第7节 静电现象的应用
高中物理 第一章 8 第7节 静电的应用及危害随堂演练(含解析)教科版选修3-1-教科版高二选修3-
静电的应用与危害1．如下哪些现象属于静电的应用( )A．油罐车上有一根拖地的链条B．家用电器上的插头使用三头的，其中一头用于接地C．空气静电净化器D．在高大建筑物上安装避雷针解析：选C.A、D选项均是防止静电，B是防止漏电，一般不是防止静电的，C选项才是静电的应用．2．人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘，这是因为( )A．人造纤维的导电性好，容易吸引灰尘B．人造纤维的导电性好，容易导走静电，留下灰尘C．人造纤维的绝缘性好，不易除掉灰尘D．人造纤维的绝缘性好，容易积累静电，吸引灰尘解析：选D.人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘是由于人造纤维易带电，使灰尘产生静电感应而被吸引．而易带电的原因是绝缘性好不易导走静电而使电荷积累，所以D正确．3．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展研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，如下各同学的理由正确的答案是( )A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．乙认为电工被铜丝编织的衣服包裹，使身体能够导电，对人体起保护作用C．丙认为电工被铜丝编织的衣服包裹，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解析：选C.电工穿的铜丝编织的高压作业服可以有效防止电工受到电击，使内部场强处处为零，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，其他选项均错误．4．(多项选择)如下列图，P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引( )解析：选AC.在A、D选项中，P在外部，由于静电感应N的远P端带负电，但内部被屏蔽，无电场，故A中S不被吸引，而D中的S被吸引，A正确，D错误；在B、C选项中，P在N 的内部，由于静电感应N的外外表带负电荷，但因C项中的N接地，外外表无电荷，故C 项中的S不被吸引，而B项中的S可被吸引，故C正确，B错误．5．静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸〞之说，但如下不属于静电现象的是( )A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D．从枯燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉解析：选C.用塑料梳子梳头发时相互摩擦，塑料梳子会带上电荷吸引纸屑，选项A属于静电现象；带电小球移至不带电金属球附近，由于静电感应，金属球在靠近带电小球一端会感应出与带电小球异号的电荷，两者相互吸引，选项B属于静电现象；小线圈接近通电线圈过程中，由于电磁感应现象，小线圈中产生感应电流，选项C不属于静电现象；从枯燥的地毯上走过，由于摩擦生电，当手碰到金属把手时瞬时产生较大电流，人有被电击的感觉，选项D属于静电现象．一、单项选择题1．避雷针能够防止建筑物被雷击的原因是( )A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对解析：选B.带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的静电，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而防止遭受雷击，所以只有B正确．2．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了( )A．除菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电解析：选B.在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，因此只有B选项正确．3．请用学过的电学知识判断如下说法正确的答案是( )A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险解析：选B.由电学知识，汽油桶用金属材料可以与时将产生的静电导走，故B对．绝缘衣在高电压下可能被击穿，而穿金属衣可以起到屏蔽作用，故A错．由静电屏蔽知识可知D 错．小鸟站在单根高压输电线上，因为两爪之间的电压为零，故小鸟不会被电死，故C错．4．关于静电喷漆的说法，如下正确的答案是( )A．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带正电，物体带正电，相互排斥而扩散开来B．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带负电，物体带正电，相互吸引而被物体吸附C．从喷枪喷出的油漆粒子带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上D．因为油漆粒子相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆解析：选C.喷枪喷出的油漆粒子带正电，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，把油漆吸到外表，从而减少了浪费，所以只有C正确．5．关于静电除尘的说法中正确的答案是( )A．进入除尘器后，烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动B．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C．烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动D．烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到解析：选B.静电除尘器的两个电极接高压电源，形成强电场，使空气发生电离，自由电子在电场力作用下，向正极加速运动，电子被烟雾颗粒吸附后，一起向电源正极运动，在正极积聚大量颗粒，在重力作用下，从除尘器的下部排出，故A、C、D都不对，只有B对．6.如下列图是静电除尘原理示意图，A为金属管、B为金属丝，在A、B之间加上高电压，使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到A极上，排出的烟就比拟清洁了．有关静电除尘的装置，如下说法中正确的答案是( )①金属管A应接高压电源的正极，金属丝B接负极②金属管A应接高压电源的负极，金属丝B接正极③C为烟气的进气口，D为排气口④D为烟气的进气口，C为排气口A．①③B．②④C．①④D．②③解析：选A.由题意电子在向A极运动过程中被烟气中的煤粉俘获可知A为高压正极，B为高压负极．烟气应从下往上排出．故A选项正确．二、多项选择题7．