静电的防止与应用（人教版）

专题1.4静电的防止与利用

【人教版】

【题型1静电平衡中的电场强度问题】.............................................................

【题型2尖端放电问题】..........................................................................

【题型3静电屏蔽问题】..........................................................................

【题型4静电吸附问题】..........................................................................

【题型5联系实际】..............................................................................

【题型6静电平衡中净余电荷的分布】.............................................................

【题型7静电危害的防止问题】...................................................................

【题型1静电平衡中的电场强度问题】

［例1］长为/的导体棒原来不带电并水平放置，现将一带电量为4的正点电荷放在距棒左端R处，如图所

示，当达到静电平衡后棒内中点处的场强为零，则棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于，

方向为水平向o

q,P、

®（•）

K——L7——H

解析：由静电感应现象可知，电量为q的正点电荷放在距棒左端”处，棒的左端感应出负电荷，右端感应

出正电荷。由点电荷产生电场强度公式，可得+q在棒上中点尸处产生场强大小

方向为水平向右；

由静电平衡原理可知，当达到静电平衡后棒内中点尸处的合电场强度是零，棒上感应电荷在棒内中点。处

产生的场强大小与带电量为的正点电荷在棒的中点。处产生的场强大小相等，方向相反，棒上感应电荷

在棒内中点P处产生的场强大小

方向为水平向左。

【变式II】如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近（不接触，且未发生放电现

象）时，下列说法中正确的是（）

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点产生的场强小于在N点产生的场强

D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等

答案：A

解析：A、离的越近，导体上的电子与负电荷排斥力越大，越会向左排斥，故N端带负电荷越多，M端带

的正电荷也越多，故A正确；

B、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，故B错误；

C、D、导体处于静电平衡状态，内部场强处处为零，即感应电荷的场强和带电小球的场强等天、反向、共

线，由于带电小球在M点产生的场强大，故感应电荷在M点产生的场强也大，故CD错误；

故选A

【变式12］如图所示，一金属球4放在距一带电量为4.5xlOK）C的点电荷0.3m处，求金属球达到静电平衡

后，感应电荷在A球球心处产生的场强的大小是,方向是。

-----0.3m------

答案：45N/C方向向右

解析：点电荷4在A球球心处产生的场强的大小为

方问向左。根据静电平衡导体的特点可知，感应电荷在4球球心处产生的场强的大小是45N/C,方向是向

右a

【变式13］如图所示，导体棒原来不带电，将电荷量为。的正点电荷放在棒左侧。处，当棒达到静电平衡

后，棒上的感应电荷在棒内A点处产生的场强为良。下列说法正确的是（）

•O

A.E/的大小与电荷量Q成正比

B.臼的方向沿。4连线向右

C.在导体棒内部，离。点越远场强越小

D.在。点放置电荷量为2Q的点电荷，八点的场强为2臼

答案：A

解析：AB.导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内A点处产生的场强大小与一带电量为。的点电荷

在该处产生的电场强度大小相等，方向相反，则有

正点电荷在A点产生的场强方向向右，则目的方向沿04连线向左，故A正确，B错误；

C.导体棒达到静电平衡后，棒内场强处处为0,故c错误；

D.在。点放置电荷量为2Q的点电荷，导体棒达到静电平衡后，棒内场强处处为0,故D错误。

故选Ao

【题型2尖端放电问题】

【例2】（多选）如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针（其顶端是尖的），在顶针上装上金属风针，若给

风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列说法中正确

的是（）

A.风针尖端附近的电场线分布较密

B.风针附近的空气在强电场下发生电离

C.空气中的阳离子会向风针的尖端运动

D.交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出

【答案】ABC

【解析】

A.在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度越大，附近的电场越强，所以风针尖端附近的电场线分布较密,

故A正确;

容易放电，故可以观察到尖的金属柱容易放电，这种放电现象叫做尖端放电.所以选项A正确，BCD错误.

【题型3静电屏蔽问题】

【例3】如图所示的高压输电线路，在铁塔的顶端还有两条导线（图中箭头所指），它们与大地相连，这两

条导线的主要功能是（）

A.输送电能B.各变电站之间通讯

C.连接各铁塔，使铁塔更稳固D.预防雷电击中下方的输电线

答案：D

解析：实现静电屏蔽不一-定要用密封的金属容器，金属网也能起到屏蔽作用。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，使其免遭雷击。

故选D。

【变式31】下列说法正确的是（）

A.在自助加油站给汽车加油时，可以接打移动电话

B.家用电器或电线发生火灾时，应先断开电源再灭火

C.如果有人触电倒地，应该抱住他的腰部拖到安全的地方

D.超高压带电作业的工人所穿衣物的织物中掺入了金属丝，目的是导走因摩擦产生的静电

答案：B

解析：A.在自助加油站给汽车加油时，不可以接打移动电话，会有爆炸的风险，故A错误：

B.家用电器或电线发生火灾时，应先断开电源再灭火，故B正确：

C.如果有人触电倒地，抱住他的腰部有触电的风险，应立即切断电源或者用绝缘体挑开电线，故C错误;

