9.4靜電的防止與利用【五大題型】

【人教版2019]

＞題型梳理

【題型1導體處于靜電平衡狀態時內外電場及電荷的分布規律】..................................1

【題型2靜電的防止與利用】.................................................................4

【題型3尖端放電現象的原理】..............................................

【題型4金屬殼屏蔽內、外電場的原理】........................................................8

【題型5靜電屏蔽原理的應用】............................................

?舉一反三

知識點1：靜電平衡

1.靜電平衡：導體內的自由電子不再發生定向移動的狀態.

2.處于靜電平衡狀態的導體，其內部的電場強度處處為0.

3.導體上電荷的分布：

(1)靜電平衡時，導體內部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導體的外表面.

(2)在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷.

【題型1導體處于靜電平衡狀態時內外電場及電荷的分布規律】

【例1】接地導體球殼外固定放置著一個點電荷，空間電場線的分布如圖所示，。、6為點電荷與球殼球心連

線上的兩點,0點在點電荷左側,6點在點電荷右側,a、b兩點到點電荷的距離相等。下列說法正確的是()

A.該點電荷帶負電

B.。點的電場強度比6點的小

1

C.b點的電勢小于零

D.導體球殼內的電場強度等于零

【答案】BD

【詳解】A.電場線由正電荷出發，可知點電荷帶正電，故A錯誤；

B.電場線越密，場強越大，。點的電場強度比6點的小，故B正確；

C.因球殼接地，則球殼處的電勢為零，沿電場線方向電勢降低，則b點的電勢大于零，C錯誤;

D.由靜電屏蔽知，導體球殼內的電場強度處處為零，故D正確。

故選BD?

【變式1-1]（2023、無錫期中）下列說法正確的是（）

A.兩個帶異種電荷的金屬球接觸時，正電荷從一個球轉移到另一個球

B.相互作用的兩個點電荷，電荷量大的受到的庫侖力也大

C.根據尸=左縛，當r-0時，Fts

r

D.如圖把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正點電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡狀態，則感

應電荷在/、B兩點產生的附加電場的電場強度大小EA>EB

【答案】D

【詳解】A.兩個帶異種電荷的金屬球接觸時，負電荷從一個球轉移到另一個球，故A錯誤；

B.相互作用的兩個點電荷，根據牛頓第三定律可知，兩個點電荷受到的庫侖力大小相等，故B錯誤；

F=k”

C.當廠-0時，庫侖力表達式廠不再適用，不能得到尸TOO的結論，故C錯誤；

D.如圖把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正點電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡狀態，導體內部

的合場強處處為0,則感應電荷在/、8兩點產生的附加電場與正點電荷在8兩點產生的場強大小相等,

由于N點離正點電荷較近，所以感應電荷在4、2兩點產生的附加電場的電場強度大小EA>￡B,故D正確。

故選D。

【變式1-2]（2023?宿遷期中）如圖所示，將帶正電的導體球C靠近不帶電的導體。若沿虛線1將導體分

成/、3兩部分，這兩部分所帶電荷量大小分別為。八ft；若沿虛線2將導體分成兩部分，這兩部分所帶

電荷量大小分別為0；、°；。下列說法正確的是（）

2

c

?

/部分帶正電

A.QA<QB,B.QA<QB,4部分帶負電

C.Q；=QB'，/部分帶正電D.4'=&'，/部分帶負電

【答案】c

【詳解】AB.在導體球C靠近導體前，左側導體不帶電，當導體球C靠近不帶電的導體時，發生了感應起

電，左側導體中的電子發生了轉移，但是導體整體仍然呈現電中性，則有

QA=QB

故AB錯誤；

CD.根據上述可知導體整體仍然呈現電中性，則有

由于導體球C帶正電，當導體球C靠近導體時，左側的導體中的自由電子在導體球C正電的引力作用下向

B端聚集，B端得電子帶負電，A端失電子帶正電，故C正確，D錯誤。

故選C。

【變式1-3](2023?杭州期中)長為工的導體棒原來不帶電，現將一個帶正電的點電荷g放在導體棒

的中心軸線上，且距離導體棒的/端為R如圖所示。

(1)由于靜電感應，導體棒/端感應出哪種電荷？

(2)當導體棒達到靜電平衡后，導體棒內一點C處的合場強多大？

(3)當導體棒達到靜電平衡后，導體棒上感應電荷在棒的中點。處產生的場強大小和方向如何?

kq

【答案】(1)負電；(2)0；(3)I2J；方向沿Oq連線且指向+q

【詳解】(1)根據靜電感應可知，靠近電荷的一端A端帶負電；

(2)當導體棒達到靜電平衡后，導體棒內一點C處的合場強為0；

(3)水平導體棒當達到靜電平衡后，棒上感應電荷中點O處產生的場強大小與點電荷+q在該處產生的電

3

場強度大小相等，方向相反.則棒上感應電荷在棒內中點產生的場強大小為

初—kq

由于0處的合場強為零，所以感應電荷產生的場強方向與點電荷+q在該處產生的電場強度的方向相反，即

沿Oq連線且指向+q。

知識點2：尖端放電

1.空氣的電離：在一定條件下，導體尖端電荷密度很大，導體尖端周圍的強電場使空氣中殘留的帶電粒子

發生劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷分離的現象.

