9.4 静电的防止与利用—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册同步练习
4.静电的防止与利用
1.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从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，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
2.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，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<Eb<Ec＝Ed
3.如图所示，将悬挂在细线上的带正电荷的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与内壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，向C球靠近，则()
A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向
B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向
C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变
D．A、B的位置都不变
4.某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()
A．将电视机用一金属笼子罩起来
B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地
C．将高频热合机用一金属笼子罩起来
D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地
5.如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，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()
A．P、R上均有感应电荷
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
6．关于避雷针能够避免建筑物被雷击的原因，下列分析不正确的是()
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．避雷针由尖锐的导体做成，利用的是尖端放电现象
7.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，待在汽车里比待在木屋里要危险
8.下列与静电屏蔽无关的是 ()
A．避雷针的顶端做的很尖细
B．用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙
C．超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成
D．电视闭路线芯外常包有一层金属网
9.如图所示，一个不带电的导体球N，置于空心导体球M附近，现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内，则()
A．若M接地，N上无感应电荷
B．若M不接地，且M原来不带电，N上无感应电荷
C．若M不接地，且M原来不带电，N上有感应电荷
D．若M不接地，且M原来带电，N上一定有感应电荷
10.如图所示，B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳，A是验电器，A、B相距较远，导线C 的一端接验电器的金属球，下列现象正确的是()
A．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔张开
B．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔张开
C．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金属箔不张开
D．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金属箔不张开
11.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，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列表述正确的是()
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大
答案解析
1.【答案】D
【解析】因为静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零，故A错；又因为B的外表面接地，大地中的电子与B的外表面的正电荷中和，故外表面不带电，内表面带负电，故B、C错，D对
2.【答案】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，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加，导致空腔球形导体壳中场强为零．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处场强为零，则Ea>Ec>Ed>Eb，C正确.
3.【答案】B
【解析】金属空心球C能屏蔽外部的电场，外部的电场不能深入内部，因此小球A不会受到电场力的作用，不会发生偏转；金属空心球C处在电荷A的电场中，内壁是近端，感应出异号电荷带负电，外壁是远端，感应出同号电荷带正电，正的感应电荷在外部空间同样会激发电场，对小球B有吸引的作用，小球B向右偏，选项B正确
4.【答案】D
【解析】为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确．
5.【答案】D
【解析】本题考查静电屏蔽问题．当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，由于静电感应，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外表面所带的电荷－Q正好中和，使外表面不带电．这实际上是M所带电荷－Q被吸引至内表面，所以金属球
M外部不存在电场，不能使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，由于静电感应，N内表面带负电荷，外表面带正电荷，N外部有电场，使R产生静电感应，故选项D正确．
6.【答案】C
【解析】带电荷的云层在避雷针尖端感应出与云层相反的静电，达到一定程度就会发生尖端放电，中和云层中的电荷，同时将云层中的电荷导入大地，避免了雷击现象，A、B、D对，C错．7.【答案】B