D.超高压带甩作业的工人穿戴的工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种工作服叫屏蔽服，其作用是在

穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电

磁波的危害。故D错误。

故选B。

【变式32】以下关于静电现象说法错误的是（）

A.用丝绸摩擦玻璃棒后丝绸将得到电子带上负电

B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好

C.接触带有精密电了•元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属

D.考场外头走廊上安装的考场无线信号屏蔽器是利用/静电屏蔽原理

答案：D

解析：用丝绸摩擦玻璃棒后丝绸将得到电子带上负电，选项A止确；制作汽油桶的材料用金属比用塑料好，

因金属能把静电导入大地，选项B正确；人体通常会带静电，接触带有精密电子元件的电路板时，最好先

用手接触一下金属水管或其它接地金属，否则人体静电会损坏电路元件.故C正确；无线信号屏蔽器是在

工作过程中以•定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描.该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成

乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接.手机表现为搜索网络、

无信号、无服务系统等现象，不是静电屏蔽的应用，故D错误；此题选择错误的选项，故选D.

【变式33］（多选）如图所示，用金属网把不带电的验电器罩起来，再使带电金属球靠近金属网，则卜列说

法正确的是（）

A.箔片张开

B.箔片不张开

C.金属球带电电荷足够大时才会张开

D.金属网罩内部电场强度为零

答案：BD

解析：静电屏蔽：为了避免外界电场对仪器设备的影响，或者为了避免电器设备的电场对外界的影响，用

一个空腔导体把外电场遮住，使其内部不受影响，也不使电器设备对外界产生影响，故用金属网把验电器

罩起来，再使带电金属球靠近验电器，箔片不张开.金属网罩内部电场强度为零；故BD正确、AC错误.故

选BD.

点睛：静电屏蔽在我们生活中有许多应用.例如，遇到雷雨天，行进中的汽车要关闭所有车窗，就算车体

遭到雷击，车内人员通常也不会受伤.电视闭路线芯外通常包有一层金属网和锡纸等等.

【题型4静电吸附问题】

【例4】如图所示，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.

请思考一下：这是什么原因？

答案：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，形成强电场.烟尘颗粒都是

带电的，在强电场中受静电力作用偏转后被吸附在管壁上.

解析：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。

【变式41】如图四种仪器中，对电现象的利用，其原理不同于其它三种的是（）

A.静电除尘器B.静电复印机

C.电蚊拍D.静电植绒仪

答案：C

解析：静电除尘器、静电复印机和静电植绒仪都是利用静电原理工作的；而电蚊拍一般使用2.4V银氢电池，

_L作时电网瞬间产生1850V直流高压电（电流小于10mA,对人畜无害），能将蚊虫吸入电网电毙，所以电

蚊拍的原理不同于其它三种。

故选C。

【变式42】以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染

环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉。如图为静电除尘的原理示意图，除尘器由金属管A和悬挂在

管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的两极，它们之间有很强的电场，空气中的气体分子被强

电场电离成为电子和正离子。正离子被吸引到B上，得到电子，又成为分子。电子在向正极运动的过程中，

遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到止极上，最后在重力作用下，落入卜囿的漏斗中。有关这一物

