第03講：靜電的防止與利用

【考點歸納】

>考點一：靜電平衡的內外電場及其電荷分布

>考點二：靜電的防止與利用

>考點三：導體上電荷的分布與尖端放電

>考點四：金屬殼內部的電場屏蔽問題

>考點五：靜電屏蔽

【考點梳理】

知識點一：靜電感應現象

1.把導體放入電場，導體內的自由電荷在電場力作用下定向移動,而使導體兩端出現等量異種電荷的現象.

2.靜電平衡狀態：導體在電場中發生靜電感應現象，感應電荷的電場與原電場疊加，使導體內部各點的合電

場等于零,導體內的自由電子不再發生移動的狀態.

3.靜電平衡狀態的特征

(D處于靜電平衡狀態的導體，內部的場強處處為零.

(2)處于靜電平衡狀態的導體，外部表面附近任何一點的場強方向必跟該點的表面垂直.

(3)處于靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體,導體的表面為等勢面.

4.靜電平衡導體上的電荷分布

帶電的導體內部沒有電荷，電荷分布在導體的外表面.且在導體表面越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的

位置幾乎沒有電荷.

知識點二：尖端放電與靜電屏蔽

尖端放電靜電屏蔽

當金屬外殼達到靜電平衡時，內

導體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離后的異種部沒有電場，因而金屬的外殼會

原理離子與尖端的電荷中和,相當于導體從尖端失去電

對其內部起保護作用,使它內部

荷.

不受外部電場的影響.

應用：避雷注是利用尖端放電避免雷擊的一種設施.應用：電學儀器外面有金屬殼，

應用或防

防止：高壓設備中導體的表面盡量光遣會減少電能的野外高壓線上方還有兩條導線

止

損失.與大地相連.

技巧總結：對靜電平衡的理解

1.靜電平衡的實質：金屬導體放到場強為笈的電場中，金屬中的自由電荷在電場力作用下定向移動導致導體

一側聚集負電荷，而另一側聚集正電荷，感應電荷在導體內部產生與原電場方向相反的電場，導致合場強減小.當

感應電荷繼續增加，合場強逐漸減小，合場強為零時，自由電荷的定向移動停止.

2.對靜電平衡的三點理解

（1）靜電平衡是自由電荷發生定向移動的結果，達到靜電平衡時，自由電荷不再發生定向移動.

（2）金屬導體建立靜電平衡的時間是非常短暫的.

（3）導體達到靜電平衡后內部場強處處為零是指外電場￡與導體兩端的感應電荷產生的附加電場E'的合場強

為零，E'=-￡

3.靜電平衡狀態下的導體的電荷分布特點

（1）凈電荷都分布在導體的表面，導體內部沒有凈電荷.

（2）感應電荷分布于導體兩端，電性相反，電量相等，遠同近異.