【解析】电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项A错误．塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确．小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误．打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误
8.【答案】A
【解析】避雷针是应用尖端放电的原理，其余三项均是利用了金属对内部的静电屏蔽作用．
9.【答案】AC
【解析】(1)若M接地，分析N上带电情况
→→
(2)若M不接地
①M原来不带电，分析N上带电情况
→→
①M原来带电，分析N上带电情况
10.【答案】AB
【解析】假设B带正电，则正电荷应分布在B的外表面上，不管C接B的外壳还是内表面，验电器的金属球导电杆和金属箔通过导线C与B就构成一个整体，因平衡状态下带电体电荷只分布在外表面上，由于验电器在B的外部，也就成了这个整体的外表面的一部分．因此，无论C的另一端与B什么地方接触，验电器一定带电，故A、B正确．
11.【答案】BD
【解析】由题图知，集尘极连电源正极，电势高，所以电场方向由集尘极指向放电极，选项B 正确．带电尘埃向集尘极迁移，带电尘埃所受静电力方向与电场方向相反，带负电，选项A、C错误．由F＝qE知，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．。
9.4-静电的防止与利用—【新教材】人教版高中物理必修第三册课件
静电平衡
解析:枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,导致电荷重新分布,因此在枕 形导体内部出现感应电荷的电场与点电荷的电场叠加,静电平衡时,导体内部电 场强度处处为零,A错误;导体内部的电场强度处处为零,所以感应电荷产生的附 加电场强度的大小与点电荷产生的电场强度的大小相等,方向相反,故EA>EB,B、 C错误;当开关S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动,中和导体B端多余的正电 荷,D正确。
静电平衡
例1 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( D )
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=EB C.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA<EB D.当开关S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
导体上电荷的分布
法拉第圆筒实验
甲：A的箔片张角逐渐变大
乙：A的箔片始终没有张开
导体内部没有电荷,电荷分布在导体的外表面
静电平衡
法拉第圆筒实验
接触C时验电器的箔片张开角度最大 导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹陷的位置几乎没有电荷。
静电平衡
静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点 ①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面 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）越大，
练习
1.一个带电的金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),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:孤立带电金属球处于静电平衡,则内部电场强度为零,电荷量增加,瞬间再 次达到静电平衡,使电场强度仍为零
练习
人教版(2019)高二物理必修第三册9.4静电的防止与利用 知识点归纳(附同步练习)
静电的防止与利用知识脉络：知识精讲：电场线1. 定义电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向。
如图所示。
2. 特点电场线是由法拉第首先引入和使用的，是描述电场的重要工具。
（1）电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远处或负电荷，不是闭合曲线。
（2）电场线在电场中不相交，不闭合。
若电场线在某点相交，则交点相对两条电场线有两个切线方向，该点的电场强度方向有两个，这是不可能的。
（3）在同一电场中，电场强度较大的地方电场线较密集，电场强度较小的地方电场线较稀疏，因此可以用电场线的疏密来表示电场强度的相对大小。
如图中，由于A点处的电场线比B点处的密，可知EA >EB。
（4）电场线是人为画出的，是为了形象描述电场而假想的一些线（实际并不存在）。
3. 几种常见电场的电场线分布特征（1）孤立的点电荷电场：a. 离点电荷越近，电场线越密，场强越大b. 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。
（2）匀强电场的电场线是平行等距的直线。
注意：常见电场线的记忆：“光芒四射”正电荷，“万箭穿心”负电荷，等量同号“蝶双飞”，等量异号“灯光耀眼”4. 两种等量点电荷的电场分析5. 电场线的应用核心知识二：静电平衡1. 静电平衡（1）定义：导体中没有电荷定向移动的状态。
（2）特点：①导体内部场强处处为零。
②电荷只分布在导体的外表面上。
③导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。
2. 静电平衡的分析（1）自由电荷的移动：导体刚放入电场E0中的瞬间，导体中的自由电荷受电场力F的作用，产生定向运动（如图甲），同时在导体中产生一个与E0方向相反的附加电场E′（如图乙）。
这两个电场叠加，使导体内部电场E减弱。
（2）电场叠加：当E0＝E′时，导体内合场强为零，即E=0（如图丙），自由电荷受合力也为零，这时导体中无电荷定向移动，即达到了静电平衡状态。
物理人教版(2019)必修第三册9.4静电的防止与应用(共26张ppt)
C
—
A
A
C
—
—
-
—
+
E′
—
-
—
+
—
-
—
E0
—
—
B
+
E0
—
D
自由电荷在静电力
作用下发生定向移动。
B
D
导体两端的感应电荷在导
体内部产生附加场，场强为
E′，方向与E0 方向相反。
B
C
-
+
-
+
E=0
-
+
-
+
-
+
E0
D
E =E0+ E感′
当E合=0时，自由电子
不再发生定向移动。
⑴定义： 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E′和原电场E0在
影响，这种现象叫做静电屏蔽。
3.实质
E=E0+ E感′
三、尖端放电
静电屏蔽现象演示
4.静电屏蔽的利用
应用1:
超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。
利用2: 野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在输电线的上方还有两条
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，免遭
（
）
A．A、B两点电场强度相等，且都不为零