如下列图，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( )解析：选ABD.A图中，由于金属壳发生静电感应，内部场强为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A对；B图中金属壳同大地连为一体，同A一样，外壳起到屏蔽外电场的作用，B对；C中电荷会引起金属壳内外外表带电，外外表电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错；将金属壳接地后，外外表不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D对．8．如下关于静电的说法中正确的答案是( )A．静电植绒是利用异性电荷相吸引而使绒毛吸附在底料上B．复印机是利用异性电荷相吸引而使碳粉吸附在硒鼓上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，是为了防止静电对飞机造成的危害解析：选ABD.静电植绒、复印机是利用了异种电荷相互吸引的原理，飞机轮胎用导电橡胶制成是为了把产生的静电导入大地，而电疗针灸是利用电流的生物效应．所以A、B、D正确，C错误．9.如下列图，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是( )A．鸟的脚爪与金属架绝缘B．鸟与笼电势一样，无电势差C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外外表D．起电机使笼带电，笼的电势不会很高解析：选BC.由于金属鸟笼的静电屏蔽作用，使得鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外外表，C正确；处于静电平衡状态的鸟笼是一个等势体，其上各点电势都相等，故B正确；鸟的脚爪与金属架不是绝缘的，A错误；起电机使鸟笼带电，电势可以达到很高，D错误．10.如图是某种静电矿料分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧．对矿粉别离的过程，如下表述正确的有( )A．带正电的矿粉落在右侧B．电场力对矿粉做正功C．带负电的矿粉电势能变大D．带正电的矿粉电势能变小解析：选BD.由题图可知，电场方向水平向左，带正电的矿粉所受电场力方向与电场方向一样，所以落在左侧；带负电的矿粉所受电场力方向与电场方向相反，所以落在右侧，选项A 错误．无论矿粉所带电性如何，矿粉均向所受电场力方向偏转，电场力均做正功，选项B 正确；电势能均减少，选项C错误，选项D正确．11.如下列图，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，这是因为( )A．烟尘在高压电场作用下带上了负电B．烟尘在高压电场作用下带上了正电C．带负电的烟尘吸附在线圈上，因此看不到有烟冒出D．带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出解析：选AC.烟尘在直导线和管外线圈形成的高压电场作用下，带上了负电．带负电的烟尘颗粒被吸附到了带正电的线圈上，因此看不到有烟冒出，A、C项正确．三、非选择题12．如下列图，在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<L)的空心金属球，且球心位于O点，求球壳上的感应电荷在O点处的场强大小和方向．解析：球壳处于静电平衡时内部场强处处为0，故O点场强为0.所以E感－E＝0.球壳上的感应电荷在O 点处的场强大小等于A 、B 在O 点产生的合场强 E 感＝E A ＋E B ＝k Q⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＋k 2Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22＝12kQ L 2， 方向沿AB 指向B .答案：12kQ L 2 沿AB 指向B。
静电现象的应用教学设计
静电现象的应用教学设计《静电现象的应用》是高中物理选修3的内容，是对静电感应的深入研究和具体应用。
以下是我为你整理的，希望能帮到你。
《静电现象的应用》教学设计【设计思想】静电感应是电学内容的一个难点。
在静电感应过程中，电荷如何移动，达到静电平衡状态时，正、负电荷如何分布。
这些都是学生所难以掌握的。
对于静电场中的导体达到静电平衡状态时，导体内部场强处处为零，带电导体上的静电荷只分布在导体的外表面上。
通过采取分组实验与演示实验相结合，实现课堂教学创新，提高课堂教学效率和教学效果。
【设计方案】知识与技能：1、知道静电平衡产生原理。
2、知道静电平衡状态的特点。
3、知道导体上的电荷分布。
4、知道尖端放电和静电屏蔽。
过程与方法：一、通过小组讨论掌握导体达到静电平衡的过程。
二、分析生活中的静电现象。
情感态度与价值观：(1、联系生活，知道生活中常见的静电现象。
2、培养学习物理的兴趣。
【重、难点】理解导体达到静电平衡状态时的特点。
【教具】演示：塑料板、装有小鸟的铁鸟笼、电子感应圈、法拉第笼分组：起电机、金属笼、导线、验电器。
【教学过程】导入新课：(演示1)静电吸附生产和生活中的静电现象很多，比如(静电吸附演示)老师用毛巾擦塑料板，请看，刚才老师用静电吸附展示了我们的课题，接下来请同学们看个小实验。
(演示2)电击铁笼中的小鸟实验这是一个金属笼，笼中有一只小鸟，小鸟落脚的地方都是用金属丝和金属盘制成，是不是都应该是导电的?(是)下面我用高压电去电击小鸟，请同学们猜想一下小鸟会怎么样?(死掉)是不是我们一起来做一下。
这是一个电子感应圈，它可以产生上万伏的高压，接通电源，请同学们注意观察。
这是高压电，小鸟为什么还能安然无恙?带着这个问题，我们开始本节课的学习。
新课教学：《板书》一、静电平衡首先同学们跟老师一起来回忆一下静电平衡。
将一块不带电的导体放入一个水平向右的匀强电场E0中，导体内存在大量的自由电子，它会受到哪个方向的电场力?(左)会怎样运动?(向左定向移动)，所以在导体的左侧会积聚(负电荷)，由于自由电子的转移右侧会积聚等量的(正电荷)。
【金版教程】2014年高中物理 第一章《第7节 静电现象的应用》课件 新人教版选修3-1
如果事先用金属网罩把验电器罩住，如图 (b)所示，验电器 的箔片就不张开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不 张开．这表明金属网罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场的影 响．
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋ q.由于静电 感应， 导体壳内外表面感应出等量的种电荷． 其电场线如图(a) 所示，当把导体壳接地后，＋q 在壳内的电场对壳外空间就没有 影响了，如图(b)所示．
A．A 端接一下地，导体将带正电荷 B. A 端接一下地，导体将带负电荷 C．枕形导体的 A 端电势低，B 端电势高 D．导体上的感应电荷在导体内部产生的场强为零
答案：B
解析：将枕形导体接地，则枕形导体带负电，故 A 项错，B 项对．枕形导体处在静电平衡状态，是一个等势体，A 端与 B 端 的电势相等，故 C 项错；小球 Q 和枕形导体的感应电荷在枕形 导体内部的合场强为零，故 D 项错．
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，是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零．
3. 条件 内部电场处处为零，即 E 内＝0. 由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应电 荷在导体内部形成与电场 E0 反向的电场 E′，在导体内任一点 E′＝－E0，使得合电场强度 E 内＝0.