【題型歸納】

題型一：靜電平衡的內外電場及其電荷分布

1.（23-24高二上?河南新鄉?期末）長為￡的導體棒原來不帶電，現將一帶電荷量為+?的點電荷放在距棒左端R處,

如圖所示。靜電力常量為左，當棒達到靜電平衡后，棒上的感應電荷在棒內中點尸處產生的電場的電場強度大小是

（）

q

?（*P）

I*>l<-------7-------H

KpL

4kq2，4kq2kq

,（2R+Ly-（2R+L）2-2R+L'2R+L

2.（23-24高二上.江蘇連云港?期中）如圖所示，帶電體+Q靠近一個原來不帶電的接地空腔導體，在達到靜電平衡

后，導體腔（）

A.帶正電B.內表面的電荷量為0

C.外表面的電荷量為。D.內、外表面帶異種電荷

3.（23-24高二上?四川綿陽?期中）如圖所示，原來不帶電的金屬球殼內壁接地，將一帶正電的小球放入其中，但不

與球殼接觸，則（）

A.球殼內壁帶正電B.球殼外壁帶正電

C.球殼外壁不帶電D.若將接地線去掉再移去正電荷，球殼外壁不帶電

題型二：靜電的防止與利用

4.（23-24高二上.貴州畢節?期末）下列說法不屬于靜電現象應用的是（）

A.靜電除塵可用于回收水泥粉塵

B.復印機應用靜電吸附，實現復印工作

C.帶負電的油漆微粒沉積在作為正極的工件表面，完成噴漆工作

D.印刷廠里紙張之間因摩擦帶電面吸附在一起，給印刷帶來麻煩

5.（23-24高二上?安徽蚌埠?期末）下列對各圖所涉及物理知識的說法中錯誤的是（）

丙T

A.圖甲中,油罐車車尾下方拖著一根落地的軟鐵條是利用鐵的導電性將運輸中產生的靜電導走

B.圖乙中,用銅絲編織的管線包裹話筒線是利用靜電吸收信號

C.圖丙中,高壓輸電線上方的兩根接地導線具有避雷保護線路的作用

D.圖丁中,燃氣灶中針尖形點火器是利用高壓尖端放電原理進行點火的

6.（22-23高二上?上海浦東新?期末）下列實例中屬于利用靜電的是（）

A.通過復印機把文件、資料等快速復印下來

B.機械設備要良好地接地

C.建筑物上安裝避雷針

D.保持印染車間的空氣有一定的濕度

題型三：導體上電荷的分布與尖端放電

7.（23-24高一下?湖南?期末）下列應用與尖端放電現象無關的是（）

A.家用煤氣灶和燃氣熱水器上安裝的點火裝置

B.高壓設備中的導體表面盡量光滑，以減少高壓設備上電能的損失

C.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

D.在高大建筑物屋頂安裝一根尖銳的金屬棒，用粗導線與接地裝置連接以防止建筑物被雷擊

8.（23-24高二上?浙江?階段練習）當帶電云層接近地面時，地面上的物體受其影響會感應出異種電荷，為了避免遭

受雷擊，在高大的建筑物上安裝尖端導體一避雷針。圖為帶電云層和避雷針之間電場線的分布示意圖，有一個帶電

粒子（不計重力）從A點運動到B點，則以下說法正確的是（）

A.粒子帶正電B.電場強度項＞線

C.粒子的動能/＞紇8D.當帶電云層靠近地面的過程中，避雷針會有自下而上的電流

9.（23-24高二上?安徽蕪湖?期中）夏天，受強對流天氣影響，經常有雷電發生。為避免雷電造成的損害，某建筑頂

部裝有避雷針。如圖所示為某次閃電前瞬間避雷針周圍電場的等勢面分布情況。在等勢面中有A、&C三點，其

中A、B兩點位置關于避雷針對稱。下列說法正確的是（）

B.此次閃電前瞬間避雷針尖端一定帶負電

C.從云層沿直線向避雷針尖端運動的電荷受到的電場力可能越來越小

D.某正電荷從C點移動到3點，電場力對該電荷做負功

題型四：金屬殼內部的電場屏蔽問題

10.（20-21高二上?福建泉州?期中）如圖所示，將懸掛在細線上的帶負電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼C內

（不和球壁接觸），另有一懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，則（）

A.A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B.A往左偏離豎直方向，B的位置不變

C.A的位置不變，B往左偏離豎直方向D.A和B的位置不變

11.（23-24高二上?北京西城?階段練習）如圖所示，用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器。則以

下關于驗電器箔片的說法正確的是（）

A.驗電器箔片會張開，因為帶電金屬球的電場會存在于整個空間的

B.驗電器箔片可能會張開，只要帶電金屬球所帶電量足夠大就可以

C.驗電器箔片不會張開，因為金屬網罩把電荷都導到地球上去了

D.驗電器箔片不會張開，因為金屬網罩會出現感應電荷抵消掉帶電金屬球在網罩內的電場

12.（22-23高二上?北京西城?期末）如圖用金屬網把驗電器罩起來，使帶電金屬球靠近驗電器，下列有關此實驗現

象的描述或解釋正確的是（）

A.驗電器的金屬球因靜電感應而帶負電荷B.驗電器的金屬箔片會因排斥而張開

C.整個金屬網會因為靜電感應而帶負電荷D.箔片不張開因為金屬網內場強為0

題型五：靜電屏蔽的應用

13.（23-24高二上.廣東東莞.階段練習）某研究性學習小組學習電學知識后對電工穿的高壓作業服進行研究，發現

高壓作業服是用銅絲編織的，下列各同學的理由正確的是（）

A.甲認為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織

B.乙認為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內電場強度保持為零，對人體起保護作用

C.丙認為電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內電場強度不為零，對人體起保護作用

D.丁認為銅絲必須達到一定的厚度，才能對人體起到保護作用

14.（23-24高二上?安徽?階段練習）下列現象中不屬于靜電屏蔽的是（）

A.超高壓帶電作業的工人穿戴含金屬絲織物的工作服

B.野外高壓輸電線上方兩根導線與大地相連

C.優質話筒線外面有金屬網將導線包圍

D.建筑物的頂端要安裝避雷針

15.（23-24高二上?浙江?階段練習）關于靜電屏蔽，下列說法不正確的是（）

甲乙丙丁

A.圖甲是靜電釋放器，給汽車加油前用手觸摸一下，其目的是導走加油槍上的靜電

B.圖乙中建筑物頂端的避雷針必須通過導線與大地保持良好接觸

C.圖丙中三條高壓輸電線上方的兩條導線與大地相連，可把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊

