靜電的防止與利用 學(xué)案 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第4講靜電的防止與利用第第頁(yè)第9章靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第4講靜電的防止與利用課前預(yù)習(xí)一、靜電平衡1．靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體在電場(chǎng)中發(fā)生現(xiàn)象，感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與原電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再的狀態(tài)。2．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部處處為零。(2)表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，方向跟導(dǎo)體表面。二、尖端放電1．導(dǎo)體上電荷的分布(1)靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體沒(méi)有凈剩電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的。(2)在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)，周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度越大。2．空氣的電離：在一定條件下，導(dǎo)體尖端的電荷很大，導(dǎo)體尖端周?chē)膹?qiáng)電場(chǎng)使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負(fù)電荷的現(xiàn)象。3．尖端放電：所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子，由于被而奔向尖端，與尖端上的電荷，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端，這種現(xiàn)象叫作尖端放電。4．尖端放電的應(yīng)用與防止(1)應(yīng)用：是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量，這樣會(huì)減少電能的損失。三、靜電屏蔽1．定義：靜電平衡時(shí)，空腔導(dǎo)體內(nèi)表面沒(méi)有電荷，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為，外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)的儀器不會(huì)產(chǎn)生影響。金屬殼的這種作用叫作。2．應(yīng)用：電學(xué)儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線與大地相連等。四、靜電吸附1．原理：在電場(chǎng)中，帶電粒子在的作用下，向著電極運(yùn)動(dòng)，最后被吸附在電極上的現(xiàn)象。2．應(yīng)用(1)靜電除塵：當(dāng)空氣中的塵埃帶電時(shí)，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極而被收集起來(lái)的過(guò)程。(2)靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件表面。(3)靜電復(fù)?。簭?fù)印機(jī)應(yīng)用了的原理，復(fù)印機(jī)的有機(jī)光導(dǎo)體鼓表面涂覆有機(jī)光導(dǎo)體(OPC)，沒(méi)有光照時(shí)，OPC是，受到光照時(shí)變成導(dǎo)體課堂講解知識(shí)點(diǎn)1、對(duì)靜電平衡的理解1．靜電平衡實(shí)質(zhì)(1)在達(dá)到靜電平衡的過(guò)程中，外電場(chǎng)引起導(dǎo)體內(nèi)自由電荷的定向移動(dòng)使導(dǎo)體兩側(cè)出現(xiàn)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外電場(chǎng)方向相反，使合場(chǎng)強(qiáng)減小，隨著感應(yīng)電荷的繼續(xù)增加，合場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，直至合場(chǎng)強(qiáng)為零，自由電荷的定向移動(dòng)停止，如圖甲乙丙．(2)靜電平衡的條件：導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)為零，即E合＝0.2．靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)(1)處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的特點(diǎn)導(dǎo)體內(nèi)部某處感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E′與周?chē)妶?chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E大小相等，方向相反，兩者相互抵消，導(dǎo)體內(nèi)部處處合場(chǎng)強(qiáng)E合為零，但導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零．(2)靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)①凈電荷都分布在導(dǎo)體的表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈電荷．