資源簡介

4　靜電的防止與利用
[學習目標]　1.知道什么是靜電平衡，能掌握靜電平衡狀態下導體的特點(難點)。2.知道導體上電荷的分布特征，了解尖端放電、靜電屏蔽現象及其成因(重點)。3.了解靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印的工作原理。
一、靜電平衡
如圖所示，不帶電的金屬導體放到電場中，導體內的自由電子將發生定向移動，使導體兩端出現等量異種電荷。請思考下列問題：
(1)自由電子定向移動的原因是什么？定向移動的方向如何？
(2)自由電子能否一直定向移動？為什么？
1.靜電平衡：導體內的自由電子不再發生　　　　　　　　。
2.處于靜電平衡狀態的導體，其內部的電場強度處處為　　　　，即外電場E0和感應電荷產生的電場E'的關系為E0=-E'。
3.導體上電荷的分布：
(1)靜電平衡時，導體　　　　沒有凈剩電荷(未被抵消的電荷)，電荷只分布在導體的　　　　　。
(2)在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)　　　　，凹陷的位置幾乎沒有電荷。
4.處于靜電平衡狀態的導體，其外表面任一點的電場強度方向跟該點的表面　　　　。
(1)處于靜電平衡狀態下的導體表面和內部的合電場強度均為零。(　　)
(2)靜電平衡時，導體內部不再有電荷的定向移動。(　　)
(3)一個孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電平衡狀態，不具有靜電平衡的特點。(　　)
例1　(來自教材)長為l的導體棒原來不帶電，現將一個帶正電的點電荷q放在棒的中心軸線上距離棒的左端R處，如圖所示。 當棒達到靜電平衡后，棒上感應電荷在棒的中點O處產生的電場強度大小和方向如何？
求處于靜電平衡狀態的導體的感應電荷產生的電場強度的方法：
(1)先求出外電場電場強度E外的大小和方向。
(2)由于導體處于靜電平衡狀態，則滿足靜電平衡條件E合=0。
(3)由E外+E感=0，求出感應電場E感的大小和方向。
二、尖端放電
1.空氣的電離：在一定條件下，導體尖端電荷　　　　很大，導體尖端周圍的強電場使空氣中殘留的帶電粒子發生劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷　　　　，這個現象叫作空氣的電離。
2.尖端放電：所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被　　　　，而與尖端上的電荷　　　　，相當于導體從尖端　　　　　　　　的現象。
3.尖端放電的應用與防止：
(1)應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施。
(2)防止：高壓設備中導體的表面盡量　　　　會減少電能的損失。
(1)驗電器的金屬桿上端固定一個金屬球而不是做成針尖狀，這是為了防止尖端放電。(　　)
(2)避雷針避雷的原理是尖端放電能將云層中的電荷中和。(　　)
(3)為了美觀，通常把避雷針頂端設計成球形。(　　)
(4)為了避免因尖端放電而損失電能，高壓輸電導線表面要盡量光滑。(　　)
例2　(2021·浙江6月選考)如圖所示，在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是(　　)
A.探測發射臺周圍風力的大小
B.發射與航天器聯系的電磁波
C.預防雷電擊中待發射的火箭
D.測量火箭發射過程的速度和加速度
三、靜電屏蔽
1.定義：導體殼(或金屬殼)內達到靜電平衡后，外電場對內部　　　　產生影響，金屬殼的這種作用叫作靜電屏蔽。
2.實質：靜電屏蔽的實質是利用了　　　　　　　　現象，使金屬殼內的感應電荷的電場和外加電場的電場強度矢量和為　　　　。
3.航天器經過地球大氣層時，與大氣層高速摩擦產生高溫，在航天器周圍形成等離子體，對航天器產生靜電屏蔽作用，導致地面控制中心與航天器的通信暫時中斷。
4.電梯轎廂通常是用不銹鋼做的，因此在封閉的電梯里手機通信中斷，也是發生了靜電屏蔽。
例3　下列關于靜電屏蔽實驗的說法正確的是(　　)
A.甲圖中驗電器的金屬箔張開
B.乙圖中驗電器的金屬箔不會張開
C.丙圖中驗電器的金屬箔不會張開
D.甲、乙、丙三圖中驗電器的金屬箔都張開
靜電屏蔽的兩種情況
屏蔽外電場(外屏蔽) 屏蔽內電場(全屏蔽或內屏蔽)
圖示