B．A、B两点的电场强度不相等
C．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA＞EB
D．当开关S闭合时，电子沿导线向大地移动
二、尖端放电
1.静电平衡时导体上电荷的分布特点
+
++++
9-4 静电的防止与利用(人教版2019必修第三册)
第九章静电场及其应用9.4：静电的防止与利用一：知识精讲归纳一．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．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E0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．二：考点题型归纳一：静电的防止与利用1．关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（）A．静电复印是防范静电的B．为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸D．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内的电势为零，对人体保护作用2．以下几个生活中的物理现象，涉及的物理原理与其他三个不同的是（）A．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕B．优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网C．超高压带电作业的工人穿戴的工作服包含金属丝织物D．精密的电子仪器放在封闭的金属壳里就不受外界电场的影响3．在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：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。
【同步】高中物理人教2019版必修三：9.4 静电的防止与利用学案
4.静电的防止与利用新课程标准核心素养目标了解生产生活中关于静电的利用与防护物理观念通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程科学思维掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程科学探究通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，知道处于静电平衡的导体的特征科学态度与责任经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、静电平衡1.静电平衡：导体内的自由电子不再发生________的状态．2．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为________.二、尖端放电1．导体上电荷的分布(1)静电平衡时，导体________没有净剩电荷，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．2．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足以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：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．4．尖端放电的应用与防止：(1)应用：________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．三、静电屏蔽1．静电屏蔽：静电平衡时，带空腔的导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为________．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________．2．静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连．[情境思考] 油罐车尾部都装有导电拖地带，你知道这是为什么吗？提示：油罐车在运输的时候，油会与桶壁摩擦起电，油罐车后面拖一条导电拖地带就可以将产生的静电及时导走，防止静电积累到一定程度再放电发生爆炸危害．[提升] 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备的外面套有金属罩，同轴电缆(电视信号线)和双绞线(网线)、音频线等外面都有一层金属网，高压带电作业人员穿金属网衣，都是应用了静电屏蔽．四、静电吸附1．静电吸附：在电场中，带电粒子在________作用下，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，在静电力作用下，尘埃到达________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．4．静电复印：复印机应用了________的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，无光照射，OPC是________，受光照时变成导体．【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夹角．( )(2)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0.( )(3)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．( )(4)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开．( )(5)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地．( )关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一静电平衡导学探究如图所示，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？探究总结1.处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′.2．孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0.3．处于静电平衡状态的导体，其外表面任一点的场强方向跟该点的表面垂直．4．静电平衡时，导体上的电荷分布在导体的外表面，其内部没有净电荷，且净电荷在导体外表面的分布不均匀，越是尖锐的地方电荷的分布越密集．典例示范例 1 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E A＝E BC．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度E A＜E BD．