答案：B
解析：静电平衡，则内部场强为零，电荷量增加，瞬间再次 平衡，使场强仍为零．
知识点二
静电平衡电荷分布
2. 如图所示，将一个带正电的小球 Q 放在本身不带电的枕 形导体 AB 靠近 A 端一侧，由于静电感应，枕形导体的 A、B 两 端分别出现“－”、“＋”感应电荷．则以下说法中正确的是 ( )
第一章 静电场 第7、8节
第7节 静电现象的应用1．静电平衡状态(1)概念：导体内的自由电子不发生定向移动时，导体就达到了静电平衡状态． (2)静电平衡状态导体的特征 ①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零． ②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任一点场强方向与该点的所在表面垂直． ③静电平衡状态下的导体是个等势体．④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体外表面上．2．尖端放电(1)达到静电平衡时，导体表面越尖的地方，电荷分布的密集度越大．(2)尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性空气分子电离成正负离子，那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这种现象叫做尖端放电．(3)应用与防止应用举例：避雷针；防止举例：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电．3．对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是( )A ．导体内部既无正电荷，又无负电荷B ．导体内部和外表面处的电场均为零C ．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零D ．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果答案 D解析 导体处于静电平衡状态时，其内部无净电荷，即其正、负电荷总量相等，电荷量为零.其表面处有净电荷，以至于该处电场不为零．4．一个带电金属球，当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部场强( )A ．一定增加B ．一定减弱C ．可能增加也可能减弱D. 不变答案 D【概念规律练】知识点一 感应电荷产生的场强的计算1. 如图1所示，长为l 的导体棒水平放置，原来不带电，现将一带电荷量为＋q 的点电荷放在距离棒左端R 处，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒的中点处产生的场强等于多少？方向如何？图1 答案 kq/(R ＋l 2)2 方向水平向左 解析 导体棒在点电荷＋q 的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任一点都有两个电场，即外电场——＋q 在该点形成的电场E ，感应电场——棒上感应电荷在该点形成的电场E ′，达到静电平衡时E ＝E ′.题中所求的即为E ′，于是我们转化为求E.棒的中点距离＋q 为r ＝R ＋l/2，于是E ′＝E ＝kq (R ＋l 2)2，E 和E ′方向相反，水平向左．2. 如图2所示，点电荷A 和B 带电荷量分别为3.0×10－8 C 和－2.4×10－8 C ，彼此相距6 cm.若在两点电荷连线中点O 处放一个半径为1 cm 的金属球壳，求球壳感应电荷在该中点处产生的电场强度．图2答案 5.4×105 N/C 方向由O 指向A解析 ＋q 1在O 点的场强大小为E 1＝k q 1(d 2)2＝3×105 N/C ，方向由O 指向B ；－q 2在O 点的场强大小为E 2＝k q 2(d 2)2＝2.4×105 N/C ，方向由O 指向B ；设感应电荷在O 点的场强为E 3，由静电平衡条件知E 3＝E 1＋E 2＝5.4×105 N/C ，方向由O 指向A.点评 处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即外加电场与感应电荷的电场场强大小相等，方向相反，因此只需求出外加电场的场强，便可求得感应电荷产生的场强．知识点二 静电平衡状态电势特点与电荷分布规律3. 如图3所示，水平放置的金属板正上方放有一固定的正点电荷Q ，一表面绝缘的带正电小球(可视为质点且不影响Q 的电场)，从左端以初速度v 0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中( )图3 A ．小球做匀速直线运动B ．小球先做减速运动，后做加速运动C ．小球的电势能保持不变D ．静电力对小球所做的功为零答案 ACD解析 由于金属板处于点电荷Q 形成的电场中，达到静电平衡后，金属板的上表面是一个等势面，表面上电场线是垂直向下的，所以小球受到重力、支持力、向下的电场力，合力为零，故小球做匀速直线运动．电场力对小球不做功．选A 、C 、D.点评 静电平衡状态下的导体是一个等势体，其外表面是一个等势面，因而在其表面上电场线与表面垂直．4．如图4所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A 和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )图4A ．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B 的内壁接触一下后再跟A 接触B ．用取电棒C 先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触C ．用绝缘导线把验电器跟取电棒C 的导体部分相连，再把取电棒与B 的内壁接触D ．使验电器A 靠近B答案 BCD解析 在A 选项中先和B 的内壁接触后，由于B 的内壁本身没有电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；而B项中可以使C球带电，从而使A球带电；C项中用绝缘导线实际上将验电器和B连成了一个导体，A球因接触而带电；D项中是感应起电．所以B、C、D项正确．点评处于静电平衡状态的导体，其电荷只能分布在导体的外表面上．因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未被抵消的电荷．假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零．知识点三静电屏蔽5．下列实验中，验电器的金属箔会张开的图是()答案 B解析A中不会张开，金属网可以屏蔽外电场．B中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响．C中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响．6. 如图5所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则()图5A．球壳内壁带负电B．球壳外壁带正电C．球壳外壁不带电D．若将接地线去掉再移出正电荷，壳外壁带负电答案ACD解析球壳内正电荷产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内表面出现等量异种电荷，球壳的外表面出现等量同种电荷，当球壳接地时，不论内表面接地还是球壳外表面接地，待稳定后球壳的电势必定为零．球壳的外表面无感应电荷，球壳外也没有静电场，这就是接地导体壳的静电屏蔽作用．故A、C选项正确．若将接地线断开再移去壳内正电荷时，壳内表面的负电荷就会分布到球壳的外表面上，内壁不再带电．故D选项正确．【方法技巧练】一、感应电荷电场线的确定方法7. 如图6所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线．(用实线表示，要求严格作图)图6答案如图所示解析画出感应电荷形成的附加电场在A圆盘内的三条电场线(实线)如图所示．导体A 处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点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．