實現過程 因場源電荷產生的電場與導體球殼表面上感應電荷產生的電場在空腔內的合電場強度為零，達到靜電平衡狀態，起到屏蔽外電場的作用 當空腔外部接地時，外表面的感應電荷被中和，外部電場消失，起到屏蔽內電場的作用
最終結論 導體內空腔不受外界電荷影響 接地導體空腔外部不受內部電荷影響
本質 靜電感應與靜電平衡，用于做靜電屏蔽的材料只能是導體，不能是絕緣體
四、靜電吸附
1.靜電吸附：在電場中，帶電粒子受到　　　　　　的作用，向著電極運動，最后被吸附在電極上的現象。
2.靜電除塵：當空氣中的塵埃帶電時，在　　　　　作用下，塵埃到達電極而被收集起來的過程。
3.靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為　　的工件運動，并沉積在工件表面的過程。
4.靜電復印：復印機應用了　　　　　　　　的原理。
例4　如圖所示是靜電除塵裝置示意圖，它由金屬管A和管中金屬絲B組成。下列有關靜電除塵原理的說法正確的是(　　)
A.A接高壓電源負極，B接高壓電源正極
B.煤粉等煙塵吸附電子后被吸在B上
C.靠近B處電場強度大，B附近的空氣被電離成正離子和電子
D.煤粉等煙塵在強大電場作用下電離成負、正離子，分別吸附在B和A上
針對訓練　(多選)(2024·龍巖市永定區高二期中)靜電噴漆是利用靜電吸附現象制造的，其噴涂原理如圖所示，則以下說法正確的是(　　)
A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強電場
B.涂料微粒一定帶正電
C.涂料微粒一定帶負電
D.涂料微粒可能帶正電，也可能帶負電
答案精析
一、
(1)自由電子受外加電場的靜電力作用而定向移動，向著與電場相反的方向定向移動。
(2)不能。感應電荷產生的電場與外加電場反向，阻礙電子的定向移動，當這兩個電場大小相等時，電子的定向移動終止。
梳理與總結
1.定向移動的狀態
2.0
3.(1)內部　外表面　(2)越大
4.垂直
易錯辨析
(1)×　(2)√　(3)×
例1　見解析
解析　靜電平衡時，導體棒中點O處的電場強度為0，所以導體棒上感應電荷在O處產生的電場強度與點電荷q 在棒中點O處產生的電場強度大小相等，方向相反。E感=k，方向向左。
二、
1.密度　分離
2.吸引　中和　失去電荷
3.(2)光滑
易錯辨析
(1)√　(2)√　(3)×　(4)√
例2　C　[在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，其功能是預防雷電擊中待發射的火箭，故選C。]
三、
1.不會　2.靜電感應　零
例3　C　[題圖甲中金屬網達到靜電平衡，內部電場強度為零，金屬箔不會張開，金屬網屏蔽了外電場，故A、D錯誤；題圖乙中金屬網未接地，網內的帶電體在金屬網內側感應出負電荷，金屬網外側產生等量的正電荷，正電荷在金屬網外側有電場，對外界產生影響，所以金屬箔會張開，故B錯誤；題圖丙中金屬網已接地，外部電場消失，金屬箔不會張開，故C正確。]
四、
1.靜電力　2.靜電力　3.正極　
4.靜電吸附
例4　C　[在靜電除塵裝置中，金屬管A接電源正極，金屬絲B接電源負極，靠近B處電場強度很大，附近的空氣被電離成正離子和電子，故C正確，A錯誤；煤粉等煙塵吸附電子后帶負電，被吸在金屬管A上，煤粉等煙塵并未被電離成正、負離子，故B、D錯誤。]
針對訓練　AC　[工作時涂料微粒會向帶正電的被噴涂工件高速運動，是由于噴槍噴嘴與被噴涂工件之間形成了強電場，由正電荷對涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒帶負電，故A、C正確。]4　靜電的防止與利用
分值：50分
[1~7題，每題4分]
考點一　靜電平衡
1.如圖所示，空心金屬球殼上所帶電荷量為+Q，關于O、M兩點電場強度EO、EM的說法中正確的是
A.EO≠0　EM=0
B.EO=0　EM≠0
C.EO=0　EM=0
D.EO≠0　EM≠0
2.一金屬球原來不帶電，現沿球直徑的延長線上放置一均勻帶電的細桿MN，如圖所示，金屬球上感應電荷產生的電場在球內直徑上a、b、c三點的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則
A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea=Eb=Ec
考點二　靜電屏蔽　尖端放電