当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法是：(1)先求出外电场场强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．针对训练1 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( )针对训练2 [2022·山东泰安月考]一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A 球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为( )A．Q A＝1×10－8 C Q B＝1×10－8 CB．Q A＝2×10－8 C Q B＝0C．Q A＝0 Q B＝2×10－8 CD．Q A＝4×10－8 C Q B＝－2×10－8 C探究点二尖端放电静电屏蔽导学探究请观察古代建筑物上的避雷针(如图)，看它们是如何巧妙设计的，分析它们如何能安全引电避雷，它们的造型与建筑物是否协调，并与同学讨论交流．探究总结1.尖端放电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．2．静电屏蔽(1)静电屏蔽的实质静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零．(2)理解静电屏蔽的两种情况屏蔽外电场屏蔽内电场图示实现过程场源电荷在空腔内产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内产生的电场的合场强为零，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空腔内导体不受外界电场影响接地导体空腔外部不受内部电场影响本质静电感应与静电平衡典例示范例 2 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移近金属罩B，则( )A.金属罩B的内表面带正电荷B．金属罩B的右侧外表面带正电荷C．验电器C的金属箔片将张开D．金属罩B左、右两侧电荷电性相同针对训练3 如图所示，将悬挂在绝缘细线上的带正电的小球A放在不带电的空心金属球C内(始终不与球接触)，现将另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，下列说法正确的是( )A．A所受静电力为0，B向右偏离竖直方向B．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向C．A所受静电力向左，B所受静电力向右D．A的位置不变，B的位置也不变探究点三静电吸附例 3 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．某烟尘颗粒在被吸附过程中，离铝板越近速度越小C．某烟尘颗粒在被吸附过程中，离铝板越近速度越大D．若某烟尘颗粒在被吸附过程中带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大针对训练4 [2022·云南昆明检测](多选)静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷漆、静电植绒、静电复印，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在静电力作用下奔向并吸附到电极上．静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是( )A．在喷枪喷嘴与被喷漆工件之间有一强电场B．油漆微粒一定带正电C．油漆微粒一定带负电D．油漆微粒可以带正电，也可以带负电针对训练5 (多选)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，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)．下列说法正确的是( )A．通过过滤网后空气中的尘埃带负电B．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大C．c、d两个电极之间的电场方向竖直向上D．尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功课堂检测·素养达标——突出创新性素养达标1.处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是( )A．导体内部无任何电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零2．下列应用和防护与尖端放电现象无关的是( )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3．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是( )A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系4．[2022·江西南昌月考]如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B接触，达到静电平衡后，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5．如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击．经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电．(1)为什么靠近传送带的物体也会带电？(2)你可以用什么方法来解决电击问题？4．静电的防止与利用必备知识·自主学习一、1．定向移动2．0二、1．(1)内部外表面(2)越大2．密度分离3．吸引中和失去电荷4．(1)避雷针(2)光滑三、1．0 静电屏蔽四、1．静电力2．电极3．正极4．静电吸附绝缘体思考辨析答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√关键能力·合作探究探究点一提示：(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．【例1】【解析】枕形导体在正点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场与点电荷的电场叠加，静电平衡时，导体内部电场强度处处为零，A错误；导体内部的电场强度处处为零，所以感应电荷产生的附加电场强度的大小与点电荷产生的电场强度的大小相等，方向相反，故E A＞E B，B、C错误；当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，D正确．【答案】 D针对训练1 解析：导体处于静电平衡状态时，导体内部场强处处为0，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场场强大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误．