由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误。]
5.B　[静电复印机在工作过程中，硒鼓上的“静电潜像”带正电，墨粉带负电，白纸也带正电，吸附带负电的墨粉，故B正确，A、C、D错误。]
6.B　[带电物体能吸引轻小物体，带有病毒的飞沫靠近口罩的熔喷层后，会被吸附在表面无法通过，从而起到隔离病毒的作用，属于静电吸附，故选B。]
7.BD　[尘埃在静电力作用下向收尘极迁移并沉积，而收尘极与电源正极相连而带正电，说明尘埃带负电，选项A错误；由于收尘极与电源的正极连接，电场强度方向由收尘板指向电晕极，选项B正确；尘埃带负电，在电场中受静电力的方向与电场方向相反，选项C错误；根据F=qE可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大，选项D正确。]
8.ABC　[超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成及题图甲所示防备措施应用了静电屏蔽；点火器的放电电极是钉尖形，应用了尖端放电；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，应用了静电吸附，故选A、B、C。]
9.B　[由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，由于静电感应，空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间相吸引，小球B向右偏离竖直方向，选项A、C、D错误，B正确。]
10.AC　[由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负电，故A正确，B错误；感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠加后在球内合电场强度为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即E=k=，故C正确，D错误。]
11.A　[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在此处产生的电场的电场强度大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误。](共50张PPT)
静电的防止与利用
4
第
九
章
1.知道什么是静电平衡，能掌握静电平衡状态下导体的特点(难点)。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(重点)。
3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理。
学习目标
内容索引
课时对点练
一、静电平衡
二、尖端放电
三、静电屏蔽
四、静电吸附
< 一 >
静电平衡
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种电荷。请思考下列问题：
(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
答案　自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动，向着与电场相反的方向定向移动。
(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
答案　不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止。
1.静电平衡：导体内的自由电子不再发生 。
2.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为 ，即外电场E0和感应电荷产生的电场E'的关系为E0＝－E'。
3.导体上电荷的分布：
(1)静电平衡时，导体 没有净剩电荷(未被抵消的电荷)，电荷只分布在导体的 。
(2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量) ，凹陷的位置几乎没有电荷。
4.处于静电平衡状态的导体，其外表面任一点的电场强度方向跟该点的表面 。
梳理与总结
定向移动的状态
0
内部
外表面
越大
垂直
(1)处于静电平衡状态下的导体表面和内部的合电场强度均为零。
(　　)
(2)静电平衡时，导体内部不再有电荷的定向移动。(　　)
(3)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。(　　)
×
√
×
　(来自教材)长为l的导体棒原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图所示。 当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点O处产生的电场强度
大小和方向如何？
例1
答案　见解析
静电平衡时，导体棒中点O处的电场强度为0，所以导体棒上感应电荷在O处产生的电场强度与点电荷q 在棒中点O处产生的电场强度大小相等，方向相反。E感＝k，方向向左。
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E感的大小和方向。
总结提升
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< 二 >
尖端放电
1.空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷 很大，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 ，这个现象叫作空气的电离。
2.尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被 ，而与尖端上的电荷 ，相当于导体从尖端 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 会减少电能的损失。
密度
分离
吸引
中和
失去电荷
光滑
(1)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电。(　　)
(2)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和。(　　)
(3)为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形。(　　)
(4)为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑。
(　　)
√
√
×
√
　(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
例2
在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，其功能是预防雷电击中待发射的火箭，故选C。
√
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< 三 >
静电屏蔽
1.定义：导体壳(或金属壳)内达到静电平衡后，外电场对内部 产生影响，金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。
2.实质：静电屏蔽的实质是利用了 现象，使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场的电场强度矢量和为 。
3.航天器经过地球大气层时，与大气层高速摩擦产生高温，在航天器周围形成等离子体，对航天器产生静电屏蔽作用，导致地面控制中心与航天器的通信暂时中断。
4.电梯轿厢通常是用不锈钢做的，因此在封闭的电梯里手机通信中断，也是发生了静电屏蔽。
不会
静电感应
零
　下列关于静电屏蔽实验的说法正确的是
例3
A.甲图中验电器的金属箔张开
B.乙图中验电器的金属箔不会张开