3.(2024·亳州市高二期末)下列現象中不屬于靜電屏蔽應用的是
A.在三條高壓輸電線的上方還有兩條金屬導線與大地相連形成一個稀疏的金屬網
B.超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服
C.信號傳輸線中間是銅芯線，芯線外包裹發泡塑料，發泡塑料外面還要包一層金屬絲編織成的網，最外層為防護套
D.在加油站，工作人員給汽車加油前，要觸摸一下靜電釋放器
4.(多選)如圖所示是閃電擊中廣州塔的畫面，廣州塔的尖頂是一避雷針，雷雨天氣時，底端帶負電的云層經過避雷針上方時，避雷針尖端放電形成瞬間強電流，烏云所帶的負電荷經避雷針導入大地，在此過程中，下列說法正確的是
A.云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷
B.云層靠近避雷針時，針尖感應出負電荷
C.避雷針尖端附近的電場強度比避雷針底端附近的電場強度小
D.避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施
考點三　靜電吸附
5.下列關于靜電復印機在工作過程中的說法正確的是
A.墨粉帶正電
B.硒鼓上“靜電潛像”帶正電
C.復印過程中，白紙不帶電
D.充電時讓硒鼓表面帶上負電
6.如圖是制作口罩的一種新穎的“靜電”絕緣纖維布，熔噴層經駐極工藝，表面帶有電荷，它能阻隔幾微米的飛沫，這種靜電的阻隔作用屬于
A.靜電噴涂 B.靜電吸附
C.靜電感應 D.尖端放電
7.(多選)靜電除塵器除塵原理如圖所示。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在靜電力的作用下向收塵極遷移并沉積，以達到除塵目的。下列表述正確的是
A.帶電塵埃帶正電荷
B.電場方向由收塵極指向電暈極
C.帶電塵埃所受靜電力的方向與電場方向相同
D.在同一位置，帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越大
[8~10題，每題5分]
8.(多選)(來自教材改編)當我們使用有線話筒擴音時，有些由于周圍環境中的靜電現象或其他原因產生的電信號會通過話筒線混入功率放大器中進行放大，影響擴音的效果。因此，很多優質的話筒線在構造上都采取了如圖甲所示防備措施。在燃氣灶和燃氣熱水器中，常常安裝電子點火器，接通電子線路時產生高電壓，通過高壓放電的電火花來點燃氣體。點火器的放電電極是釘尖形如圖乙所示。一位老師表演了一個“魔術”：如圖丙所示，一個沒有底的空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐(金屬)片，把它們分別跟靜電起電機的兩極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。當把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。超高壓帶電作業的工人穿戴的工作服如圖丁所示，要用包含金屬絲的織物制成。以上四個實例中，應用到的物理知識有
A.尖端放電 B.靜電屏蔽
C.靜電吸附 D.摩擦起電
9.如圖所示，將懸掛在絕緣細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(不與C的內壁接觸)，在C附近另外有一個懸掛在絕緣細線上的帶負電的小球B，則
A.A、B兩球均不偏離豎直方向
B.A球不偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向
C.A球向左偏離豎直方向，B球不偏離豎直方向
D.A球向左偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向
10.(多選)(2024·濮陽市第一高級中學高二期末)如圖所示，一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上，右側放置一個電荷量為+Q的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離為2r。下列說法正確的是(靜電力常量為k)
A.金屬球在靜電平衡后左側帶正電，右側帶負電
B.金屬球在靜電平衡后左側帶負電，右側帶正電
C.感應電荷在球心激發的電場強度大小等于
D.感應電荷在球心激發的電場強度大小等于0
[7分]