方法总结处于静电平衡状态下导体内部由点电荷产生的电场(外电场)、感应电荷产生的电场，其实际电场为叠加后的合电场，且为零．因此，根据外加电场情况便可确定感应电荷的电场分布情况．二、电荷分布情况的确定方法8. 如图7所示，A为空心金属球，B为金属球，将另一带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手摸一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则()图7A．A球带负电，B球带正电B．A球带负电，B球不带电C．A、B两球都带负电D．A、B两球都带正电答案 B解析首先带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，根据静电感应现象可知，A 球内表面感应带负电荷，外表面感应带正电荷，手接触A相当于A接地，由地面上来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，A球外表面电势为零，此时A球对外起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部．电子为何从地面流入A球？因为带正电的A球外表面电势比地面零电势高，手触A后，电子由低电势流向高电势，此时B球电势也为零．手离开A后，C球不动，各处场强及电势分布情况不变，所以手接触B时，无电荷移动，所以B球不带电．当带正电的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以A球带负电．C球移走后，A球内表面负电荷移至外表面，这是因为带电导体处于静电平衡状态时，导体内部和空腔内表面均没有静电荷，电荷均分布在导体的外表面．由上述可知，选项B 是正确的．9. 一个带有绝缘座的空心金属球壳A带有4×10－8 C 的正电荷，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8C 的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图8所示，则A、B带电荷量分别为()图8A．Q A＝1×10－8 C Q B＝1×10－8 CB．Q A＝2×10－8 C Q B＝0C．Q A＝0Q B＝2×10－8 CD．Q A＝4×10－8 C Q B＝－2×10－8 C答案 B解析B与A接触后，净电荷全部分布在外表面，内壁电荷量为零．点拨处于静电平衡状态的导体，净电荷仅分布在外表面．1．一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正电荷，其电场分布是下图中的哪一个()答案 B2．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险答案 B解析由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错；金属可以消除多余的静电，B项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误．3. 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9所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电场分别为E a、E b、E c，三者相比有()图9A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c答案 C解析处于静电平衡的导体内部电场处处为零，故a、b、c三点的电场都为零，静电平衡的导体内部电场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与MN在这一点产生的电场等大反向．比较a、b、c三点感应电场的电场强度，实质上是比较带电体MN在这三点的电场．由于c点离MN最近，故MN在c点的电场最大，感应电荷在c点电场也最大．正确选项为C项．点拨静电平衡的导体内部的电场强度为零是空间中所有电荷在导体内任一点产生的电场强度的矢量和为零．4．金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图10所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连．验电器的金属箔将()图10A．不会张开B．一定会张开C．先张开，后闭合D．可能会张开答案 B解析处于静电平衡状态的导体，净电荷仅分布在外表面，细导线将球壳内壁与验电器连接后，验电器应看做是金属球壳的外部．5. 如图11所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是()图11A ．导体腔内任意点的场强B ．导体腔内任意点的电势C ．导体外表面的电荷量D ．导体空腔内表面的电荷量答案 ABD解析 静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，且内表面不带电，故选项A 、D 正确；由于导体接地，故整个导体的电势为零，选项B 正确；导体外表面受带电体Q 的影响，所带电荷量不为零，故选项C 不正确．6．图12中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，到球心的距离为r.该点电荷的电场在球心的场强大小等于( )图12A ．k Q r 2－k Q R 2B ．k Q r 2＋k Q R 2C ．0D ．k Q r 2 答案 D7．如图13所示，在真空中，把一个绝缘导体AB 向带负电的小球P 缓慢靠近(不相碰)，下列说法中正确的是( )图13 A ．B 端的感应电荷越来越多B ．导体内部场强越来越大C ．导体的感应电荷在M 点产生的场强恒大于在N 点产生的场强D ．感应电荷在M 、N 两点产生的场强相等答案 AC解析 绝缘导体AB 缓慢靠近带负电的小球P 的过程中，导体AB 始终处于静电平衡状态．其内部场强一直为零．由于外电场越来越强，导体B 端的感应电荷会越来越多，由于外电场在M 点的场强恒大于N 点的场强，而感应电荷的场强与外电场的场强大小相等、方向相反，所以感应电荷在M 点的场强恒大于在N 点产生的场强．8. 如图14所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A 放入腔中，当静电平衡时，图中a 、b 、c 三点的场强E 和电势φ的关系是( )图14 A ．E a >E b >E c ，φa >φb >φcB ．E a ＝E b >E c ，φa ＝φb >φcC ．E a ＝E b ＝E c ，φa ＝φb >φcD ．E a >E c >E b ，φa >φb >φc答案 D9. 如图15所示，带电荷量为＋q 的点电荷与均匀带电薄板相距为2d ，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a 点处的电场强度为零，根据对称性，带电薄板在图中b 点处产生的电场强度大小为________，方向________．(静电力常量为k)图15答案 k q d 2 向左 解析 a 点处的场强由两部分组成，一是点电荷在a 处的场强，大小为E ＝k q d 2，方向向左；二是带电薄板在a 处的场强，由题知，这两个场强的合场强为零，所以薄板在a 处的场强大小为E a ＝k q d 2，方向向右．根据对称性可知，薄板在b 处的场强为E b ＝k q d 2，方向向左．第8节 电容器的电容1．任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器，使电容器两个极板分别带上等量异种电荷的过程叫做充电，两极板同时失去电荷的过程叫做放电．电容器的带电荷量是指其中一个极板上带电荷量的绝对值．2．电容器的电容是这样定义的，电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值．它的物理意义是表示电容器容纳电荷本领的物理量．在国际单位制中的单位是法拉，符号用F 表示．电容的定义式是C ＝Q U，但电容的大小与定义它的Q 和U 无关． 3．