②感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體兩端，電性相反，電量相等，遠(yuǎn)同近異．③凈電荷在導(dǎo)體表面分布不均勻，導(dǎo)體表面尖銳處電荷分布密集，平滑處電荷分布稀疏，凹陷處幾乎沒(méi)有電荷．例1、如圖所示，在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，它們相距L，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r(2r<L)的空心金屬球，且球心位于O點(diǎn)。靜電力常量為k。求：(1)A在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向；(2)球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與方向。變式1、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電荷量為＋q的點(diǎn)電荷放在距導(dǎo)體棒左端R處，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到靜電平衡后，棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于________，方向________．例2、如圖所示，金屬球殼A帶有正電荷，其上方有一小孔a，靜電計(jì)B的金屬球b用導(dǎo)線與金屬小球c相連，以下操作所產(chǎn)生的現(xiàn)象正確的是()A．將c移近A，但不與A接觸，B的箔片會(huì)張開(kāi)B．將c與A外表面接觸后移開(kāi)A，B的箔片不會(huì)張開(kāi)C．將c與A內(nèi)表面接觸時(shí)，B的箔片不會(huì)張開(kāi)D．將c從導(dǎo)線上解下，然后用絕緣細(xì)繩吊著從A上小孔置入A內(nèi)，并與其內(nèi)壁接觸，再提出空腔，與b接觸，B的箔片會(huì)張開(kāi)變式2、如下列選項(xiàng)圖所示，一個(gè)方形的金屬盒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一個(gè)帶電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷放在盒左邊附近，達(dá)到靜電平衡后，盒上的感應(yīng)電荷在盒子內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)分布情況正確的是()知識(shí)點(diǎn)2、尖端放電靜電屏蔽1．尖端放電導(dǎo)體尖端電荷密度大，周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度大，把周?chē)目諝夥肿与婋x，電離后形成的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下加速，撞擊空氣中的分子，使它們進(jìn)一步電離，那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這種現(xiàn)象叫作尖端放電。2．靜電屏蔽導(dǎo)體外部的電場(chǎng)不影響導(dǎo)體內(nèi)部靜電屏蔽的本質(zhì)是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體外面的電場(chǎng)不影響導(dǎo)體內(nèi)部，是因?yàn)橥怆妶?chǎng)與導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零．如圖：把驗(yàn)電器靠近帶電體，箔片會(huì)張開(kāi)，如圖(甲)，但如果把驗(yàn)電器置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)，再靠近帶電體，箔片不再?gòu)堥_(kāi)，如圖(乙)，說(shuō)明網(wǎng)罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響．3．接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)不影響導(dǎo)體外部接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)不影響導(dǎo)體外部，是因?yàn)閷?dǎo)體外部的感應(yīng)電荷都被排斥入地，在只有施感電荷和內(nèi)壁感應(yīng)出的異種電荷的情況下，兩部分電荷在導(dǎo)體外部任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零．如右圖：如果一封閉的導(dǎo)體球殼內(nèi)部空間有一點(diǎn)電荷＋q.由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體球殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷，其電場(chǎng)線分布如圖(丙)所示；當(dāng)把導(dǎo)體球殼接地后，＋q在殼內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)外部空間就沒(méi)有影響了，此時(shí)的電場(chǎng)線分布如圖(丁)所示．例3、如圖所示，兩個(gè)相同的空心金屬球M和N，M帶－Q電荷，N不帶電(M、N相距很遠(yuǎn)，互不影響)，旁邊各放一個(gè)不帶電的金屬球P和R，當(dāng)將帶正電Q的小球分別放入M和N的空腔中時(shí)()A．P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷B．P、R上均沒(méi)有感應(yīng)電荷C．P上有，而R上沒(méi)有感應(yīng)電荷D．P上沒(méi)有，而R上有感應(yīng)電荷變式3、如圖所示，A是帶正電的物體，B是金屬網(wǎng)，C是原來(lái)不帶電的金箔驗(yàn)電器，能使驗(yàn)電器的金箔張開(kāi)的是()例4、下列說(shuō)法不正確的是()A．