11.矩形金屬導體處于正點電荷Q產生的電場中，靜電平衡時感應電荷產生的電場在導體內的電場線分布情況正確的是
A.　　　　　　　B.
C.　　　　　　　D.
答案精析
1.C　[靜電平衡狀態中的導體內部電場強度處處為零，故C正確。]
2.C　[處于靜電平衡狀態的導體內部電場強度處處為零，故a、b、c三點的電場強度都為零，處于靜電平衡狀態的導體內部電場強度為零是感應電荷產生的電場與外電場疊加的結果，所以感應電荷在球內某點產生的電場強度與MN在這一點產生的電場強度等大反向，由于c點離MN最近，故MN在c點的電場強度最大，則感應電荷在c點的電場強度也最大，故C正確，A、B、D錯誤。]
3.D　[在三條高壓輸電線的上方還有兩條金屬導線與大地相連形成一個稀疏的金屬網，這個金屬網就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護高壓輸電線不受外部電場的影響，故A不符合題意；超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服，這個衣服就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護電力工人不受外部電場的影響，故B不符合題意；信號傳輸線中間是銅芯線，芯線外包裹發泡塑料，發泡塑料外面還要包一層金屬絲編織成的網，最外層為防護套，這個金屬絲編織成的網就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護信號傳輸線不受外部電場的影響，故C不符合題意；在加油站，工作人員給汽車加油前，要觸摸一下靜電釋放器，這是為了釋放人體上的靜電，防止靜電產生火花從而引起火災，不屬于靜電屏蔽應用，故D符合題意。]
4.AD　[避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施，D正確；根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，可知底端帶負電的云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷，A正確，B錯誤；由于電荷更容易集中到尖端，從而避雷針尖端附近的電場強度比避雷針底端附近的電場強度大，C錯誤。]
5.B　[靜電復印機在工作過程中，硒鼓上的“靜電潛像”帶正電，墨粉帶負電，白紙也帶正電，吸附帶負電的墨粉，故B正確，A、C、D錯誤。]
6.B　[帶電物體能吸引輕小物體，帶有病毒的飛沫靠近口罩的熔噴層后，會被吸附在表面無法通過，從而起到隔離病毒的作用，屬于靜電吸附，故選B。]
7.BD　[塵埃在靜電力作用下向收塵極遷移并沉積，而收塵極與電源正極相連而帶正電，說明塵埃帶負電，選項A錯誤；由于收塵極與電源的正極連接，電場強度方向由收塵板指向電暈極，選項B正確；塵埃帶負電，在電場中受靜電力的方向與電場方向相反，選項C錯誤；根據F=qE可得，同一位置帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越大，選項D正確。]
8.ABC　[超高壓帶電作業的工人穿戴的工作服要用包含金屬絲的織物制成及題圖甲所示防備措施應用了靜電屏蔽；點火器的放電電極是釘尖形，應用了尖端放電；當把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞，應用了靜電吸附，故選A、B、C。]
9.B　[由于靜電屏蔽，小球B的電場對A無影響，小球A不會偏離豎直方向，由于靜電感應，空心球C的內表面帶負電，外表面帶正電，小球B和空心球C之間相吸引，小球B向右偏離豎直方向，選項A、C、D錯誤，B正確。]
10.AC　[由于靜電感應，金屬球的左側帶正電，右側帶負電，故A正確，B錯誤；感應電荷的電場正好與點電荷的電場疊加，疊加后在球內合電場強度為零，即感應電荷在金屬球球心處激發的電場強度與點電荷在球心處產生的電場強度大小相等，即E=k=，故C正確，D錯誤。]
11.A　[導體處于靜電平衡狀態時，導體內部電場強度處處為零，感應電荷在導體內部某處產生的電場與場源電荷Q在此處產生的電場的電場強度大小相等，方向相反，故A正確，B、C、D錯誤。](共50張PPT)
靜電的防止與利用
4
第
九
章
1.知道什么是靜電平衡，能掌握靜電平衡狀態下導體的特點(難點)。2.知道導體上電荷的分布特征，了解尖端放電、靜電屏蔽現象及其成因(重點)。
3.了解靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印的工作原理。
學習目標
內容索引
課時對點練
一、靜電平衡
二、尖端放電
三、靜電屏蔽
四、靜電吸附
< 一 >
靜電平衡
如圖所示，不帶電的金屬導體放到電場中，導體內的自由電子將發生定向移動，使導體兩端出現等量異種電荷。請思考下列問題：
(1)自由電子定向移動的原因是什么？定向移動的方向如何？
答案　自由電子受外加電場的靜電力作用而定向移動，向著與電場相反的方向定向移動。