理情境下列说法正确的是（）

A.空气分子在距离金属丝B越近的地方越容易被电离

B.带上负电的煤粉在向A运动的过程中做匀变速运动

C.带上负电的煤粉在向A运动的过程中其运动轨迹为抛物线

D.带上负电的煤粉在向A运动的过程中其电势能增大

答案：A

解析：A.在距离金属丝B越近的地方，电场越强，空气分子越容易被电离。A正确；

BCD.带上负电的燥粉在向A运动的过程中，主要受到变化的电场力及重力的作用，合力的大小、方向均

在变化,所以煤粉做的是变加速运动，轨迹不是抛物线，电场力做正功，电势能减少。BCD错误。

故选A。

【变式43］静电喷漆技术具有效率高、质量好等优点，其装置示意图如图所示,A、B为两块水平放置的平行

金属板，间距d=1.0m,两板间有方向竖直向上、电场强度大小£=1.0x103N/C的匀强电场，在4板的中央放置一

个安全接地的静电油漆喷枪P,油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为vo=l.Om/s、

质量均为m=5.0xl014kg、电荷量均为q=2.0xl015C的带负电的油漆微粒，不计微粒所受空气阻力及微粒间的

相互作用,油漆微粒最后都落在金属板B上，重力加速度g=10m/s2o下列说法中错常的是（）。

A.沿水平方向喷出的微粒运动到B板所需时间为0.2s

B.沿不同方向喷出的微粒,从喷出至到达B板,电场力做功为2.0x10"j

C.若其他条件均不变“增大为原来的2倍，喷涂面积增大为原来的2倍

D.若其他条件均不变,£增大为原来的2倍，喷涂面积减小为原来的］

【解析】沿水平方向喷出的微粒做类平抛运动，在竖直方向上,加速度。至四=50m/也根据得t=0.2s,

故A项正确。沿不同方向喷出的微粒，从喷出至到达B板，电场力做功W=q£d=2.0xl012（故B项正确。若其他

条件均不变,d增大为原来的2倍，根据公"2得力变为原来的衣倍,则喷涂面积的半径变为原来的遮倍，面积

变为原来的2倍，故C项正确。若其他条件均不变为增大为原来的2倍，则加速度a*=90m",加速度变为原来

的，时间t变为原来的与喷涂面积的半径变为原来的?面积减小为原来的|,故D项错误。

【答案】D

【题型5联系实际】

【例5】（多选）滚筒式静电分选器由料斗A,导板3,导体滚筒C,刮板。，料槽瓦尸和放电针G等部件

组成，。与G分别接于直流高压电源的正、负极，并令C接地，如图所示，电源电压很高，足以使放电针

G附近的空气发生电离并产生大量离子。现在导电性能不同的两种物质粉粒a、b混合物从料斗A下落，沿

导板B到达转动的滚筒C上，粉粒，具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性，卜.列说法正确的是（）

A.粉粒。落入料槽R粉粒〃落入料槽E

B.粉粒。落入斜槽F,粉粒a落入料槽E

C.若滚筒C不接地而放电针G接地，实际工作中，这是不允许的

D.若滚筒。不接地而放电针G接地，实际工作中，这是允许的

答案：AC

解析：AB.滚筒式静电分选器工作原理，粉粒〃具有良好的导电性，带电后到达正极。与正电荷中和，在

重力作用下落入料槽F，粉粒人具有良好的绝缘性，带电后到达正极C，在。的作用下落入料槽E,故A

正确，B错误；

CD.为了安全避免触电事故发生，电源的正极要接地，故C正确，D错误。

故选AC。

【变式51］（多选）有关静电的以下说法中正确的是（）

A.电工在带电维修高压电线时，穿金属衣比穿绝缘衣安全

B.避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地

C.高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能

D.油罐车尾装一条拖地铁链，有利于消除静电

答案：ACD

解析：A.电丁在带电维修高压电线时，穿金属衣能起到静电屏蔽的作用，故比穿绝缘衣安全.选项A正

确；

B.避雷针避雷是利用尖端放电现象，选项B错误；

C.高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能，选项C正确；

D.油罐车尾装一条拖地铁链，可以将油罐与油摩擦产生的静电导入大地，有利于消除静电，选项D正确；

故选ACDo

【变式52】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.小鸟停在单条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

【变式53］（步选）如图为静电除尘器除生机原理示意图，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，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）

放电极集尘极、

广带心埃/I

直流高及电源工

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.带电尘埃所受电场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电场力越大

解析：选BD由题图所示可知，集尘极电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场

方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向石，故到达集

尘极的尘埃带负电荷，故A错误，B正确。电场方向向左，带也尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受

电场力的方向与电场方向相反，故C错误。由F=Eq可知,同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，

故D正确。

【题型6静电平衡中净余电荷的分布】

【例6】如图所示的A、B、C、D四组静电实验中，能使左边的验电器的金箔张开的是组和

组（A、B两组实验中小球的手柄均为绝缘手柄，D组实验中虚线框表示金属网罩）。

答案：AC

解析：AB.处于静电平衡状态下的导体所带的电荷都分布在导体的外表面，故A能使验电器带电，B不能

使验电器带电；

C.将验电器与带电物体用导线连接，二者组成新的导体，导致电荷在新的导体表面重新分布，所以可以使

验电器带电，故C能使验电器带电；

D.由于静电屏蔽的作用，验电器不受外电场的影响，故金属箔是闭合的，D不能使验电器带电。

【变式61］如图所示，在带电+Q的带电体附近有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上。若

先将+Q移走，再把A、B分开，则A电，B电：若先将A、B分开，再移走+Q,则A电,

解析：若先移走带正电的导体棒，此时导体A和B中的电荷又发生中和，不再带电，再把导体A和B分开,

同样不再带电，所以此时A小带电，Bd、带电。

先把导体A和B分开，再移走带正电的导体棒，导体A和B由于感应起电带上异种电荷，所以此时A带

负电，B带正电。

【变式62］如图所示，A、B是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用

导线连接，现用一带正电的小球C靠近B,用手摸一下B球，再撤去导线，

然后移走C球，则A、B带电情况是（）

A.A球带正电，B球带负电

B.A球带正电，B球不带电

C.A球不带电，B球带负电

D.以上说法都不正确

答案：C

【变式63］如图所示，A带正电，若原来不带电的条形金属C端接地，问B、C端各带什么电荷？B端带

负电，C端不带电。若此时断开C与地的连线，B、C端带什么电荷？B端带负电，C端不带电。整个导体

净余什么电荷？负电荷

®f

若B端接地，整个导体净余什么电荷？负电荷

【题型7静电危害