C.丙图中验电器的金属箔不会张开
D.甲、乙、丙三图中验电器的金属箔都张开
√
题图甲中金属网达到静电平衡，内部电场强度为零，金属箔不会张开，金属网屏蔽了外电场，故A、D错误；
题图乙中金属网未接地，网内的带电体在金属网内侧感应出负电荷，金属网外侧产生等量的正电荷，正电荷在金属网外侧有电场，对外界产生影响，所以金属箔会张开，故B错误；
题图丙中金属网已接地，外部电场消失，金属箔不会张开，故C正确。
静电屏蔽的两种情况
总结提升
屏蔽外电场(外屏蔽) 屏蔽内电场(全屏蔽或内屏蔽)
图示
总结提升
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，外表面的感应电荷被中和，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，用于做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体
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< 四 >
静电吸附
1.静电吸附：在电场中，带电粒子受到 的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象。
2.静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在 作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程。
3.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 的工件运动，并沉积在工件表面的
过程。
4.静电复印：复印机应用了 的原理。
静电力
静电力
正极
静电吸附
　(来自粤教教材)如图所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成。下列有关静电除尘原理的说法正确的是
A.A接高压电源负极，B接高压电源正极
B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
C.靠近B处电场强度大，B附近的空气被
电离成正离子和电子
D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成
负、正离子，分别吸附在B和A上
例4
√
在静电除尘装置中，金属管A接电源正极，金属丝B接电源负极，靠近B处电场强度很大，附近的空气被电离成正离子和电子，故C正确，A错误；
煤粉等烟尘吸附电子后带负电，被吸在金属管A上，煤粉等烟尘并未被电离成正、负离子，故B、D错误。
　(多选)(2024·龙岩市永定区高二期中)静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是
A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B.涂料微粒一定带正电
C.涂料微粒一定带负电
D.涂料微粒可能带正电，也可能带负电
√
针对训练
√
工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被喷涂工件之间形成了强电场，由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电，故A、C正确。
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< 五 >
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C D AD B B BD ABC
题号 9 10 11
答案 B AC A
对一对
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
考点一　静电平衡
1.如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为＋Q，关于O、M两点电场强度EO、EM的说法中正确的是
A.EO≠0　EM＝0 B.EO＝0　EM≠0
C.EO＝0　EM＝0 D.EO≠0　EM≠0
基础对点练
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零，故C正确。
2.一金属球原来不带电，现沿球直径的延长线上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三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，则
A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea＝Eb＝Ec
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
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答案
处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零，故a、b、c三点的电场强度都为零，处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场强度与MN在这一点产生的电场强度等大反向，由于c点离MN最近，故MN在c点的电场强度最大，则感应电荷在c点的电场强度也最大，故C正确，A、B、D错误。
考点二　静电屏蔽　尖端放电
3.(2024·亳州市高二期末)下列现象中不属于静电屏蔽应用的是
A.在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏
的金属网
B.超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服
C.信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要
包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套
D.在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器
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答案
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在三条高压输电线的上方还有两条金属导线与大地相连形成一个稀疏的金属网，这个金属网就是一个静电屏蔽装置，可以保护高压输电线不受外部电场的影响，故A不符合题意；
超高压输电线上带电作业的电力工人穿着含有金属丝织物的衣服，这个衣服就是一个静电屏蔽装置，可以保护电力工人不受外部电场的影响，故B不符合题意；
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答案
信号传输线中间是铜芯线，芯线外包裹发泡塑料，发泡塑料外面还要包一层金属丝编织成的网，最外层为防护套，这个金属丝编织成的网就是一个静电屏蔽装置，可以保护信号传输线不受外部电场的影响，故C不符合题意；
在加油站，工作人员给汽车加油前，要触摸一下静电释放器，这是为了释放人体上的静电，防止静电产生火花从而引起火灾，不属于静电屏蔽应用，故D符合题意。
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答案
4.(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，底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，乌云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.云层靠近避雷针时，针尖感应出负电荷