(2)自由電子能否一直定向移動？為什么？
答案　不能。感應電荷產生的電場與外加電場反向，阻礙電子的定向移動，當這兩個電場大小相等時，電子的定向移動終止。
1.靜電平衡：導體內的自由電子不再發生 。
2.處于靜電平衡狀態的導體，其內部的電場強度處處為 ，即外電場E0和感應電荷產生的電場E'的關系為E0＝－E'。
3.導體上電荷的分布：
(1)靜電平衡時，導體 沒有凈剩電荷(未被抵消的電荷)，電荷只分布在導體的 。
(2)在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量) ，凹陷的位置幾乎沒有電荷。
4.處于靜電平衡狀態的導體，其外表面任一點的電場強度方向跟該點的表面 。
梳理與總結
定向移動的狀態
0
內部
外表面
越大
垂直
(1)處于靜電平衡狀態下的導體表面和內部的合電場強度均為零。
(　　)
(2)靜電平衡時，導體內部不再有電荷的定向移動。(　　)
(3)一個孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電平衡狀態，不具有靜電平衡的特點。(　　)
×
√
×
　(來自教材)長為l的導體棒原來不帶電，現將一個帶正電的點電荷q放在棒的中心軸線上距離棒的左端R處，如圖所示。 當棒達到靜電平衡后，棒上感應電荷在棒的中點O處產生的電場強度
大小和方向如何？
例1
答案　見解析
靜電平衡時，導體棒中點O處的電場強度為0，所以導體棒上感應電荷在O處產生的電場強度與點電荷q 在棒中點O處產生的電場強度大小相等，方向相反。E感＝k，方向向左。
求處于靜電平衡狀態的導體的感應電荷產生的電場強度的方法：
(1)先求出外電場電場強度E外的大小和方向。
(2)由于導體處于靜電平衡狀態，則滿足靜電平衡條件E合＝0。
(3)由E外＋E感＝0，求出感應電場E感的大小和方向。
總結提升
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< 二 >
尖端放電
1.空氣的電離：在一定條件下，導體尖端電荷 很大，導體尖端周圍的強電場使空氣中殘留的帶電粒子發生劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷 ，這個現象叫作空氣的電離。
2.尖端放電：所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被 ，而與尖端上的電荷 ，相當于導體從尖端 的現象。
3.尖端放電的應用與防止：
(1)應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施。
(2)防止：高壓設備中導體的表面盡量 會減少電能的損失。
密度
分離
吸引
中和
失去電荷
光滑
(1)驗電器的金屬桿上端固定一個金屬球而不是做成針尖狀，這是為了防止尖端放電。(　　)
(2)避雷針避雷的原理是尖端放電能將云層中的電荷中和。(　　)
(3)為了美觀，通常把避雷針頂端設計成球形。(　　)
(4)為了避免因尖端放電而損失電能，高壓輸電導線表面要盡量光滑。
(　　)
√
√
×
√
　(2021·浙江6月選考)如圖所示，在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，高塔的功能最有可能是
A.探測發射臺周圍風力的大小
B.發射與航天器聯系的電磁波
C.預防雷電擊中待發射的火箭
D.測量火箭發射過程的速度和加速度
例2
在火箭發射塔周圍有鋼鐵制成的四座高塔，其功能是預防雷電擊中待發射的火箭，故選C。
√
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< 三 >
靜電屏蔽
1.定義：導體殼(或金屬殼)內達到靜電平衡后，外電場對內部 產生影響，金屬殼的這種作用叫作靜電屏蔽。
2.實質：靜電屏蔽的實質是利用了 現象，使金屬殼內的感應電荷的電場和外加電場的電場強度矢量和為 。
3.航天器經過地球大氣層時，與大氣層高速摩擦產生高溫，在航天器周圍形成等離子體，對航天器產生靜電屏蔽作用，導致地面控制中心與航天器的通信暫時中斷。
4.電梯轎廂通常是用不銹鋼做的，因此在封閉的電梯里手機通信中斷，也是發生了靜電屏蔽。
不會
靜電感應
零
　下列關于靜電屏蔽實驗的說法正確的是
例3
A.甲圖中驗電器的金屬箔張開
B.乙圖中驗電器的金屬箔不會張開
C.丙圖中驗電器的金屬箔不會張開
D.甲、乙、丙三圖中驗電器的金屬箔都張開
√
題圖甲中金屬網達到靜電平衡，內部電場強度為零，金屬箔不會張開，金屬網屏蔽了外電場，故A、D錯誤；
題圖乙中金屬網未接地，網內的帶電體在金屬網內側感應出負電荷，金屬網外側產生等量的正電荷，正電荷在金屬網外側有電場，對外界產生影響，所以金屬箔會張開，故B錯誤；
題圖丙中金屬網已接地，外部電場消失，金屬箔不會張開，故C正確。
靜電屏蔽的兩種情況
總結提升
屏蔽外電場(外屏蔽) 屏蔽內電場(全屏蔽或內屏蔽)
圖示
總結提升
屏蔽外電場(外屏蔽) 屏蔽內電場(全屏蔽或內屏蔽)