2.尖端放電：所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被吸引，而與尖端上的電荷中和，相當于

導體從尖端失去電荷的現象.

3.尖端放電的應用與防止：

(1)應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施.

(2)防止：高壓設備中導體的表面盡量光滑會減少電能的損失.

【題型2靜電的防止與利用】

【例2】(2023?臨夏期末)圖甲為戶外高壓輸電線路，在三條高壓輸電線的上方還有兩條導線，這兩條導

線與大地相連；圖乙是穿戴若含金屬絲制成的工作服的工程技術人員對高壓輸電線路進行帶電檢修作業。

以下說法中正確的是()

A.圖甲中三條高壓輸電線上方的兩條導線主要起穩定輸電線路的作用

B.圖甲中三條高壓輸電線與上方兩條導線間的電場強度為零

C.圖乙中金屬絲制成的工作服內電場強度為零

D.圖乙金屬絲制成的工作服與圖甲中高壓輸電線上方的兩條導線作用不同

【答案】C

【詳解】AB.圖甲中三條高壓輸電線上方的兩條導線與大地連接，形成一個稀疏的金屬網，可以把高壓線

屏蔽起來，免遭雷擊之類的損傷，三條高壓輸電線與上方兩條導線間的電場強度并不為零，方向由高壓線

4

指向上方兩條導線，故AB錯誤；

C.由于屏蔽作用，圖乙中金屬絲制成的工作服內電場強度為零，故C正確；

D.金屬絲制成的工作服與圖甲中高壓輸電線上方的兩條導線都是起到屏蔽作用，作用相同，故D錯誤。

故選Co

【變式2-1】防靜電瓷磚是理想的防靜電與裝飾兼備的材料，適用于計算機房、石油化工車間、醫院手術室

等需要防塵、防靜電的場所，其中架空型的防靜電瓷磚如圖所示，瓷磚的支架下面還要鋪設銅箔（圖中未

展示），銅箔鋪設需連接到接地裝置，下列說法正確的是（）

A.防靜電瓷磚必須是絕緣材料，以防止導電B.銅箔的主要作用是防潮

C.防靜電瓷磚是可以導電的D.瓷磚與銅箔之間的支架必須使用絕緣材料

【答案】C

【詳解】AC.防靜電瓷磚是可以導電的，不是絕緣材料，故A錯誤，C正確；

B.銅箔的主要作用是導電，不是防潮，故B錯誤；

D.瓷磚與銅箔之間的支架必須使用導電材料，確保瓷磚中的電荷導入大地，故D錯誤。

故選C。

【變式2-2】在電場中，帶電粒子受到靜電力的作用，向著電極運動，最后會被吸附在電極上，這一原理叫

做靜電吸附，它在生產技術上被廣泛應用。下列設備應用這一原理工作的是（）

A.靜電復印機B.電視機C.手機D.洗衣機

【答案】A

【詳解】靜電復印是利用靜電將墨吸附在紙張上的，屬于靜電吸附在生產技術中應用，電視機、手機、洗

衣機均與此原理無關。

故選Ao

【變式2-3］（2023?湖南期末）下列應用與尖端放電現象無關的是（）

A.家用煤氣灶和燃氣熱水器上安裝的點火裝置

B.高壓設備中的導體表面盡量光滑，以減少高壓設備上電能的損失

C.超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服

5

D.在高大建筑物屋頂安裝一根尖銳的金屬棒，用粗導線與接地裝置連接以防止建筑物被雷擊

【答案】C

【詳解】避雷針、家用煤氣灶和燃氣熱水器上安裝的點火裝置及高壓設備中導體表面盡量光滑，都與尖端

放電有關；超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服是利用靜電屏敲，與尖端放電

無關。

故選C。

【題型3尖端放電現象的原理】

【例3】（2023?淄博期末）武當山主峰上有一座金殿，常出現雷火煉殿的奇觀：在雷雨交加時，屋頂常會

出現盆大的火球，來回滾動。雨過天晴時，大殿屋頂金光燦燦，像被重新煉洗過一般，如圖所示。下列說

法正確的是（）

A.金殿是由絕緣體構成的

B.金殿頂部肯定很少有帶尖的結構，不易放電

C.出現雷火煉殿現象時，大殿內會產生很強的電場

D.金殿如果安裝了避雷針，雷火煉殿現象仍會經常出現

【答案】B

【詳解】AC.雷雨天氣時，金殿上空聚集大量電荷，金殿是一個優良導體，由于靜電屏蔽作用，大殿內的

場強為零，故AC錯誤；

B.金殿頂部如果有較多帶尖的結構，尖端放電效果明顯，則無法觀測到雷火煉殿現象，因此可以斷定金殿

頂部肯定很少有帶尖的結構，不易放電，故B正確；

D.金殿如果安裝了避雷針，雷雨天氣時金殿上空聚集的電荷將被導入大地，將不會出現雷火煉殿現象，故

D錯誤。

故選B