答案：A针对训练2 解析：B球与A球内壁接触后成为一个新的导体，处于静电平衡状态，内部净电荷量为零，带电导体的电荷只能分布于导体的外表面，故Q B＝0，Q A＝4×10－8C－2×10－8 C＝2×10－8 C，B正确．答案：B探究点二提示：在古建筑物的屋顶、屋角设置各种造型的动物，避雷针一端以动物头上的角须形式或巨兽的舌头向上探出的形式巧妙安装，另一端引入大地，从而起到避雷效果．【例2】【解析】金属罩B处于静电平衡状态，电荷分布在其外表面上，所以A错误；由于静电感应，使金属罩B在左侧外表面感应出负电荷，所以金属罩B的右侧外表面感应出正电荷，B正确，D错误；由于静电屏蔽，金属罩内电场强度为零，故验电器C上无感应电荷，验电器C的金属箔片不会张开，C错误．【答案】 B针对训练3 解析：A在空心金属球内，由于静电感应，C的外表面带正电，B、C相互吸引，所以B向右偏，由于空心金属球可以屏蔽外部电场，因此B产生的电场对空心金属球C的内部无影响，所以A位置不变，故A正确，B、C、D错误．答案：A探究点三【例3】【解析】负离子在电场力的作用下向正极移动时，碰到烟尘颗粒使它带负电，因此带电烟尘在电场力的作用下向铝板运动，被吸附到铝板上，故A错误；烟尘颗粒向铝板运动过程中，在电场力作用下做加速运动，所以离铝板越近速度越大，故B错误，C正确；由子针尖端的电场线密集，则越靠近铝板电场力越小，故烟尘颗粒离铝板越近则加速度越小，故D错误【答案】 C针对训练4 解析：A对：静电喷漆的原理是让带电的油漆微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷漆的目的．C对：由题图知，待喷漆工件带正电，所以油漆微粒应带负电．答案：AC针对训练5 解析：尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A正确；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C 错误；尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误．答案：AB课堂检测·素养达标1．解析：导体内部电场强度处处为零是感应电荷的电场与外电场叠加的结果，故D正确．答案：D2．解析：马路表面建造得很平滑与静电无关，A、C、D属于尖端放电现象．答案：B3．解析：A、D错：用塑料梳子梳头时会产生静电，穿衣，脱衣也会产生静电．这些图标都是为了减少静电的产生；不是静电屏蔽．B错：工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会引起静电．C对：化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会引起静电，从而引起油料燃烧的危险．答案：C4．解析：D对，B、C错：因为金属球壳的外表面接地，所以外表面没有感应电荷，只有内表面有感应电荷分布，且由于A带正电，则B的内表面带负电．A错：B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属球壳内表面感应电荷产生的电场，所以空腔内电场强度不为零．答案：D5．答案：(1)传送带因为与被传送的物体间发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为感应也带上电．(2)要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者用导体制造传送带，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击．。
9.4 静电的防止与利用(课件)高二物理(人教版2019必修第三册)
04
04
针 尖 形 状
01
02
由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强 为零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响， 这种现象叫做静电屏蔽。
03
04
1.电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋， 可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。
04
2.三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属 网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
02
2．如图所示是静电除尘原理示意图，A为金属管、B为金属丝、在A、B之间加上直流高压电，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，排出的烟就比较清洁了。有关静电除尘的装置，下列说法中正确的是
（ A ）①金属管A应接高压电的正极，金属丝B接负极；②金属管A应接高压电的负极，金属丝B接
温馨提示： （1）金属导体的微观结构如何？
（2）如果将金属导体放入电场中自由电子怎样移动？
E0
（3）自由电子会在什么地方积聚？
（4）电子的积聚会出现怎样的结果？ （5）最终会出现怎样的现象？
02
— —
—
— —
— —
— —
金属导体中自由电子受到电场的 电场力作用后向左移动，由于静 电感应，在导体 AB 侧的平面上 将感应出负电荷，在 CD 侧的平 面上将感应出正电荷。
06
【答案】A【详解】A．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；B．让D先接触金属球C的外部，则D带上电荷，再让D跟A接触时，A的箔 片张开，故B错误；C．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；D．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。故选A。
9.4静电的防止与利用课件-高二上学期物理人教版
体内部
导体外部
图示
如图甲
如图乙
实现过程
电场在空腔内的合电场 强度为0，达到静电平
衡状态
外表面的感应电荷转给大地， 外部电场消失
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+静电平衡 静电屏蔽材料必须是导体
考点五：静电的应用与防止
①静电除尘
静电除尘是气体除尘方法的一种。含尘气体经 过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合 带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶 金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘 粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸 附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子 被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中 遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。
现象.
