高二物理讲义 静电的防止与利用(人教版2019必修第三册)(含答案)

第九章静电场及其应用静电的防止与利用【考点梳理】考点一：静电感应现象1.把导体放入电场，导体内的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象．2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场等于零，导体内的自由电子不再发生移动的状态．3．静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零．(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直．(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．4．静电平衡导体上的电荷分布带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷．考点二：尖端放电与静电屏蔽技巧总结：对静电平衡的理解1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小．当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止．2．对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动．(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的．(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E.3．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．【题型归纳】题型一：静电的防止与利用1．（2020·武威第六中学高二月考）如图所示为某静电除尘器的工作原理图，根据此图请判断以下说法正确的是（）A．集尘盘负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电B．离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电C．若预过滤网破裂，不影响除尘器的除尘效果D．该除尘器能有效去除空气中的有毒气体2．（2020·汪清县汪清第四中学高二月考）关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（）。

A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧3．（2019·安徽蚌埠二中高二月考）处于强电场中的空气分子会被电离，使灰尘颗粒带电，利用此原理可以进行静电除尘．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，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．烟尘因为带负电而被吸附到缝被针上B．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大C．烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近电势能越大D．若烟尘颗粒在被吸附过程中带电量不变，离铝板越近加速度越大题型二：导体上电荷的分布与尖端放电4．（2020·靖西市第二中学高二月考）避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )A．云层中的电荷被避雷针通过导线导入大地B．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地C．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷D．以上说法都不对5．（2019·广东佛山一中高二期中）在高大的建筑物上安装避雷针的目的是A．通过尖端放电中和云层中的电荷B．避免放电现象的发生C．直接导走云层中的电荷D．增加电荷在建筑物上的积累6．（2020·全国高二课时练习）如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M、N间有两个等高的金属体A、B，A为尖头、B为圆头．将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到 ( )A．A放电B．B放电C．A、B一起放电D．A、B之间放电题型三：静电平衡的内外电场技及其电荷分布7．（2021·云南高二期末）如图所示，在一个半径为R 的均匀金属球壳左侧M 点放置一个带电量为-q 的点电荷，O 点为球壳的球心，已知M 、O 、N 三点在一条直线上，2OM R =，12ON R =。

静电力常量为K ，球壳上感应电荷在N 点产生的电场强度大小为（ ）A ．2425kqR B ．2225kqR C ．225kqR D ．245kqR 8．（2021·全国高二专题练习）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，右侧放一个电荷量为+Q 的点电荷，点电荷到金属球的球心距离为3r 。

达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）A ．金属球右侧感应出负电荷B ．点电荷Q 在金属球内产生的电场的场强处处为零C ．金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势D ．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为2Qkr 9．（2021·全国高二专题练习）长为l 的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为q +的点电荷放在距棒左端R 处，如图所示，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P 处产生的电场强度（ ）A ．大小等于0B ．大小等于2()kqR l + C ．大小等于24(2)kq R l +D ．方向向右题型四：静电屏蔽10．（2021·全国高二）2018年我国的1100千伏特高压带电作业关键技术填补世界空白。

超高压带电作业的电工穿戴的工作服是用包含铜丝的织物制成的，下列说法正确的是（）A．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用11．（2020·福建省南安市柳城中学高二期中）如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（）A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向D．A和B的位置不变12．（2020·蚌埠田家炳中学高二月考）在电力行业，有一种“超高压带电作业法”。

这种作业方法是施工人员穿上由金属丝和棉纱制成的“均压服”，使人体在接近高压带电体的过程中，逐步减小人体与高压带电体间的电势差，最终使人体的电势与高压带电体的电势相等。

下列说法正确的是（）A．“均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内电势为零，可以保护人体B．“均压服”有静电屏蔽作用，使“均压服”内的电场强度为零，可以保护人体C．当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷定向移动的速率较小，因此人体无危险D．当人体的电势与高压带电体的电势相等时，电荷在“均压服”上移动，因此人体无危险13．（2021·全国高二课时练习）下列关于静电的说法中错误的是（）A．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上C．电疗针灸是静电在医学上的应用D．飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成的危害【双基达标】一、单选题14．（2021·全国高二单元测试）人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。

防静电地板又叫做耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。

地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体。

下列关于防静电地板的说法，正确的是（）A．地板下面铺设铝箔的作用是防潮B．地板必须是绝缘体材料C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可15．（2021·浙江高二开学考试）生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电，下列关于静电的说法错误的是（）A．在地毯中夹杂0.050.07mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害B．静电复印机应用了静电吸附原理C．印染厂应该保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害D．在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的金属丝，这样做能起到静电屏蔽的作用16．（2017·醴陵市第一中学高二期末）下列关于避雷针的说法中，正确的是（）A．避雷针避雷是不让电荷在云层中产生B．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形C．避雷针避雷是利用尖端放电的原理D．避雷针安装在高大建筑物顶部，不能接地17．（2021·全国高二专题练习）如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态。

下列说法正确的是（）A．导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度B．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA =EBC．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA ＜EBD．当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动18．（2021·全国高二专题练习）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，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属网罩B，则（）A．金属网罩B的内表面带正电荷，φB =φC=0B．金属网罩B的右侧外表面带正电荷C．验电器的金属箔片将张开，φB <φCD．φB ≠φC，金属网罩B左、右两侧的电势不相等19．（2021·全国高二专题练习）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20．（2021·全国高二单元测试）如图为静电除尘器除尘机理的示意图。

尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。

下列表述不正确的是（）A．到达集尘极的尘埃带负电荷B．电场方向由放电极指向集尘极C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大21．（2021·全国高二专题练习）如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点。

在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离。

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。