實現過程 因場源電荷產生的電場與導體球殼表面上感應電荷產生的電場在空腔內的合電場強度為零，達到靜電平衡狀態，起到屏蔽外電場的作用 當空腔外部接地時，外表面的感應電荷被中和，外部電場消失，起到屏蔽內電場的作用
最終結論 導體內空腔不受外界電荷影響 接地導體空腔外部不受內部電荷影響
本質 靜電感應與靜電平衡，用于做靜電屏蔽的材料只能是導體，不能是絕緣體
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< 四 >
靜電吸附
1.靜電吸附：在電場中，帶電粒子受到 的作用，向著電極運動，最后被吸附在電極上的現象。
2.靜電除塵：當空氣中的塵埃帶電時，在 作用下，塵埃到達電極而被收集起來的過程。
3.靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為 的工件運動，并沉積在工件表面的
過程。
4.靜電復印：復印機應用了 的原理。
靜電力
靜電力
正極
靜電吸附
　(來自粵教教材)如圖所示是靜電除塵裝置示意圖，它由金屬管A和管中金屬絲B組成。下列有關靜電除塵原理的說法正確的是
A.A接高壓電源負極，B接高壓電源正極
B.煤粉等煙塵吸附電子后被吸在B上
C.靠近B處電場強度大，B附近的空氣被
電離成正離子和電子
D.煤粉等煙塵在強大電場作用下電離成
負、正離子，分別吸附在B和A上
例4
√
在靜電除塵裝置中，金屬管A接電源正極，金屬絲B接電源負極，靠近B處電場強度很大，附近的空氣被電離成正離子和電子，故C正確，A錯誤；
煤粉等煙塵吸附電子后帶負電，被吸在金屬管A上，煤粉等煙塵并未被電離成正、負離子，故B、D錯誤。
　(多選)(2024·龍巖市永定區高二期中)靜電噴漆是利用靜電吸附現象制造的，其噴涂原理如圖所示，則以下說法正確的是
A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強電場
B.涂料微粒一定帶正電
C.涂料微粒一定帶負電
D.涂料微粒可能帶正電，也可能帶負電
√
針對訓練
√
工作時涂料微粒會向帶正電的被噴涂工件高速運動，是由于噴槍噴嘴與被噴涂工件之間形成了強電場，由正電荷對涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒帶負電，故A、C正確。
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< 五 >
課時對點練
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C D AD B B BD ABC
題號 9 10 11
答案 B AC A
對一對
答案
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考點一　靜電平衡
1.如圖所示，空心金屬球殼上所帶電荷量為＋Q，關于O、M兩點電場強度EO、EM的說法中正確的是
A.EO≠0　EM＝0 B.EO＝0　EM≠0
C.EO＝0　EM＝0 D.EO≠0　EM≠0
基礎對點練
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答案
靜電平衡狀態中的導體內部電場強度處處為零，故C正確。
2.一金屬球原來不帶電，現沿球直徑的延長線上放置一均勻帶電的細桿MN，如圖所示，金屬球上感應電荷產生的電場在球內直徑上a、b、c三點的電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則
A.Ea最大 B.Eb最大
C.Ec最大 D.Ea＝Eb＝Ec
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答案
處于靜電平衡狀態的導體內部電場強度處處為零，故a、b、c三點的電場強度都為零，處于靜電平衡狀態的導體內部電場強度為零是感應電荷產生的電場與外電場疊加的結果，所以感應電荷在球內某點產生的電場強度與MN在這一點產生的電場強度等大反向，由于c點離MN最近，故MN在c點的電場強度最大，則感應電荷在c點的電場強度也最大，故C正確，A、B、D錯誤。
考點二　靜電屏蔽　尖端放電
3.(2024·亳州市高二期末)下列現象中不屬于靜電屏蔽應用的是
A.在三條高壓輸電線的上方還有兩條金屬導線與大地相連形成一個稀疏
的金屬網
B.超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服
C.信號傳輸線中間是銅芯線，芯線外包裹發泡塑料，發泡塑料外面還要
包一層金屬絲編織成的網，最外層為防護套
D.在加油站，工作人員給汽車加油前，要觸摸一下靜電釋放器
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答案
