高一升高二暑期衔接物理讲义：第4讲静电的防止与利用.docx

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1、第4讲 静电的防止与利用【知识点】一、静电平衡1、静电感应现象：放入电场中的导体，由于静电感应，在导体的两侧出现感应电荷的现象。2、静电平衡状态：导体内的自由电荷不再发生定向移动的状态。3、静电平衡的实质(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。(2)静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合0。4、静电平衡时，导体上的电荷分布特点：(1)净电荷只分布在导体表面，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

2、相等，近异远同。(3)净电荷在导体表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方，电荷的分布越密集。(4)表面任一点，场强方向跟该点表面垂直。5、处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的求解方法：(1)运用 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。二、电离和尖端放电1、电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场强度很大，空气中的带电粒子剧烈运动，从而使空气分子被撞“散”而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。2、尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端

3、失去电荷的现象。3、尖端放电的应用与防止：(1)应用：避雷针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光滑，减少电能的损失。三、静电屏蔽1、静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场处处为零，外电场对壳内不会产生影响。2、静电屏蔽的应用：（1）把电学仪器放在封闭的金属壳里。（2）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。（3）野外三条输电线上方架设两条导线，与大地相连，把输电线屏蔽起来。3、静电屏蔽的两种情况(1)屏蔽外电场：因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状

4、态，起到屏蔽外电场的作用。(2)屏蔽腔内电场：没有接地时，静电平衡状态下，导体壳内外表面出现等量异种电荷，场源正电荷的场，终于导体壳内表面负电荷，再起于导体壳外表面正电荷，终于无穷远，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。 接地后，壳外的正电荷被大地负电荷中和，起于场源正电荷的场终于导体壳内表面负电荷，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。4、两种静电屏蔽的实质：产生过程都是因静电感应。是激发电场与感应电场叠加的结果，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体。5、处理静电屏蔽问题的关注点(1)空腔可以屏蔽外界电场，接地的空腔可以屏蔽内部的电场作用，其

5、本质都是因为激发电场与感应电场叠加的结果，分析中应特别注意分清是哪一部分电场作用，还是合电场作用的结果。(2)对静电感应，要掌握导体内部的自由电荷是如何移动的，是如何建立起附加电场的，何处会出现感应电荷。(3)对静电平衡，要理解导体达到静电平衡时所具有的特点。四、静电吸附1、静电虽然会有危害，但也可以利用。在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。2、应用实例：静电除尘、静电喷涂、静电复印、静电植绒等。五、静电的危害与防止1、静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。如在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开；在印染厂里，棉纱、毛绒、人

6、造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。2、静电的产生：两种不同的物体相互摩擦可以起电。摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流失，而在不导电的绝缘体(如化纤、毛织物等物体)上就不会流失而形成静电，并聚集起来，当达到一定的电压时就产生放电现象，产生火花并发出声响。3、防止静电危害的主要方法与途径（1）尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度。（2）尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是接地。（3）在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风，消除静

7、电火花的引爆条件。【针对训练】一、单项选择题1静电现象在自然界中普遍存在下列做法中属于利用静电的是（）A在高大的建筑物顶端安装避雷针B用静电除尘器收集空气中的尘埃和烟雾C在加油站给车加油前，要用手触摸一下静电释放器D在充满易燃气体或粉尘的环境中不要穿、脱化纤衣服2下列哪些做法不是属于防止静电危害的措施（）A印染厂保持适当的湿度B油罐车运油时要装上一条拖地的金属链C在地毯中夹杂0.05mm0.07mm的不锈钢丝导电纤维D做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气或各种离子3下图是一种新颖的“静电”绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩面料构成示意图。其中熔喷层经驻极工艺，

8、表面带有电荷，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（）A静电感应B摩擦起电C静电吸附D静电屏蔽4下列措施中不能防止静电危害的是（）A在高大的烟囱中安装静电除尘器B飞机轮胎用导电橡胶制成C雷雨天中在孤立的高大树木下避雨D电工穿用铜丝编织的高压作业服5关于避雷针的说法不正确的是（）A避雷针的物理原理就是尖端放电B为了美观，可把避雷针顶端设计成球形C避雷针通过尖端放电使云中的电荷中和D避雷针的尖端安装在建筑物的顶部，并通过金属线与埋在地下的金属板相连6如图所示，半径为的球形导体壳球心处有一带电量为的正点电荷，球外离球心处有带电量为的正点电荷，已知球壳电总量为，则受到的合力大小为（）ABCD7

9、如图所示是一个金属杆，原来不带电。现在沿着杆的轴线方向放置一个点电荷Q。金属杆上感应电荷产生的电场在轴线上a、b、c三点的场强大小分别为，三者相比（）ABCD8如图，将原来不带电与大地绝缘的导体静置于带正电的点电荷Q所形成的电场中，A、B两点在其表面，C点在其内部，达到静电平衡时，以下正确的是（）AA点一侧表面带正电B感应电荷在C点产生的电场为零C感应电荷在C点产生的场强大小等于点电荷在C点产生场强的大小D若用手触摸一下导体，放手后导体将不带电9如图所示，先用绝缘细线将导体悬挂起来，并使导体带电。然后用带绝缘柄的不带电小球接触A点，再用小球与验电器接触。用同样的方法检验B、C部位的带电情况，则

10、（）A与A接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大B与C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大C与A、B、C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度一样大D通过实验可确定导体上平坦部位电荷分布比较密集二、多项选择题10关于静电感应和静电平衡，以下说法正确的是（）A静电感应是由于导体内的自由电子受静电力作用的结果B处于静电平衡状态时，导体所占空间各处电场强度均为零C导体内的自由电子都不运动称为静电平衡D处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的“净”电荷11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（包含金属丝的织物制成）安全B验电器的金属杆上端做成球形，是防止出

11、现尖端放电现象C燃气灶点火器的放电电极做成了针形，是防止出现尖端放电现象D野外三条高压输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，是用来保护高压线的12武当山主峰天柱峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新洗过一般，如图所示，对此，下列分析正确的是（）A出现雷火炼殿现象时，大殿内的人是危险的B金殿肯定是一个庞大的优良导体C金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电D金殿如果安装了避雷针，这种雷火炼殿现象仍会经常出现13如图所示，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

12、为质点，且不影响原电场）自左以初速度在金属板上向右运动，在运动过程中（）A小球做先减速后加速运动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的功为零14如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场的电场强度，下列说法正确的是（）A大小为B大小为C方向水平向左D方向水平向右15如图，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（）A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，壳外壁带正电16如图所示是闪电击中广州塔的画面

13、，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是（）A云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷B避雷针上的电流方向从尖端流向底端C避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小D地磁场对避雷针的作用力方向向西17如图甲所示是一种实用的静电除尘设备图，把高压电源的正极接到金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上，它们之间产生强电场，圆筒截面上的电场分布如图乙所示。带有粉尘的烟气进入圆筒内，尘埃在电场中通过某种机制带电，在强电场作用下向圆筒迁移并沉积，经净化后的烟气从出口排出，下列表述正确的是（）A到达圆筒的尘埃带负电荷B圆筒与金属线之间的电场是匀强电场C尘埃向圆筒迁移过程中克服电场力做功D尘埃向圆筒迁移过程中电势能减小参考答案1B 2D 3C 4C 5B 6A 7B 8C 9B10AD 11BD 12BC 13BD 14AC 15AC 16AD 17AD学科网（北京）股份有限公司