平行板电容器的电容与两平行板的正对面积成正比，与有无电介质有关，与电介质的相对介电常数成正比，与两平行板间的距离成反比．4．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是( )A ．根据C ＝Q/U 可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比B ．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比C ．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D ．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板间的电压无关答案 BCD解析 由于电容器的电容是表征电容器容纳电荷本领的物理量，是电容器的一种特性．一个电容器对应惟一的电容值，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比．因此，A 错误，C 、D 正确．由于电容是定值，由Q ＝CU 知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，故B 正确．5．下列关于电容器的叙述中正确的是( )A ．电容器是储存电荷和电能的容器，只有带电的容器才称为电容器B ．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都能组成电容器，而且跟这两个导体是否带电无关C ．电容器所带的电荷量是指其中一个极板所带电荷量的绝对值D ．电容器充电过程是将其他形式的能转化成电容器的电能并储存起来；电容器放电过程是将电容器储存的电能转化为其他形式的能答案 BCD【概念规律练】知识点一 电容器的电容 1．根据电容的定义式C ＝Q U知( ) A ．电容器的电容越大，则电容器所带电荷量应越多B ．电容器两极板间电压越大，电容越大C ．电容器的电容与电荷量成正比，与电压成反比D ．电容器的电容不随带电荷量及两极板间电压的变化而变化答案 D解析 认识到电容器的电容是由电容器本身决定，与所带电荷量、两极板间的电压无关．公式C ＝Q U是定义式，它可以适用于任何电容器，但绝不能说C 与Q 成正比，或C 与U 成反比．2．对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )A ．将两极板的间距加大，电容将增大B ．将两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小C ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大D ．在下极板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大答案 BCD解析 影响平行板电容器电容大小的因素有：①随正对面积的增大而增大；②随两极板间距离的增大而减小；③在两极板间放入电介质，电容增大．据上面叙述可直接看出B 、C 选项正确，对D 选项，实际上是减小了平行板的间距．所以本题正确选项为B 、C 、D.知识点二 电容器的电容、电荷量、电压之间的关系3．有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V ，现使它的电荷量减少3×10－4 C ，于是电容器两板间的电压降为原来的13，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？答案 150 μF 4.5×10－4 C 150 μF解析 电容器两极板间电势差的变化量为：ΔU ＝(1－13)U ＝23×3 V ＝2 V ， 由C ＝ΔQ ΔU ，有C ＝3×10－42F ＝1.5×10－4 F ＝150 μF. 设电容器原来的电荷量为Q ，则Q ＝CU ＝1.5×10－4×3 C ＝4.5×10－4 C.电容器的电容是由本身决定的，与是否带电无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150 μF.点评 (1)电容器电容的定义式C ＝Q U中的Q 为电容器的带电荷量，是其中一个极板上带电荷量的绝对值，不是两个极板上的电荷量总和或绝对值总和．(2)电容器的电容也可用公式：C ＝ΔQ ΔU，ΔQ 表示电荷量的变化，ΔU 表示电压的变化． 4. 计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器，如图1所示．电容的计算公式是C ＝εr S d，其中常量εr ＝9.0×10－12 F·m －1，S 表示两金属片的正对面积，d 表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d 发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发生相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF ，电子线路就能发生相应的信号，那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？图1答案 0.15 mm 解析 先求得未按下时的电容C 1＝0.75 pF ，再由C 1C 2＝d 2d 1，得ΔC C 2＝Δd d 1和C 2＝1.00 pF ，得Δd ＝0.15 mm.【方法技巧练】一、平行板电容器动态问题的处理方法 5．如图2所示，用静电计可以测量已充电的平行板电容器两极板之间的电势差U ，现使B 板带电，则下列判断正确的是( )图2A ．增大两极板之间的距离，指针张角变大B ．将A 板稍微上移，静电计指针张角将变大C ．若将玻璃板插入两板之间，则静电计指针张角将变大D ．若将A 板拿走，则静电计指针张角变为零答案 AB解析 电容器上所带电荷量一定，由公式C ＝εr S 4πkd ，当d 变大时，C 变小．再由C ＝Q U得U 变大；当A 板上移时，正对面积S 变小，C 也变小，U 变大；当插入玻璃板时，C 变大，U 变小；当将A 板拿走时，相当于使d 变得更大，C 更小，故U 应更大，故选A 、B. 方法总结 ①电容器充电后断开电源，则电容器所带电荷量Q 保持不变，当极板距离d ，正对面积S 变化时，有：C ＝εr S 4πkd ∝εr S dU ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝ d εr SE ＝U d ＝Q Cd ＝4πkdQ εr Sd ∝1εr S②本题中两板间的电压增大时，静电计指针张角变大，两板间的电压变小时，静电计指针张角变小. 电容器的动态变化分两大类：一类是电荷量不变，一类是电压不变，解题时一定弄清楚．6．如图3所示电路中，A 、B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关S 合上后，静电计指针张开一个角度，下述做法可使静电计指针张角增大的是( )图3A ．使A 、B 两板靠近一些B ．使A 、B 两板正对面积错开一些C ．断开S 后，使B 板向右平移拉开一些D ．断开S 后，使A 、B 正对面积错开一些答案 CD解析 图中静电计的金属杆接A 极，外壳和B 板均接地，静电计显示的是A 、B 两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高，当合上S 后，A 、B 两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压，不变，静电计指针张角不变；当断开S 后，板间距离增大，正对面积减小，都将使A 、B 两板间的电容变小，而电容器电荷量不变，由C ＝Q U可知，板间电压U 增大，从而使静电计指针张角增大．正确选项为C 、D.方法总结 当电容器始终连接在电源上时，两极板间的电压保持不变，根据下列几式讨论C 、Q 、E 的变化情况．C ＝εr S 4πkd ∝εr S d Q ＝UC ＝Uεr S 4πkd ∝εr S dE ＝U d ∝1d二、电容器的综合问题的分析方法7．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点，如图4所示，以E 表示电容器两极板间的电场场强，U 表示电容器两极板间的电压，E P 表示正电荷在P 点的电势能．