2025年人教版高中物理必修3專項復(fù)習(xí)：靜電的防止與利用（原卷版）

第03講：靜電的防止與利用

【考點歸納】

>考點一：靜電平衡的內(nèi)外電場及其電荷分布

>考點二：靜電的防止與利用

>考點三：導(dǎo)體上電荷的分布與尖端放電

>考點四：金屬殼內(nèi)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(yīng)現(xiàn)象

1.把導(dǎo)體放入電場，導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在電場力作用下定向移動,而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象.

2.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體在電場中發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電荷的電場與原電場疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部各點的合電

場等于零,導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生移動的狀態(tài).

3.靜電平衡狀態(tài)的特征

(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強處處為零.

(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)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(tài)的整個導(dǎo)體是個等勢體,導(dǎo)體的表面為等勢面.

4.靜電平衡導(dǎo)體上的電荷分布

帶電的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷分布在導(dǎo)體的外表面.且在導(dǎo)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(dāng)金屬外殼達到靜電平衡時，因

導(dǎo)體尖端的強電場使附近的空氣電離,電離后的異種都沒有電場，因而金屬的外殼會

離子與尖端的電荷中和,相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電

原理對其內(nèi)部起保護作用,使它內(nèi)部

荷.

不受外部電場的影響.

應(yīng)用：避雷軌是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施.應(yīng)用：電學(xué)儀器外面有金屬殼，

應(yīng)用或防

防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑會減少電能的野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線

止

損失.與大地相連.

技巧總結(jié)：對靜電平衡的理解

1.靜電平衡的實質(zhì)：金屬導(dǎo)體放到場強為瓦的電場中，金屬中的自由電荷在電場力作用下定向移動導(dǎo)致導(dǎo)體

一側(cè)聚集負(fù)電荷，而另一側(cè)聚集正電荷，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的電場，導(dǎo)致合場強減小.當(dāng)

感應(yīng)電荷繼續(xù)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(fā)生定向移動的結(jié)果，達到靜電平衡時，自由電荷不再發(fā)生定向移動.

(2)金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時間是非常短暫的.

(3)導(dǎo)體達到靜電平衡后內(nèi)部場強處處為零是指外電場E與導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場爐的合場強

為零，E'=一笈

3.靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的電荷分布特點

(1)凈電荷都分布在導(dǎo)體的表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷.

(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電量相等，遠(yuǎn)同近異.

【題型歸納】

題型一：靜電平衡的內(nèi)外電場及其電荷分布

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

如圖所示。靜電力常量為先,當(dāng)棒達到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點尸處產(chǎn)生的電場的電場強度大小是()

q

十(-P)

l<p>1<----------；-----------H

4kq2kq4kq2kq

(27?+A)2(2R+42R+L2R+L

2.(23-24高二上?江蘇連云港?期中)如圖所示，帶電體+?？拷粋€原來不帶電的接地空腔導(dǎo)體，在達到靜電平衡

后，導(dǎo)體腔()

B.內(nèi)表面的電荷量為0

C.外表面的電荷量為0D.內(nèi)、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(nèi)壁接地，將一帶正電的小球放入其中，但不

A.球殼內(nèi)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(jié)?期末）下列說法不屬于靜電現(xiàn)象應(yīng)用的是（

A.靜電除塵可用于回收水泥粉塵

B.復(fù)印機應(yīng)用靜電吸附，實現(xiàn)復(fù)印工作

C.帶負(fù)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（）

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(dǎo)電性將運輸中產(chǎn)生的靜電導(dǎo)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(dǎo)線具有避雷保護線路的作用

D.圖丁中，燃?xì)庠钪嗅樇庑吸c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(fù)印機把文件、資料等快速復(fù)印下來

B.機械設(shè)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(dǎo)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(yīng)用與尖端放電現(xiàn)象無關(guān)的是（）

A.家用煤氣灶和燃?xì)鉄崴魃习惭b的點火裝置

B.高壓設(shè)備中的導(dǎo)體表面盡量光滑，以減少高壓設(shè)備上電能的損失

C.超高壓輸電線上帶電作業(yè)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(dǎo)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(xí)）當(dāng)帶電云層接近地面時，地面上的物體受其影響會感應(yīng)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(dǎo)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3點，則以下說法正確的是（）

C.粒子的動能%>%D.當(dāng)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(jīng)常有雷電發(fā)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4B,C三點，其

中/、8兩點位置關(guān)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(fù)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B點，電場力對該電荷做負(fù)功

題型四：金屬殼內(nèi)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(xì)線上的帶負(fù)電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼C內(nèi)

（不和球壁接觸），另有一懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)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(xí)）如圖所示，用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器。則以

下關(guān)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(wǎng)罩把電荷都導(dǎo)到地球上去了

D.驗電器箔片不會張開，因為金屬網(wǎng)罩會出現(xiàn)感應(yīng)電荷抵消掉帶電金屬球在網(wǎng)罩內(nèi)的電場

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

象的描述或解釋正確的是（）

A.驗電器的金屬球因靜電感應(yīng)而帶負(fù)電荷B.驗電器的金屬箔片會因排斥而張開

C.整個金屬網(wǎng)會因為靜電感應(yīng)而帶負(fù)電荷D.箔片不張開因為金屬網(wǎng)內(nèi)場強為0

題型五：靜電屏蔽的應(yīng)用

13.（23-24高二上?廣東東莞?階段練習(xí)）某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進行研究，發(fā)現(xiàn)