考点一：静电平衡状态下导体的电场AB来自EAB
e-
E
A
B
-
+
-
E’
+ +E
-
+
C
D
C
D
C
D
1. 将不带电的金属导体放入电场强度为E的电场中，导体中的自由电子发
生定向移动，使负电荷在AC边聚集，正电荷在BD边聚集，因而产生了与原
电场方向相反的电场E’
2. E和E’叠加，在导体内部的电场强度为0，此时导体内的自由电子不再
A.带电体 A 处比B 处电荷密集 B.带电体 B 处 比A 处电荷密集 C.验电器的C 处做成球形是为了美观 D.验电器的C 处做成球形是为了让更多电荷分布在C处
3. (多选)下列防雷措施可行的是( B )
A. 在大树下避雷雨 B. 停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨 C. 不要快速开摩托、快速骑自行车和在雨中狂奔 D. 在空旷地带最好关掉 电源
高一物理同步精品讲义(人教2019必修第三册)9.4静电的防止与利用(学生版+解析)
9.4 静电的防止与利用【物理核心素养】物理观念：通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。
科学思维：掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。
科学探究：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，知道处于静电平衡的导体的特征。
科学态度与责任：经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。
【教学重难点】1、掌握静电平衡的概念、理解静电平衡的特征。
2、应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象。
知识点一、静电平衡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．【经典例题1】如图所示，长为l的金属杆原来不带电，在距其右端d处放一个电荷量为＋2q的点电荷。
（1）金属杆中点处的电场强度为多少？（2）金属杆上的感应电荷在杆中点处产生的电场强度的大小和方向？【变式训练1】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形状正确的是（）A．B．C．D．知识点二、尖端放电1．静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。
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）越大，周围的电场强度越大。
容易使周围空气电离。
在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以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分离。
这个现象叫作空气的电离。
静电的防止与利用+同步作业 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册+
9.4静电的防止与利用1．下列应用和防护与尖端放电现象无关的是()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2．小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是()A．三个图标都是为了防止静电的产生B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系3.如图所示，在球壳内部球心处放置带电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是()A．A、B两点的场强均为零B．E A>E B>E CC．E A<E B<E C D．E A>E C>E B4．如图所示，A是带正电的物体，B是金属网，C是原来不带电的验电器，能使验电器的金属箔张开的是()5．如图为静电除尘器除尘原理的示意图。
尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。
下列表述正确的是()A．到达集尘极的尘埃带正电荷B．电场方向由放电极指向集尘极C．带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受静电力越大6.(多选)如图所示，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()A．A球不影响球壳内的电场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7．(多选)(2022·抚州高二检测)如图，用毛皮摩擦过的带电橡胶棒(带负电)，从右向左缓缓靠近放在光滑水平桌面上的空易拉罐。
则下列针对易拉罐的有关分析正确的有()A．易拉罐内部空腔各处的电场强度处处为零B．带电橡胶棒在易拉罐内部空腔各处产生的电场强度处处为零C．易拉罐右侧感应出正电，左侧感应出负电，易拉罐将向右运动D．易拉罐左、右两侧感应出等量异种电荷，易拉罐将保持不动8．如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击。
9-4 静电的防止与利用(教学课件)——高中物理人教版(2019)必修第三册
问题1：静电吸附主要有哪些应用？
静电除尘、静电喷漆、静电复印等。
问题2：什么是静电除尘?静电除尘的原理是怎样的?
如图所示，静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。A 接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间 有很强的电场，而且距B越近，电场强度越大。B附近的空气中 的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子。正离子被吸到B 上，得到电子，又成为分子。
金属导体中的原子由原子核和核外电子组成，离原子核较 远的电子脱离原子核束缚而成为自由电子，失去电子的原 子便成为带正电的离子。故金属主要由中性原子、带正电 的离子、自由电子三部分组成。
问题3：如图甲所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到电场 强度为E0的电场中。由于静电感应，在导体AB侧的平面上和CD 侧的平面上将感应出什么电荷？
问题4：静电复印工作原理是怎样的?
复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓， 它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体(OPC）。没有光照 时，OPC绝缘体，受到光照时变成导体。 复印机复印的工作过程如图所示。
1.在下列各种措施中，目的是利用静电作用的是( C)
A.电视机后盖上开有许多小孔 B.在高大的建筑物顶端装上避雷针 C.静电喷涂 D.油罐车后拖着铁链
在导体AB侧的平面上将感应出负电荷，在CD侧的平面上将感应 出正电荷。
问题4：在导体AB侧的平面上感应出的负电荷和CD侧的平面上感 应出的正电荷会不会一直增加下去?最终会出现怎样的现象?
导体出现的正、负电荷在导体内部产生与电场强度E。方向相反的 电场，其电场强度为E'(如图乙所示)。这两个电场叠加，使导体内 部的电场减弱。在叠加后的电场作用下，仍有自由电子不断运动， 直到导体内部各点的电场强度E=0为止(如图丙所示)，导体内的自 由电子不再发生定向移动。