D.圖丁為靜電噴漆的示意圖，靜電噴漆時利用異種電荷相互吸引，使油漆與金屬表面在靜電引力作用下噴涂

更均勻

【高分演練】

一、單選題

16.（24-25高二上?全國）如圖是靜電噴涂原理的示意圖。噴槍噴嘴與被涂工件之間有強電場，噴嘴噴出的帶電涂料

微粒在強電場的作用下會向工件高速運動，最后被吸附到工件表面。則可知（）

微粒可能帶正電，也可能帶負電

C.微粒運動過程中，速度越來越小D.微粒運動過程中，速度越來越大

17.（24-25高二上?全國?課后作業）用學過的電學知識，判斷下列說法正確的是（）

A.電工穿絕緣衣比穿金屬衣（包含金屬絲的織物制成）安全

B.高壓起電機的帶電導體做成球形，是為了使導體獲得更高的電荷量

C.燃氣灶點火器的放電電極做成了針形，是防止出現尖端放電現象

D.USB數據線線芯的外層包裹著一層銅絲網，是為了增強線纜的機械強度

18.（23-24高一下?山西長治?期末）靜電現象在自然界普遍存在，在生產生活中也時常會發生靜電現象。人們可讓

靜電服務于生產生活，但也需對其進行防護，做到趨利避害。下列關于靜電現象的說法正確的是（）

A.靜電除塵的原理是靜電屏蔽

B.印刷車間的空氣應保證適當潮濕，以便導走紙頁間相互摩擦產生的靜電

C.避雷針利用了帶電導體凸起尖銳的地方電荷稀疏、附近空間電場較弱的特點

D.干燥天氣里脫毛衣時會產生火花，是因為摩擦過程中憑空創造出了電荷

19.（23-24高二上.河南駐馬店?期末）2023年8月15號，一群游客在新疆吐魯番某沙漠景區自駕游。興致正濃時天

色突變，眼見雷雨將至，隨后沙丘高處的幾名游客頭發直立如同刺猬一般，如圖所示。此時為了保障人身安全，下

列避險方式最為有效合理的是（）

A.躲進汽車里B.往沙漠高處跑

C.用水將頭發淋濕D.蹲下并用手觸摸地面

20.（23-24高二上?重慶?期末）如圖所示，一長為2/且粗細均勻的導體棒原來不帶電，現將一電荷量為+4的點電荷

放在其中軸線上距其左端/處，靜電力常量為3當該導體棒達到靜電平衡后，棒上感應電荷在棒內中心處產生的

場強大小為（）

十----------G?F

—/—?!?-------2/---------?!

A.0B.烏C.4D.

4片I2

21.（23-24高二上.江蘇.階段練習）如圖為靜電除塵器除塵原理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在靜