避雷針避雷的原理是尖端放電能將空氣中的電荷中和B．為了美觀，通常把避雷針頂端設(shè)計(jì)成球形C．驗(yàn)電器的金屬桿上端固定一個(gè)金屬球而不是做成針尖狀，這是為了防止尖端放電D．為了避免因尖端放電而損失電能，高壓輸電導(dǎo)線表面要盡量光滑變式4、如圖所示，在火箭發(fā)射塔周?chē)袖撹F制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是()A．探測(cè)發(fā)射臺(tái)周?chē)L(fēng)力的大小B．發(fā)射與航天器聯(lián)系的電磁波C．預(yù)防雷電擊中待發(fā)射的火箭D．測(cè)量火箭發(fā)射過(guò)程的速度和加速度知識(shí)點(diǎn)3、靜電吸附例5、(多選)如圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電，在靜電力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的，下列表述正確的有()A．到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷B．電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極C．帶電塵埃所受靜電力的方向與電場(chǎng)方向相同D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受靜電力越大變式5、如圖所示是用一種新型“靜電”絕緣纖維布制成的口罩。熔噴布經(jīng)駐極工藝，表面帶有電荷，它能阻隔直徑極微小的病毒，這種靜電的阻隔作用屬于()靜電屏蔽 摩擦起電尖端放電 靜電吸附課后鞏固1．在燃?xì)庠钌铣０惭b電子點(diǎn)火器，電子點(diǎn)火器的放電電極應(yīng)該做成()A．圓頭狀 B．針尖狀C．方形 D．橢球形2．下列防雷措施可行的是()①在大樹(shù)下避雷雨；②停留在山頂、山脊的涼亭等地方避雷雨；③不要快速開(kāi)摩托車(chē)、騎自行車(chē)或在雨中狂奔；④在空曠地帶，最好關(guān)掉手機(jī)電源A．①③B．②③C．①④D．③④3．下圖顯示了在外加勻強(qiáng)電場(chǎng)E0的情況下，無(wú)窮大導(dǎo)體板中靜電平衡的建立過(guò)程．下列說(shuō)法正確的是()A．圖甲、圖乙顯示了導(dǎo)體內(nèi)部帶負(fù)電的電子在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，而帶正電的離子不受靜電力作用B．圖丙中，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零C．圖丙中，導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電場(chǎng)D．圖丙中，導(dǎo)體AB表面感應(yīng)電荷將在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)水平向左的電場(chǎng)，大小也為E04.人們行走時(shí)鞋子和地板由于摩擦產(chǎn)生靜電，帶電的離子會(huì)在地板表面對(duì)空氣中的灰塵產(chǎn)生吸引，對(duì)電腦機(jī)房、電子廠房等單位會(huì)造成一定的影響．防靜電地板又叫作耗散靜電地板，當(dāng)它接地時(shí)，能夠使電荷耗散．地板在施工時(shí)，地板下面要鋪設(shè)鋁箔，鋁箔要連接到地下預(yù)埋導(dǎo)體．下列關(guān)于防靜電地板的說(shuō)法，正確的是()A．地板下面鋪設(shè)鋁箔的作用是防潮B．地板必須是絕緣體材料C．地板必須是導(dǎo)電的，如地板中含有導(dǎo)電纖維D．只要地板下面鋪設(shè)鋁箔，地板材料是絕緣的或?qū)щ姷木?.如圖所示，一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為EA.在A球球心與P點(diǎn)連線上有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷B，當(dāng)只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為EB.當(dāng)A、B同時(shí)存在時(shí)，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小應(yīng)為()A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上說(shuō)法都不對(duì)6.如圖所示，在兩個(gè)帶等量異種電荷的絕緣導(dǎo)體球之間，對(duì)稱(chēng)地放著兩個(gè)相同的導(dǎo)體ab、cd，當(dāng)用導(dǎo)線將a、d連接起來(lái)時(shí)，下列判斷正確的是()A．有自由電子沿導(dǎo)線從a流向dB．有自由電子沿導(dǎo)線從d流向aC．導(dǎo)線中沒(méi)有電流通過(guò)D．達(dá)到靜電平衡后，a端和d端均不帶電7．在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的航天器中，物體處于完全失重狀態(tài)，可以形成一種“重力屏蔽狀態(tài)”，在航天器中建立電學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可以有效消除常態(tài)下重力的影響．空腔導(dǎo)體內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽，在空腔導(dǎo)體內(nèi)部建立物理實(shí)驗(yàn)室，可以有效消除外電場(chǎng)的干擾．下列說(shuō)法正確的是()A．電場(chǎng)是一種人為假設(shè)的物質(zhì)，實(shí)際是不存在的B．