若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示的位置．则( )图4A ．U 变小，E 不变B ．E 变大，E P 变大C ．U 变小，E P 不变D ．U 不变，E P 不变答案 AC解析 当平行板电容器充电后与电源断开时，对有关物理量变化的讨论，要注意板间电场强度的一个特点：E ＝U d ＝Q Cd ＝4πk εr ·Q S，即对于介质介电常数为εr 的平行板电容器而言，两板间的电场强度只与极板上单位面积的带电荷量成正比．带电荷量Q 不变，两板间的电场强度E 保持不变，由于板间距离d 减小，据U ＝Ed 可知，电容器两极板间的电压U 变小．由于场强E 保持不变，因此，P 点与接地的负极板间的电势差保持不变，即P 点的电势保持不变，因此电荷在P 点的电势能E P 保持不变，所在本题的正确选项是A 、C.8．平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合开关S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图5所示，则( )图5A ．保持开关S 闭合，带正电的A 极板向B 极板靠近，则θ角增大B ．保持开关S 闭合，带正电的A 极板向B 极板靠近，则θ角不变C ．开关S 断开，带正电的A 极板向B 极板靠近，则θ角增大D ．开关S 断开，带正电的A 极板向B 极板靠近，则θ角不变答案 AD解析 球在电场中平衡，则所受电场力、重力及绳的拉力的合力为零．由平衡条件得tan θ＝qE mg，故要判断θ的变化，只需判断电场强度E 的变化即可．S 闭合时，U 不变，A 向B 靠近，d 减小，由E ＝U d，可知E 增大，θ角增大，故A 正确；S 断开，则Q 不变，A 向B 靠近，E 不变，则θ角不变，故D 选项正确．1．关于电容器和电容的概念下列说法正确的是( )A ．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器B ．用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷C ．某一电容器带电荷量越多，它的电容就越大D ．某一电容器两板间的电压越高，它的电容就越大 答案 AB2．有一个正充电的电容器，若使它带的电荷量减少了3×10－6 C ，则其电压降为原来的13，则( ) A ．电容器原来带的电荷量是9×10－6 CB ．电容器原来带的电荷量是4.5×10－6 C C ．电容器原来的电压可能是5 VD ．电容器原来的电压可能是5×10－7 V 答案 BC解析 由题意知Q U ＝Q －3×10－6U/3解得Q ＝4.5×10－6 C ．当U 1＝5 V 时，C 1＝Q U 1＝4.5×10－65 F ＝0.9 μF ；当U 2＝5×10－7 V 时，C 2＝Q U 2＝4.5×10－65×10－7F ＝9 F ．电子线路上电器的电容不可能达到(F)数量级，故原电压值不可能是5×10－7V.3．一个空气平行板电容器，极板间相距d ，正对面积S ，充以电荷量Q 后，两极板间电压为U ，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是( )A ．将电压变为U/2B ．将带电荷量变为2QC ．将极板间的距离变为d/2D ．两板间充满介电常数为2的电介质 答案 CD解析 电容器的电容与电容器极板上的电荷量、电压无关，所以选项A 、B 不正确；根据公式C ＝εr S4πkd，可以知道选项C 、D 正确．4．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图6所示)．设若两极板正对面积为S ，极板间的距离为d ，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若( )图6A ．保持S 不变，增大d ，则θ变大B ．保持S 不变，增大d ，则θ变小C ．保持d 不变，减小S ，则θ变小D ．保持d 不变，减小S ，则θ不变 答案 A解析 静电计指针偏角体现电容器两板间电压大小．在做选项所示的操作中，电容器电荷量Q 保持不变，C ＝Q U ＝εr S4πkd.保持S 不变，增大d ，则C 减小，U 增大，偏角θ增大，选项A 正确，B 错误；保持d 不变，减小S ，则C 减小，偏角θ也增大，故选项C 、D 均错．5．一平行板电容器两极板间距为d 、极板面积为S ，电容为ε0S/d ，其中ε0是常量．对此电容器充电后断开电源．当增加两板间距时，电容器极板间( )A ．电场强度不变，电势差变大。
高中物理 第一章 9 第7节 静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
[解析] A 在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带 正电，BC 相互吸引，所以 B 向右偏； 而金属空腔可以屏蔽外 部电场，所以 B 的电荷对空腔 C 的内部无影响，即 AB 之间无 相互的静电力，所以 A 位置不变． [答案] A
3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度__处__处__为__0____．
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的电场强 度方向必与这点的表面_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 面是个___等__势__面_____．
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生 影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响． (2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电 场对腔外空间产生影响．
(2019·湖南衡阳高二期中)如图所示，将 悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的 金属空心球 C 内(始终不与球接触)，现将一个 悬挂在绝缘细线上的带负电的小球 B 放在 C 附近，待稳定后， 以下说法正确的是( ) A．A 对 B 无静电力作用，B 对 A 无静电力作用 B．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 C．A 对 B 的静电力向左，B 对 A 的静电力向右 D．A 的位置不变，B 的位置也不变
②自由电子要向电场 E0 的反方向做定向移动，并在导体的一个 侧面聚集，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩” 的等量的正电荷，导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电 荷，如图乙所示． ③等量异种电荷在导体内部形成与电场强度 E0 反向的电场强 度 E′，在导体内任一点的电场强度可表示为 E 内＝E0＋E′，因 附加电场 E′总与外电场 E0 方向相反，叠加的结果削弱了导体内 部的电场，随着导体两侧感应电荷的继续增加，附加电场 E′增 强，合电场强度 E 内将逐渐减小，当 E 内＝0 时，自由电子的定 向移动也就停止了，这时就达到了静电平衡状态，如图丙所示．
高二物理第1章第7节静电现象的应用练习题及答案解析
