1、合格性考试讲义 必修三第9章 静电场及其应用第四节 静电的防止与利用一、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导体内部电场强度特点：内部电场强度处处为0。 2、 尖端放电1. 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，如图乙所示。静电平衡的导体尖端电荷集中，电荷电场线密集。甲乙2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。3尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离
2、后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。4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)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。 四、静电吸附1静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极被收集起来。2静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动
3、，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。 3静电复印的工作过程：(1)充电：通过电源使有机光导体鼓带上正电。(2)曝光：利用光学系统将原稿上字迹的像成在有机光导体鼓上，有字迹的地方保留正电荷。(3)显影：带负电的墨粉被吸附在字迹成像处，显示出墨粉组成的字迹。(4)转印：带正电的转印电极使白纸带上正电，带正电的白纸与有机光导体鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸附在白纸上。(5)放电：使有机光导体放电，除去表面的残余电荷。【学考演练】1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。()(2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。
4、()(3)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。()(4)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。()(5)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。()2如图所示，将一个不带电的金属球A放在带正电的点电荷Q的左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是()A金属球将产生出正电荷B金属球左侧将出现负的净电荷C点电荷Q在A的球心处产生的电场强度为零DA的内部合电场强度处处为零解析：选D由于静电感应，金属球左侧带正电，右侧带负电，A、B错误；点电荷在球心产生的电场强度不为零，C错误；A的内部合电场强度处处为零，D正确。
5、3在绕地球做匀速圆周运动的航天器中，物体处于完全失重状态，可以形成一种“重力屏蔽状态”，在航天器中建立电学实验室，可以有效消除常态下重力的影响。空腔导体内部可以实现静电屏蔽，在空腔导体内部建立物理实验室，可以有效消除外电场的干扰。下列说法正确的是()A电场是一种人为假设的物质，实际是不存在的B航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中不存在重力C外电场在空腔导体的内部产生的场强为0，所以外电场被屏蔽D在外电场作用下处于静电平衡的空腔导体，其内部的总电场强度为0解析：选D电场是看不见、摸不着，但是实际存在的，A错误；航天器中的“重力屏蔽状态”指的是航天器中物体间没有相互作用力，但仍存在重力，B错误
6、；外电场在空腔导体的内部产生的场强，与感应电荷在内部的电场强度相互叠加后为0，C错误；由于静电屏蔽作用，导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，所以导体内部的总电场强度为0，D正确。4(多选)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导体内的自由电子都不运动称为静电平衡C处于静电平衡状态时，导体所占空间各处电场强度均为零D处于静电平衡状态时，导体内部将没有多余的“净”电荷解析：选AD静电平衡是由于导体内的自由电子受静电力的作用而发生定向移动，最后达到稳定的状态，选项A正确；达到静电平衡后，自由电子不再定向移动
7、，但是仍然做无规则的热运动，选项B错误；导体处于静电平衡时，电荷只分布在导体外表面上，导体内部没有多余的“净”电荷，选项D正确；导体处于静电平衡时，导体内部的电场强度为零，但导体表面的电场强度不为零，选项C错误。5如图所示，将悬在绝缘细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不跟球壁接触)，再将一个悬挂在绝缘细线上的带负电的小球B向C靠近，但不接触时()A小球A往左偏离竖直方向，小球B往右偏离竖直方向B小球A的位置不变，小球B往右偏离竖直方向C小球A往左偏离竖直方向，小球B的位置不变D小球A和B的位置都不变解析：选B对A受力分析：由于静电屏蔽，B球对球壳里面没有影响，A球受力情况不变，A
8、球位置不变，A、C错；对B受力分析：球壳C不接地，A球对外界有影响，B球受到球壳的引力，B球向右偏离，B对D错。6在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。这是为了()A除菌消毒 B消除静电C利用静电 D防止漏电解析：选B在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，因此选项B正确。7下列措施是为了防止静电产生的危害()A在高大的建筑物顶端装上避雷针B静电复印C在高大的烟囱中安装静电除尘器D静电喷漆解析：选A当打雷的时候，由于静电的感应，在高大的建筑
9、物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下，保护建筑物的安全，属于静电防止，故A正确；静电复印是利用静电现象将墨粉印在纸上，属于静电的应用，故B错误；静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故C错误。静电喷漆采用静电作用给金属等物体喷上均匀的漆，故属于静电的应用，故D错误；故选A。8静电现象在自然界中普遍存在，下列不属于静电现象的是()A冬天睡觉脱毛衫时，常常会听到噼里啪啦的响声B梳过头发的塑料梳子会吸起纸屑C将闭合小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流D将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕
10、形导体两端出现等量异种电荷解析：选C睡觉脱毛衫时衣服与头发摩擦会产生静电，常常会听到噼里啪啦的响声，是静电现象，选项A不符合题意；梳子与头发摩擦会产生静电，吸起纸屑，是静电现象，选项B不符合题意；线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流属于电磁感应现象，不属于静电现象，选项C符合题意；将一绝缘枕形导体靠近带电小球时，枕形导体两端出现等量异种电荷，也是静电现象，选项D不符合题意。9在燃气灶上常安装电子点火器，电子点火器的放电电极应该做成()A圆头状B针尖状C方形 D椭球形解析：选B尖端电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然要高电荷密集区。故安装的电子点火器往往把放电电极做成针形，形成尖端放电
11、，故B正确，A、C、D错误。10下列防雷措施可行的是()在大树下避雷雨；停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨；不要快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔；在空旷地带，最好关掉手机电源A BC D解析：选D表面具有突出尖端的导体，在尖端部分电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电，因此，不要在大树下避雨，别停留在山顶、山脊的凉亭等地方。快速开摩托车、骑自行车或在雨中狂奔，身体的跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤人。在空旷地带使用手机通话，手机很有可能成为闪电的放电对象。故正确选项为D。11复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体
12、OPC(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制成的。复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。以下说法正确的是()A步骤(1)中发生了静电感应现象B步骤(2)中发生了局部导电现象C步骤(3)中发生了静电平衡现象D步骤(4)中发生了静电屏蔽现象解析：选B在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电
13、压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；文件反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误。12. (多选)静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是()A在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场B涂料微粒一定带正电C涂料微粒一定带负电D涂料微粒可以带正电，也可以带负电解析：选AC静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷漆的目的，所以A正确。由题图知，待喷漆工件带正电，所以涂料微粒应带负电，C项正确。第 8 页 共 8 页