航天器中的“重力屏蔽狀態(tài)”指的是航天器中不存在重力C．外電場(chǎng)在空腔導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為0，所以外電場(chǎng)被屏蔽D．在外電場(chǎng)作用下處于靜電平衡的空腔導(dǎo)體，其內(nèi)部的總電場(chǎng)強(qiáng)度為08．在醫(yī)療手術(shù)中，為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導(dǎo)電材料制成，醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套，一切設(shè)備要良好接地，甚至病人身體也要良好接地，這樣做是為了()A．除菌消毒B．消除靜電C．利用靜電D．防止漏電9．下列說(shuō)法正確的是()A．根據(jù)公式E＝eq\f(F,q)，可知電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與該點(diǎn)試探電荷受到的電場(chǎng)力成正比B．無(wú)論是何種起電方式，本質(zhì)上都是使微觀帶電粒子在物體之間或物體內(nèi)部轉(zhuǎn)移，而不是創(chuàng)造出了電荷C．幾個(gè)電場(chǎng)疊加后，合電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于分電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)D．電場(chǎng)線就是點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡10．每到夏季，各地紛紛進(jìn)入雨季，雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁發(fā)生．當(dāng)我們遇到雷雨天氣時(shí)，一定要注意避防雷電．下列說(shuō)法正確的是()①不宜使用無(wú)防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭②不要接觸天線、金屬門(mén)窗、建筑物外墻，遠(yuǎn)離帶電設(shè)備③固定電話和手提電話均可正常使用④在曠野，應(yīng)遠(yuǎn)離樹(shù)木和電線桿A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④11．某農(nóng)村小塑料加工廠的高頻熱合機(jī)(焊縫用)產(chǎn)生的電磁波頻率和電視信號(hào)頻率接近，由于該村尚未通有線電視信號(hào)，空中的信號(hào)常常受到干擾，在電視熒屏上出現(xiàn)網(wǎng)狀條紋，影響正常收看．為了使電視機(jī)不受干擾，可采取的辦法是()A．將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)B．將電視機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)，并將金屬籠接地C．將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)D．將高頻熱合機(jī)用一金屬籠子罩起來(lái)，并將金屬籠接地12．如圖，把一個(gè)不帶電的枕形導(dǎo)體靠近帶正電的小球，由于靜電感應(yīng)，在a、b兩端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷，則以下說(shuō)法正確的是()A．閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從枕形導(dǎo)體流向大地B．閉合開(kāi)關(guān)S2，有電子從枕形導(dǎo)體流向大地C．閉合開(kāi)關(guān)S1，有電子從大地流向枕形導(dǎo)體D．閉合開(kāi)關(guān)S2，沒(méi)有電子通過(guò)開(kāi)關(guān)S213．(多選)根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析，人在進(jìn)行高壓帶電作業(yè)操作前必須做的準(zhǔn)備工作和操作過(guò)程可能發(fā)生的情況是()A．人不需要做什么準(zhǔn)備，只要操作時(shí)注意就可以保證安全B．人在操作前必須要戴上用金屬絲網(wǎng)制成的手套、帽子，穿上屏蔽服C．手在接觸電線的瞬間，也會(huì)放電發(fā)生危險(xiǎn)D．手在接觸電線的瞬間，也會(huì)放電，但沒(méi)有危險(xiǎn)14．(多選)下圖是靜電噴涂原理的示意圖．噴槍噴嘴與被涂工件之間存在強(qiáng)電場(chǎng)，噴嘴噴出的帶電涂料微粒在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)向帶正電的工件高速運(yùn)動(dòng)，最終被吸附到工件表面，則()A．微粒一定帶負(fù)電B．微?？赡軒д?，也可能帶負(fù)電C．微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能越來(lái)越小D．微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能越來(lái)越大15．(多選)如圖所示，在左邊的絕緣支架上插上頂針(其頂端是尖的)，在頂針上裝上金屬風(fēng)針，若給風(fēng)針附近的圓形金屬板接上正高壓極，風(fēng)針接負(fù)高壓極，風(fēng)針尖端放電會(huì)使其旋轉(zhuǎn)起來(lái)，下列說(shuō)法中正確的是()A．風(fēng)針尖端附近的電場(chǎng)線分布較密B．風(fēng)針附近的空氣在強(qiáng)電場(chǎng)下發(fā)生電離C．空氣中的陽(yáng)離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng)D．交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦?，風(fēng)針的尖端會(huì)有正電荷射出本節(jié)課反饋（學(xué)生填寫(xiě)建議并反饋本節(jié)課掌握情況）：