1．导体处于静电平衡时；下列说法正确的是()A．导体内部没有电场B．导体内部没有电荷；电荷只分布在导体的外表面C．导体内部没有电荷的运动D．以上说法均不正确答案：ABC2．一个不带电金属球壳；在它的球心放入一个正电荷；其电场分布是图1－7－8中的()图1－7－8解析：选B.由于处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零；故A选项不正确；由于空腔内部有一个正电荷；故在空腔内表面感应出等量的负电荷；外表面感应出等量的正电荷；因此C、D选项不正确；因外表面上分布有正电荷；故电场线应呈辐射状；所以B选项正确．3．如图1－7－9所示；在原来不带电的金属细杆ab附近P处；放置一个正点电荷；达到静电平衡后；下列说法正确的是()图1－7－9A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处的场强的方向由a指向b解析：选B.处于静电平衡状态的导体；内部场强为零；整体是一个等势体；由此判断选项B 正确．4．如图1－7－10所示；两个相同的空心金属球M和N；M带－Q电荷；N不带电(M、N 相距很远；互不影响)；旁边各放一个不带电的金属球P和R；当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时()图1－7－10A．P、R上均出现感应电荷B．P、R上均没有感应电荷C．P上有；而R上没有感应电荷D．P上没有；而R上有感应电荷解析：选D.当将带正电Q的小球放入M的空腔中时；对M产生静电感应使M的内表面带负电；而外表面带正电；其电荷量为Q；它与原来金属球M外表面所带的－Q正好中和；使外表面不带电；实际上是M所带－Q被吸引至内表面；所以金属球M外部不存在电场；不能对P产生静电感应；P上没有感应电荷．当将带正电Q的小球放入原来不带电的N的空腔中时；对N产生静电感应；使N内表面带负电荷；N外表面带正电荷；N外部有电场；对R产生静电感应；使左端带负电；右端带正电．选项D正确．5．有一绝缘空心金属球A；带有4×10－6C的正电荷；一个有绝缘柄的金属小球B；带有2×10－6C的负电荷；若把B球跟A球的内壁相接触；则B球上的带电荷量为________C；A球上的带电荷量为________C；电荷分布在________．解析：B跟A相接触后；它们成为一个导体；所有电荷都将分布在导体的外表面．在A的外表面；部分正电荷与所有负电荷发生中和现象；未被中和的正电荷仍分布在A的外表面．答案：0＋2×10－6A的外表面一、选择题1．处于静电平衡中的导体；内部场强处处为零的原因是()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场强为零C．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零D．以上解释都不正确答案：C2．图1－7－11中接地金属球A的半径为R；球外点电荷的电荷量为Q；到球心的距离为r.该点电荷的电场在球心的场强等于()图1－7－11A．k错误!－k错误! B．k错误!＋k错误!C．0 D．k错误!解析：选D.本题求解的是点电荷Q在球心处的场强；不是合场强．根据点电荷场强公式求得E＝错误!；故D对．3．一金属球；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1－7－12所示；金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c；三者相比()图1－7－12A．E a最大B．E b最大C．E c最大D．E a＝E b＝E c解析：选C.感应电荷在导体内部产生的场强与场源电荷在球内产生的场强的矢量和为零．离场源电荷越近的点场强越大；所以感应电荷在该点的场强也越大；选项C正确．4．如图1－7－13所示；在两个固定电荷＋q和－q之间放入两个原来不带电的导体；1、2、3、4为导体上的四个点；在达到静电平衡后；各点的电势分别是φ1、φ2、φ3、φ4；则()图1－7－13A．φ4>φ3>φ2>φ1B．φ4＝φ3>φ2＝φ1C．φ4<φ3<φ2<φ1D．φ4＝φ3<φ2＝φ1解析：选B.正负电荷间电场线；由正电荷出发到负电荷终止；沿电场线电势逐渐降低；又因为处于电场中的两导体都处于静电平衡状态；所以φ4＝φ3>φ2＝φ1；B对．5．如图1－7－14所示；空心导体上方有一靠近的带有正电的带电体．当一个重力不计的正电荷以速v水平飞入空心导体内时；电荷将做()图1－7－14A．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．变速直线运动解析：选C.根据静电屏蔽原理可知导体空腔中没有电场；故C正确．6．(长沙高二检测)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的；下列说法正确的是()A．铜丝编织的衣服不易拉破；所以用铜丝编织B．电工被铜丝编织的衣服包裹；使体内电势保持为零；对人体起保护作用C．电工被铜丝编织的衣服包裹；使体内电场强保持为零；对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定厚；才能对人体起到保护作用答案：C7．如图1－7－15所示；在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q；另一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点；且不影响原电场)自左以初速v0在金属板上向右运动；在运动过程中()图1－7－15A．小球先做减速后加速运动B．小球做匀速直线运动C．小球受到的静电力对小球先做负功；后做正功D．小球受到的静电力对小球做功为零解析：选BD.金属板处于静电平衡状态；表面为等势面．因此小球受到的静电力不做功；小球电势能保持不变；所以动能保持不变；故B、D正确．8．(湖北八校高三第二次联考)如图1－7－16所示；绝缘金属球壳的空腔内有一带电小球；现在球壳左侧放一带电小球A；下列说法正确的是()图1－7－16A．A球对球壳内的电场不影响B．由于静电屏蔽；球壳内没有电场C．球壳内外表面均没有电荷D．由于球壳接地；空腔内的电场对外部也没有影响解析：选AD.由于金属球壳接地；对内外电场都有屏蔽作用；故A、D对；球壳外表面没有电荷；因为空腔内有带电体；所以空腔内有电场；内表面有感应电荷；故B、C错．9.如图1－7－17所示；为一空腔球形导体(不带电)；现将一个带正电的小金属球A放入腔中；当静电平衡时；图中a、b、c三点的电场强E和电势φ的关系是()图1－7－17A．E a>E b>E c；φa>φb>φcB．E a＝E b>E c；φa＝φb>φcC．E a＝E b＝E c；φa＝φb>φcD．E a>E c>E b；φa>φb>φc解析：选D.静电平衡导体内E＝0即E b＝0；沿电场线方向电势越来越低；在球形导体外的电场分布与正点电荷的电场类似；故D选项正确．二、计算题10．如图1－7－18所示；在孤立点电荷＋Q的电场中；金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内；试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示；要求严格作图)．图1－7－18解析：画出感应电荷形成的附加电场在圆盘A内的三条电场线(实线)；如图所示．导体A处于静电平衡状态；因此内部每点的合场强都为零；即导体A内的每一点；感应电荷产生的电场强都与点电荷Q在那点的电场强大小相等、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．答案：见解析11．如图1－7－19所示；两个点电荷A和B；电荷量分别为q1＝－9.0×10－9C、q2＝2.7×10－8C；彼此相距r＝6 cm；在其连线中点处放一半径为1 cm的金属球壳；求球壳上感应电荷在球心O处产生的电场强．图1－7－19解析：由于球壳达到静电平衡后各点的场强为零；故感应电荷在球心O处产生的场强与－q1和＋q2在O处场强的矢量和等大反向；设由O指向B方向为场强正方向；即：E＝E感＋E1＋E2＝0∴E感＝－(E1＋E2)＝－[错误!－错误!]＝－[错误!－错误!] N/C＝3.6×105 N/C；方向由O指向B.答案：3.6×105 N/C；方向由O指向B12．如图1－7－20所示；带电导体A处于静电平衡状态；电势为φ＝200 V．M、N是A表面上的两点；电场强E M＝4 E N.今把一电量为q＝5×10－8C的正电荷分别由M点、N点移到无限远处；求电场力做的功．图1－7－20解析：由静电平衡导体的特点得：φM＝φN＝φ＝200 V移到无限远处电场力做功：W M＝W N＝qU＝q(φ－0)＝5×10－8×200 J＝1.0×10－5 J.答案：均为1.0×10－5 J。
《静电现象的应用》课件
静电悬浮技术是一种利用静电场使物体悬浮的技术，这种技术可以避免物体与支撑物之间的接触和摩擦。