高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，下列各同學(xué)的理由正確的是（）

A.甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織

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

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

D.丁認(rèn)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(xí)）下列現(xiàn)象中不屬于靜電屏蔽的是（）

A.超高壓帶電作業(yè)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(dǎo)線與大地相連

C.優(yōu)質(zhì)話筒線外面有金屬網(wǎng)將導(dǎo)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(xí)）關(guān)于靜電屏蔽，下列說法不正確的是（）

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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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（）

A.微粒一定帶正電B.微粒可能帶正電，也可能帶負(fù)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(yè)）用學(xué)過的電學(xué)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(dǎo)體做成球形，是為了使導(dǎo)體獲得更高的電荷量

C.燃?xì)庠铧c火器的放電電極做成了針形，是防止出現(xiàn)尖端放電現(xiàn)象

D.USB數(shù)據(jù)線線芯的外層包裹著一層銅絲網(wǎng)，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(xiàn)象在自然界普遍存在，在生產(chǎn)生活中也時常會發(fā)生靜電現(xiàn)象。人們可讓

靜電服務(wù)于生產(chǎn)生活，但也需對其進行防護，做到趨利避害。下列關(guān)于靜電現(xiàn)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(yīng)保證適當(dāng)潮濕，以便導(dǎo)走紙頁間相互摩擦產(chǎn)生的靜電

C.避雷針利用了帶電導(dǎo)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(chǎn)生火花，是因為摩擦過程中憑空創(chuàng)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(qū)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(fā)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?yán)顱.往沙漠高處跑

C.用水將頭發(fā)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(xì)均勻的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+4的點電

荷放在其中軸線上距其左端/處，靜電力常量為左，當(dāng)該導(dǎo)體棒達到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中心處產(chǎn)生

的場強大小為（）

?

1)

C.也

21.（23-24高二上?江蘇?階段練習(xí)）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（）

集塵埃

放電極

帶電塵埃/

---------------l|l|IN-------------J

直流高壓電源=

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

Q屬dh

絕緣地墊絕緣地墊

金金屬網(wǎng)

屬?

網(wǎng)

地地

23.（23-24高二上?河北保定?期中）下列關(guān)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(fù)電的塵埃被收集在線狀電離器2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(dǎo)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?xì)庠钪邪惭b了電子點火器，點火應(yīng)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(xiàn)將一個帶電荷量為+0的點電荷

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

正確的是（）

B.?

+Q

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

□□

二電子移至地下匚I口

埋在地下的金屬版

奎寧結(jié)晶在兩點電荷

用毛皮摩擦橡膠棒的電場中的分布情況避雷針原理

A.用毛皮摩擦橡膠棒，橡膠棒上的部分電子會轉(zhuǎn)移到毛皮上，從而使橡膠棒帶正電

B.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔，內(nèi)表面有電荷，導(dǎo)體殼壁W內(nèi)電場強度不為0,導(dǎo)體殼內(nèi)空腔C電場強度為

0

C.通過奎寧結(jié)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?課后作業(yè)）滾筒式靜電分選器由料斗A、導(dǎo)板B、導(dǎo)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(fù)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(fā)生電離而產(chǎn)生大量離子，現(xiàn)有導(dǎo)電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒0、6的混合物從料斗A下落，

沿導(dǎo)板B到達轉(zhuǎn)動的滾筒C上，粉粒。具有良好的導(dǎo)電性，粉粒6具有良好的絕緣性。下列說法正確的是（）

A.粉粒a落入料槽F,粉粒b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(dǎo)體滾筒C和放電針G分別接于直流電源

的正、負(fù)板，并令C接地。放電針G與滾筒C間施加高壓并電離空氣，顆粒八方經(jīng)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、6兩種顆粒都具有良好的導(dǎo)電性B.a、6兩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(fù)電D.對調(diào)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(dǎo)體內(nèi)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（）

O

A.若將帶正電的玻璃棒接觸C內(nèi)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(nèi)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(xí)）如圖所示，一個驗電器用金屬網(wǎng)罩罩住，當(dāng)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(wǎng)罩內(nèi)部空間存在向右的勻強電場

C.金屬網(wǎng)罩上的感應(yīng)電荷在金屬網(wǎng)罩內(nèi)部空間產(chǎn)生的電場方向為水平向左

D.金屬網(wǎng)罩內(nèi)外表面都存在感應(yīng)電荷

30.（23-24高二上?北京懷柔?階段練習(xí)）在一次科學(xué)晚會上，一位老師表演了一個“魔術(shù)”：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(dāng)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(dǎo)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(fù)極的金屬片上

31.（23-24高二上?廣東深圳?階段練習(xí)）如圖所示，不帶電的金屬棒N3長為乙。為的中點，在距離/點為尺

的C點處放一帶電量為。的正點電荷，C與在一條直線