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附
近的电场强度小
D.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
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答案
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避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，D正确；
根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知底端带负电的云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确，B错误；
由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误。
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考点三　静电吸附
5.(来自粤教教材)下列关于静电复印机在工作过程中的说法正确的是
A.墨粉带正电
B.硒鼓上“静电潜像”带正电
C.复印过程中，白纸不带电
D.充电时让硒鼓表面带上负电
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静电复印机在工作过程中，硒鼓上的“静电潜像”带正电，墨粉带负电，白纸也带正电，吸附带负电的墨粉，故B正确，A、C、D错误。
6.如图是制作口罩的一种新颖的“静电”绝缘纤维布，熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的飞沫，这种静电的阻隔作用属于
A.静电喷涂 B.静电吸附
C.静电感应 D.尖端放电
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带电物体能吸引轻小物体，带有病毒的飞沫靠近口罩的熔喷层后，会被吸附在表面无法通过，从而起到隔离病毒的作用，属于静电吸附，故选B。
7.(多选)(来自鲁科教材)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.带电尘埃带正电荷
B.电场方向由收尘极指向电晕极
C.带电尘埃所受静电力的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静电
力越大
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答案
尘埃在静电力作用下向收尘极迁移并沉积，而收尘极与电源正极相连而带正电，说明尘埃带负电，选项A错误；
由于收尘极与电源的正极连接，电场强度方向由收尘板指向电晕极，选项B正确；
尘埃带负电，在电场中受静电力的方向与电场方向相反，选项C错误；
根据F＝qE可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大，选项D正确。
8.(多选)(来自教材改编)当我们使用有线话筒扩音时，有些由于周围环境中的静电现象或其他原因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如图甲所示防备措施。在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，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。点火器的放电电极是钉尖形如图乙所示。一位老师表演了一个“魔术”：如图丙所示，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，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。超高压带电作业的工人穿
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能力综合练
戴的工作服如图丁所示，要用包含金属丝的织物制成。以上四个实例中，应用到的物理知识有
A.尖端放电 B.静电屏蔽
C.静电吸附 D.摩擦起电
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答案
超高压带电作业的工人穿戴的工作服要用包含金属丝的织物制成及题图甲所示防备措施应用了静电屏蔽；点火器的放电电极是钉尖形，应用了尖端放电；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，应用了静电吸附，故选A、B、C。
9.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(不与C的内壁接触)，在C附近另外有一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B，则
A.A、B两球均不偏离竖直方向
B.A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
C.A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向
D.A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向
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答案
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由于静电屏蔽，小球B的电场对A无影响，小球A不会偏离竖直方向，由于静电感应，空心球C的内表面带负电，外表面带正电，小球B和空心球C之间相吸引，小球B向右偏离竖直方向，选项A、C、D错误，B正确。
10.(多选)(2024·濮阳市第一高级中学高二期末)如图所示，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为＋Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。下列说法正确的是(静电力常量为k)
A.金属球在静电平衡后左侧带正电，右侧带负电
B.金属球在静电平衡后左侧带负电，右侧带正电
C.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于
D.感应电荷在球心激发的电场强度大小等于0
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答案
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由于静电感应，金属球的左侧带正电，右侧带负电，故A正确，B错误；
感应电荷的电场正好与点电荷的电场叠加，叠加后在球内合电场强度为零，即感应电荷在金属球球心处激发的电场强度与点电荷在球心处产生的电场强度大小相等，即E＝k，故C正确，D错误。
11.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
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尖子生选练
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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在此处产生的电场的电场强度大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误。
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第
九
章

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