静电悬浮技术在科学研究、精密测量、微型制造等领域有广泛应用，例如在微纳尺度上实现精密测量和制造。
静电悬浮技术
05
电场力作用范围小
电荷分布不均匀
电荷不易流失
由于电荷的聚集和排斥作用，静电现象中电荷的分布往往是不均匀的。
由于静电场的作用力较强，电荷不易流失，通常需要较高的能量才能使电荷转移或中和。
03
02
01
静电现象的特点
02
静电现象在日常生活中的应用
防静电技术
防静电技术：在易燃易爆、精密仪器等特殊环境中，静电可能会引发安全事故或影响产品质量，因此需要采取防静电措施。防静电技术包括使用防静电材料、设备、工具和操作规范等，以减少静电的产生和积累，避免潜在的危险。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
静电植绒
静电植绒：静电植绒是一种利用静电场将短纤维植于底材上的加工方法。由于纤维在电场中带电并被吸附到底材上，因此植绒效果均匀、美观且耐磨性好。这种技术广泛应用于纺织、包装、装饰等领域。
03
静电现象在工业生产中的应用
静电纺纱
利用静电场使纤维伸直、取向并凝聚在带有电极的喷嘴附近形成纤维沉积层的纺纱技术。
静电现象的定义
通过摩擦的方式使物体带电，如塑料梳子与头发摩擦后，梳子带正电，头发带负电。
当一个带电体靠近一个不带电的导体时，导体靠近带电体的部分会感应出与带电体相反的电荷，远离带电体的部分则感应出与带电体相同的电荷。
静电现象的产生
感应起电
摩擦起电
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
学校：包头市百灵庙中学学科：高二物理编写人：史殿斌审稿人：高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练【教学目标】1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。
【教学重点】了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。
【教学难点】尖端放电和静电屏蔽现象【教学过程】知识点一：静电平衡状态下导体的电场1．如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动。
这样，在导体的AB面上将出现电荷，在CD面上将出现电荷．这就是。
2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于时，导体内的自由电子不再发生，导体达到了。
3．处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度；感应电荷的电场强度与原来电场的电场强度总是大小相等，方向相反，合电场的电场强度为。
4．处于静电平衡状态的导体，其外部表面任何一点的场强方向必定与这点的。
整个导体是个。
它的表面是个。
知识点二：导体的电荷分布1．导体内部没有电荷，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．3．在导体外表面，越尖锐的位置电场强度，电场线分布。
知识点三：尖端放电和静电屏蔽1．尖端放电现象（1）空气的电离：空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的的现象。
（2）尖端放电：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，相当于导体从尖端，这个现象叫做尖端放电。
（3）尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，尖端上的电荷被。
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网络 新闻
英科学家将表演"特技" 触摸百万伏高压电
两位英国科学家下个 月将在伦敦进行一次危险 的电力学表演。根据表演 计划，其中一名科学家将 把另一位科学家关进一个 铁笼子里，然后用数百万 伏特的电流对其进行电击。 鉴于表演的危险性，两名 科学家事先都买好了价值 1200万英镑的保险。
课堂练习
静电现象的应用
电场中的导体
一、静电平衡的特点 1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强 处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势 体，它的表面是个等势面。
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡 状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大 地做零电势体的一个原因。
二、导体上的电荷分布：
长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量 为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地 方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感 应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？ 方向如何？
+q
R O L
法拉第圆筒实验
结论:静电平衡时导体内部没有电荷，其电荷只 分布在外表面.
三、尖端放电
WHY？
因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的 离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中 它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离， 从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于 导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞 向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形 成的“电风”吹动的结果。
Байду номын сангаас
第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大 建筑体附近，不可手持金属体高举头顶． 第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷 击． 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下， 以减少遭遇雷的机会．
几种避雷针
四、静电屏蔽现象
静电屏蔽实验
静电屏蔽的电场线模拟
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
在强电场作用下，物体 曲率大的地方(如尖锐、 细小的顶端，弯曲很厉 害处)附近，等电位面密， 电场强度剧增，致使这 里空气被电离而产生气 体放电现象，称为电晕 放电．而尖端放电为电 晕放电的一种，专指尖 端附近空气电离而产生 气体放电的现象
闪电防护
雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四 条原则． 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而 被闪电直接击中，所以人长得高还是一件非常痛 苦的事情． 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因 “跨步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点 附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得 很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成 较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害．