參考答案課前預(yù)習(xí)靜電感應(yīng)0發(fā)生定向移動(dòng)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直內(nèi)部外表面越大密度分離吸引中和失去電荷避雷針光滑零靜電屏蔽靜電力正極靜電吸附絕緣體課堂講解例1、答案(1)keq\f(4Q,L2)，方向向左(2)eq\f(12kQ,L2)，方向向右解析(1)由點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式E＝eq\f(kQ,r2)知，A在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E＝keq\f(Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝keq\f(4Q,L2)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向左。兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小E合＝keq\f(Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＋keq\f(2Q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)))2)＝eq\f(12kQ,L2)，方向向左，根據(jù)處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的電場(chǎng)分布特點(diǎn)可知，球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B在O點(diǎn)處產(chǎn)生的合電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E′＝E合＝eq\f(12kQ,L2)，方向向右。變式1、答案eq\f(kq,R＋\f(L,2)2)向左解析導(dǎo)體棒處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體棒內(nèi)部合電場(chǎng)強(qiáng)度為零，這是點(diǎn)電荷q所形成的電場(chǎng)與棒兩端出現(xiàn)的感應(yīng)電荷所形成的附加電場(chǎng)在棒中疊加的結(jié)果，即E合＝E1＋E2＝0.因此可通過(guò)計(jì)算點(diǎn)電荷＋q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E1，來(lái)確定感應(yīng)電荷所形成的電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小和方向．點(diǎn)電荷＋q在棒中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度由公式E＝keq\f(Q,r2)，得E1＝keq\f(q,R＋\f(L,2)2)，方向向右．由該點(diǎn)合電場(chǎng)強(qiáng)度為零知，感應(yīng)電荷在棒中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E2＝E1＝keq\f(q,R＋\f(L,2)2)，方向向左．答案A解析把c向A靠近的過(guò)程中，由于靜電感應(yīng)，B的箔片會(huì)張開(kāi)，故A正確。當(dāng)把c與A的外表面接觸后移開(kāi)A，由于接觸使靜電計(jì)帶電導(dǎo)致B的箔片張開(kāi)，故B錯(cuò)誤。把c與A的內(nèi)表面接觸，靜電平衡后，電荷只分布在外表面，但靜電計(jì)處于新組成的導(dǎo)體的外表面，則B箔片會(huì)張開(kāi)，故C錯(cuò)誤。c與A內(nèi)壁接觸時(shí)，由于靜電屏蔽，小球c不帶電，故再與b接觸時(shí)，B的箔片不會(huì)張開(kāi)，故D錯(cuò)誤。變式2、答案C解析金屬盒內(nèi)部處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，即金屬盒內(nèi)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷在金屬盒內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即在金屬盒內(nèi)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線與點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線重合，但方向相反，C項(xiàng)正確。答案D解析：當(dāng)將帶正電Q的小球放入M的空腔中時(shí)，對(duì)M產(chǎn)生靜電感應(yīng)使M的內(nèi)表面帶負(fù)電荷，而外表面帶正電荷，其電荷量為Q，它與原來(lái)金屬球M外表面所帶的－Q正好中和，使外表面不帶電，實(shí)際上是M所帶－Q被吸引至內(nèi)表面，所以金屬球M外部不存在電場(chǎng)，不能對(duì)P產(chǎn)生靜電感應(yīng)，P上沒(méi)有感應(yīng)電荷．當(dāng)將帶正電Q的小球放入原來(lái)不帶電的N的空腔中時(shí)，對(duì)N產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使N內(nèi)表面帶負(fù)電荷，N外表面帶正電荷，N外部有電場(chǎng)，對(duì)R產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使左端帶負(fù)電荷，右端帶正電荷．選項(xiàng)D正確．