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在三條高壓輸電線的上方還有兩條金屬導線與大地相連形成一個稀疏的金屬網，這個金屬網就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護高壓輸電線不受外部電場的影響，故A不符合題意；
超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服，這個衣服就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護電力工人不受外部電場的影響，故B不符合題意；
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答案
信號傳輸線中間是銅芯線，芯線外包裹發泡塑料，發泡塑料外面還要包一層金屬絲編織成的網，最外層為防護套，這個金屬絲編織成的網就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護信號傳輸線不受外部電場的影響，故C不符合題意；
在加油站，工作人員給汽車加油前，要觸摸一下靜電釋放器，這是為了釋放人體上的靜電，防止靜電產生火花從而引起火災，不屬于靜電屏蔽應用，故D符合題意。
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答案
4.(多選)如圖所示是閃電擊中廣州塔的畫面，廣州塔的尖頂是一避雷針，雷雨天氣時，底端帶負電的云層經過避雷針上方時，避雷針尖端放電形成瞬間強電流，烏云所帶的負電荷經避雷針導入大地，在此過程中，下列說法正確的是
A.云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷
B.云層靠近避雷針時，針尖感應出負電荷
C.避雷針尖端附近的電場強度比避雷針底端附
近的電場強度小
D.避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施
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答案
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避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施，D正確；
根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，可知底端帶負電的云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷，A正確，B錯誤；
由于電荷更容易集中到尖端，從而避雷針尖端附近的電場強度比避雷針底端附近的電場強度大，C錯誤。
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答案
考點三　靜電吸附
5.(來自粵教教材)下列關于靜電復印機在工作過程中的說法正確的是
A.墨粉帶正電
B.硒鼓上“靜電潛像”帶正電
C.復印過程中，白紙不帶電
D.充電時讓硒鼓表面帶上負電
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答案
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靜電復印機在工作過程中，硒鼓上的“靜電潛像”帶正電，墨粉帶負電，白紙也帶正電，吸附帶負電的墨粉，故B正確，A、C、D錯誤。
6.如圖是制作口罩的一種新穎的“靜電”絕緣纖維布，熔噴層經駐極工藝，表面帶有電荷，它能阻隔幾微米的飛沫，這種靜電的阻隔作用屬于
A.靜電噴涂 B.靜電吸附
C.靜電感應 D.尖端放電
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帶電物體能吸引輕小物體，帶有病毒的飛沫靠近口罩的熔噴層后，會被吸附在表面無法通過，從而起到隔離病毒的作用，屬于靜電吸附，故選B。
7.(多選)(來自魯科教材)靜電除塵器除塵原理如圖所示。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在靜電力的作用下向收塵極遷移并沉積，以達到除塵目的。下列表述正確的是
A.帶電塵埃帶正電荷
B.電場方向由收塵極指向電暈極
C.帶電塵埃所受靜電力的方向與電場方向相同
D.在同一位置，帶電荷量越多的塵埃所受靜電
力越大
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答案
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答案
塵埃在靜電力作用下向收塵極遷移并沉積，而收塵極與電源正極相連而帶正電，說明塵埃帶負電，選項A錯誤；
由于收塵極與電源的正極連接，電場強度方向由收塵板指向電暈極，選項B正確；
塵埃帶負電，在電場中受靜電力的方向與電場方向相反，選項C錯誤；