電力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵的目的。下列表述正確的是（）

A.電場方向由放電極指向集塵極B.到達集塵極的塵埃帶正電荷

C.帶電塵埃所受靜電力的方向與電場方向相同D.帶電塵埃受靜電力作用做加速運動

22.（23-24高二上?陜西西安?期中）在如圖所示的實驗中，驗電器的金屬箔片會張開的是（）

金Q金

十

屬十屬

A.網B.Q網

絕緣地墊絕緣地墊

23.（23-24高二上?河北保定?期中）下列關于教科書上的四副插圖，說法正確的是（）

A.圖甲為靜電除塵裝置的示意圖，帶負電的塵埃被收集在線狀電離器B上

B.圖乙為給汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導走加油槍上的靜電

C.圖丙中搖動起電機，煙霧繚繞的塑料瓶頓時清澈透明，其工作原理為靜電吸附

D.圖丁的燃氣灶中安裝了電子點火器，點火應用了焦耳定律

24.（23-24高二上?陜西渭南?期中）如圖所示，一個方形的金屬盒原來不帶電，現將一個帶電荷量為+Q的點電荷

放在盒子左邊附近，達到靜電平衡后，盒子內部電場處處為零。則盒上的感應電荷在盒子內部產生的電場分布情況

正確的是（）

25.（23-24高二上?山西運城.期中）下列關于四幅圖像的說法正確的是（）

-埋在地下的金屬板

避雷針原理

A.用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒上的部分電子會轉移到毛皮上，從而使橡膠棒帶正電

B.處于靜電平衡狀態的導體腔，內表面有電荷，導體殼壁W內電場強度不為0,導體殼內空腔C電場強度為

0

C.通過奎寧結晶在兩點電荷的電場中的分布情況，可分析判斷兩點電荷是等量異種點電荷

D.避雷針其實不“避雷”，反而是“接雷”，只不過是化弱為強，避免強雷電的破壞

二、多選題

26.（24-25高二上?全國裸后作業）滾筒式靜電分選器由料斗A、導板B、導體滾筒C、刮板D、料槽E、F和放電

針G等部件組成，C與G分別接于直流高壓電源的正、負極上，并令C接地。如圖所示，電源電壓很高，足以使

放電針G附近的空氣發生電離而產生大量離子，現有導電性能不同的兩種物質粉粒a、b的混合物從料斗A下落，

沿導板B到達轉動的滾筒C上，粉粒。具有良好的導電性，粉粒b具有良好的絕緣性。下列說法正確的是（）

A

B

\E/\F/

A.粉粒a落入料槽F,粉粒6落入料槽E

B.粉粒6落入料槽F,粉粒。落入料槽E

C.若滾筒C不接地而放電針G接地，從工作原理上看，這是不允許的

D.若滾筒C不接地而放電針G接地，從工作實用角度看，這是不允許的

27.（23-24高二上.廣東深圳?期末）如圖是滾筒式靜電分選器的原理圖，導體滾筒C和放電針G分別接于直流電源

的正、負板，并令C接地。放電針G與滾筒C間施加高壓并電離空氣，顆粒久6經過電離空氣后都帶上電荷。6顆

粒直接掉落在F盤，。顆粒被刮板D刮落到E盤。下列說法正確的是（）

A.a、〃兩種顆粒都具有良好的導電性B.a、〃兩種顆粒都具有良好的絕緣性

C.在分選過程中，a、6兩種顆粒都帶負電D.對調G、C間的極性，分離器仍能正常工作

28.（23-24高二上.北京西城?期中）為了研究空腔導體內外表面的電荷分布情況，取兩個驗電器A和B,在B上裝

一個幾乎封閉的空心金屬球C（僅在上端開有小孔），D是帶有絕緣柄的金屬小球，如圖所示。實驗前他們都不帶

電，實驗時首先將帶正電的玻璃棒（圖中未畫出）與C接觸使C帶電。以下說法正確的是（）

A

A.若將帶正電的玻璃棒接觸C內表面，則B的箔片會帶電

B.若將帶正電的玻璃棒接觸C外表面，則B的箔片不會帶電

C.使D接觸C的內表面，然后接觸A,操作若干次，觀察到A的箔片張角變大

D.使D接觸C的外表面，然后接觸A,操作若干次，觀察到A的箔片張角變大

29.（23-24高二上.新疆伊犁?階段練習）如圖所示，一個驗電器用金屬網罩罩住，當加上水平向右的、場強大小為E

的勻強電場時，下列說法正確的是（）

A.驗電器的箔片不張開

B.金屬網罩內部空間存在向右的勻強電場

C.金屬網罩上的感應電荷在金屬網罩內部空間產生的電場方向為水平向左

D.金屬網罩內外表面都存在感應電荷

30.（23-24高二上.北京懷柔.階段練習）在一次科學晚會上，一位老師表演了一個“魔術”：如圖，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。以下分析正確的（）

A.因為靜電平衡的導體，尖端電荷更密集，所以鋸條附近電場強度最大

B.空氣被電離后形成的自由電子吸附到煙塵上，使煙塵帶正電

C.煙塵受到靜電力的作用，最終運動到接正極的金屬片上

D.煙塵受到靜電力的作用，最終運動到接負極的金屬片上

31.（23-24高二上?廣東深圳?階段練習）如圖所示，不帶電的金屬棒AB長為3。為A8的中點，在距離A點為R

的C點處放一帶電量為。的正點電荷，C與A8在一條直線上，如圖所示，設無窮遠處電勢為零。下列說法正確的

是（）

，HL「

AOB

A.金屬棒上A點的電勢高于B