變式3、答案C解析題圖A、B中，由于金屬網(wǎng)的屏蔽作用，帶電體A對(duì)驗(yàn)電器無(wú)作用，故A、B錯(cuò)誤；題圖C中，受帶電體A作用，金屬網(wǎng)內(nèi)外分別帶等量異種感應(yīng)電荷，在驗(yàn)電器處有電場(chǎng)，即能使驗(yàn)電器的金箔張開(kāi)，故C正確；題圖D中由于金屬網(wǎng)接地，網(wǎng)罩外無(wú)電場(chǎng)，無(wú)法使驗(yàn)電器的金箔張開(kāi)，故D錯(cuò)誤。答案B解析避雷針利用尖端放電的原理來(lái)避雷，必須做成針狀，不能做成球形，帶電云層靠近建筑物時(shí)，避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會(huì)通過(guò)尖端放電，中和空氣中的電荷，A正確，B錯(cuò)誤；驗(yàn)電器的金屬桿上端固定一個(gè)金屬球而不是做成針尖狀，這是為了防止尖端放電，C正確；高壓輸電線表面要盡量光滑，是為了避免因尖端放電而損失電能，D正確。變式4、答案C解析打雷的時(shí)候，由于靜電感應(yīng)，在發(fā)射塔頂端積累了很多的電荷，容易導(dǎo)致火箭被雷擊，所以在發(fā)射塔周?chē)O(shè)置鋼鐵高塔使電荷聚集在鐵塔頂端，保護(hù)待發(fā)射的火箭的安全，故C正確。答案BD解析集塵極接直流高壓電源正極，帶正電荷，放電極接直流高壓電源負(fù)極，帶負(fù)電荷，故電場(chǎng)方向由集塵極指向放電極，B選項(xiàng)正確；塵埃在靜電力作用下向集塵極運(yùn)動(dòng)，受力方向與電場(chǎng)方向相反，故塵埃帶負(fù)電荷，A、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；由F＝qE可知，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度E不變時(shí)，塵埃所受靜電力F與其帶電荷量q成正比，D選項(xiàng)正確。變式5、答案D解析熔噴布表面帶有電荷，當(dāng)極微小的病毒靠近時(shí)，由于靜電感應(yīng)而帶電，從而被熔噴布吸附，其原理為靜電吸附，選項(xiàng)D正確。課后鞏固答案B解析：尖端電荷容易聚集，點(diǎn)火器需要瞬間高壓放電，自然要高電荷密集區(qū)．故安裝的電子點(diǎn)火器往往把放電電極做成針形，形成尖端放電，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案D解析：表面具有突出尖端的導(dǎo)體，在尖端部分電荷分布密度很大，使得其周?chē)妶?chǎng)很強(qiáng)，就可能使其周?chē)目諝獍l(fā)生電離而引發(fā)尖端放電，因此，不要在大樹(shù)下避雨，別停留在山頂、山脊的涼亭等地方．快速開(kāi)摩托車(chē)、騎自行車(chē)或在雨中狂奔，身體的跨步越大，電壓就越大，雷電也越容易傷人．在空曠地帶使用手機(jī)通話，手機(jī)很有可能成為閃電的放電對(duì)象．故正確選項(xiàng)為D.答案B解析：圖甲、圖乙顯示了導(dǎo)體內(nèi)部帶負(fù)電的電子在靜電力作用下向左運(yùn)動(dòng)，易知帶正電的離子同樣會(huì)受到靜電力的作用，A錯(cuò)誤；圖丙中導(dǎo)體AB表面和CD表面的感應(yīng)電荷將在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)水平向左的電場(chǎng)，大小也為E0，與原電場(chǎng)疊加后，使得導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，但電場(chǎng)E′和原電場(chǎng)依然存在，故B正確，C、D錯(cuò)誤．答案C解析：地板在施工時(shí)，地板下面要鋪設(shè)鋁箔，鋁箔要連接到地下預(yù)埋導(dǎo)體，即要將地板上的靜電導(dǎo)走，所以防靜電地板必須是導(dǎo)電的，如地板中含有導(dǎo)電纖維，故選項(xiàng)C正確．答案D解析：當(dāng)帶電導(dǎo)體球周?chē)鸁o(wú)其他導(dǎo)體或帶電體存在時(shí)，導(dǎo)體球上的電荷將均勻分布在導(dǎo)體球表面．根據(jù)題意，均勻分布在導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為EA.當(dāng)把點(diǎn)電荷B放在A球球心與P點(diǎn)的連線上后，雖然導(dǎo)體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感應(yīng)，導(dǎo)體球上的電荷將重新分布，直到再次達(dá)到靜電平衡．這時(shí)，導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)EA′不等于EA.由于點(diǎn)電荷不涉及電荷如何分布的問(wèn)題，它在P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與周?chē)欠翊嬖谄渌姾蔁o(wú)關(guān)，所以仍為EB.當(dāng)點(diǎn)電荷B與導(dǎo)體球A同時(shí)存在時(shí)，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)由EA′與EB疊加而成，而不是由EA與EB疊加，這樣就能立即斷定A、B、C三個(gè)選項(xiàng)都是不對(duì)的．答案B解析：用導(dǎo)線將a、d連接起來(lái)，兩個(gè)導(dǎo)體ab、cd組成一個(gè)新的導(dǎo)體，根據(jù)“近異遠(yuǎn)同”的特點(diǎn)，自由電子沿導(dǎo)線從d向a移動(dòng)，導(dǎo)線中形成電流，B正確，A、C錯(cuò)誤；達(dá)到靜電平衡后，a端帶負(fù)電，d端帶正電，D錯(cuò)誤．答案D解析：電場(chǎng)是看不見(jiàn)、摸不著，但是實(shí)際存在的，A錯(cuò)誤；航天器中的“重力屏蔽狀態(tài)”指的是航天器中物體間沒(méi)有相互作用力，但仍存在重力，B錯(cuò)誤；外電場(chǎng)在空腔導(dǎo)體的內(nèi)部產(chǎn)生