根據F＝qE可得，同一位置帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越大，選項D正確。
8.(多選)(來自教材改編)當我們使用有線話筒擴音時，有些由于周圍環境中的靜電現象或其他原因產生的電信號會通過話筒線混入功率放大器中進行放大，影響擴音的效果。因此，很多優質的話筒線在構造上都采取了如圖甲所示防備措施。在燃氣灶和燃氣熱水器中，常常安裝電子點火器，接通電子線路時產生高電壓，通過高壓放電的電火花來點燃氣體。點火器的放電電極是釘尖形如圖乙所示。一位老師表演了一個“魔術”：如圖丙所示，一個沒有底的空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐(金屬)片，把它們分別跟靜電起電機的兩極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。當把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。超高壓帶電作業的工人穿
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答案
能力綜合練
戴的工作服如圖丁所示，要用包含金屬絲的織物制成。以上四個實例中，應用到的物理知識有
A.尖端放電 B.靜電屏蔽
C.靜電吸附 D.摩擦起電
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答案
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答案
超高壓帶電作業的工人穿戴的工作服要用包含金屬絲的織物制成及題圖甲所示防備措施應用了靜電屏蔽；點火器的放電電極是釘尖形，應用了尖端放電；當把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞，應用了靜電吸附，故選A、B、C。
9.如圖所示，將懸掛在絕緣細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(不與C的內壁接觸)，在C附近另外有一個懸掛在絕緣細線上的帶負電的小球B，則
A.A、B兩球均不偏離豎直方向
B.A球不偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向
C.A球向左偏離豎直方向，B球不偏離豎直方向
D.A球向左偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向
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由于靜電屏蔽，小球B的電場對A無影響，小球A不會偏離豎直方向，由于靜電感應，空心球C的內表面帶負電，外表面帶正電，小球B和空心球C之間相吸引，小球B向右偏離豎直方向，選項A、C、D錯誤，B正確。
10.(多選)(2024·濮陽市第一高級中學高二期末)如圖所示，一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上，右側放置一個電荷量為＋Q的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離為2r。下列說法正確的是(靜電力常量為k)
A.金屬球在靜電平衡后左側帶正電，右側帶負電
B.金屬球在靜電平衡后左側帶負電，右側帶正電
C.感應電荷在球心激發的電場強度大小等于
D.感應電荷在球心激發的電場強度大小等于0
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答案
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由于靜電感應，金屬球的左側帶正電，右側帶負電，故A正確，B錯誤；
感應電荷的電場正好與點電荷的電場疊加，疊加后在球內合電場強度為零，即感應電荷在金屬球球心處激發的電場強度與點電荷在球心處產生的電場強度大小相等，即E＝k，故C正確，D錯誤。
11.矩形金屬導體處于正點電荷Q產生的電場中，靜電平衡時感應電荷產生的電場在導體內的電場線分布情況正確的是
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答案
尖子生選練
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導體處于靜電平衡狀態時，導體內部電場強度處處為零，感應電荷在導體內部某處產生的電場與場源電荷Q在此處產生的電場的電場強度大小相等，方向相反，故A正確，B、C、D錯誤。
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答案
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第
九
章

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