【變式3-1］（2023?宿遷期中）從安全角度看，請用學過的電學知識判斷正確的是（）

A.電工高壓帶電作業時穿絕緣衣比穿金屬衣安全

B.制作汽油桶的材料用塑料比用金屬好

C.在建筑物的頂端安裝避雷裝置時球形比尖銳的金屬棒好看且效果好

6

D.打雷時，待在汽車里比待在大樹下要安全

【答案】D

【詳解】A.電力工人高壓帶電作業，全身穿戴金屬絲網制成的衣、帽、手套、鞋，可以對人體起到靜電屏

蔽作用，使人安全作業，故電工高壓帶電作業時穿金屬衣比穿絕緣衣安全，故A錯誤；

B.塑料和油摩擦容易起電，產生的靜電荷不易泄漏，形成靜電積累，從而造成爆炸和火災事故，故制作汽

油桶的材料用金屬比用塑料好，故B錯誤；

C.根據尖端放電原理，在建筑物的頂端安裝避雷裝置時尖銳的金屬棒比球形效果好，故C錯誤；

D.汽車是較好的避雷所，一旦汽車被雷擊中，它的金屬構架會將閃電電流導入地下且形成靜電屏蔽，故打

雷時，待在汽車里比待在大樹下要安全，故D正確。

故選D。

【變式3-2］（2023?寧波期末）下列說法正確的是（）

A.避雷針的原理是靜電屏蔽

B.高壓輸電線上方兩條導線是為了防止尖端放電

C.靜電除塵裝置中，塵埃被吸附在中間的負極上

D.煤礦里，工作人員要防止靜電的產生和積累，因為靜電火花會導致瓦斯爆炸

【答案】D

【詳解】A.當帶電云層靠近建筑物時，避雷針上產生的感應電荷會通過針尖放電，逐漸中和云中的電荷,

使建筑物免遭雷擊，其原理為尖端放電，故A錯誤；

B.高壓輸電線上方有兩根導線與大地相連構成了靜電屏蔽，能使得輸電線免遭雷擊，故B錯誤；

C.靜電除塵裝置將帶負電的塵埃收集在兩個帶正電的極板A上，故C錯誤；

D.礦里，工作人員要防止靜電的產生和積累，因為靜電火花會導致瓦斯爆炸，故D正確。

故選D。

【變式3-3］（2023?西安期末）如圖所示是閃電擊中一高塔的畫面，高塔的尖頂是一避雷針，雷雨天氣時,

底端帶負電的云層經過避雷針上方時，避雷針尖端放電形成瞬間強電流，烏云所帶的負電荷經避雷針導入

大地，在此過程中，下列說法正確的是（）

7

A.云層靠近避雷針時，針尖感應出負電荷

B.避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施

C.越靠近避雷針尖端，電場強度越小

D.為了美觀，通常把避雷針頂端設計成球形

【答案】B

【詳解】A.根據同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，可知云層靠近避雷針時，針尖感應出正電荷，故

A錯誤；

BD.避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施，不能把避雷針頂端設計成球形，故B正確，D錯誤；

C.由于電荷更容易集中到尖端，從而避雷針尖端附近的電場強度比避雷針底端附近的電場強度大，故C錯

誤。

故選Bo

知識點3：靜電屏蔽

1.靜電屏蔽

靜電平衡時，空腔導體內表面沒有電荷，導體殼內空腔里的電場強度處處為0.外電場對殼（網）內的儀器

不會產生影響，金屬殼的這種作用叫作靜電屏蔽.

2.靜電屏蔽的應用：電學儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導線與大地相連.

【題型4金屬殼屏蔽內、外電場的原理】

【例4】如圖所示，用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器。則以下關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

8

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，因為金屬網罩把電荷都導到地球上去了

D.驗電器箔片不會張開，因為金屬網罩會出現感應電荷抵消掉帶電金屬球在網罩內的電場

【答案】D

【詳解】金屬網罩產生感應電荷，抵消掉帶電金屬球的在網罩內的電場，即此時金屬網罩屏蔽了外電場,

所以驗電器箔片不張開。

故選D。

【變式4-1］（2023?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

十屬

網

A.B.Q

絕緣地墊絕緣地墊

【答案】B

【詳解】A.金屬網可以屏蔽網外電荷產生的電場，驗電器的兩金屬箔片不帶電，不會張開，故A錯誤；

B.金屬網沒有接地，網內帶電體可以使驗電器發生靜電感應，使金屬箔片張開，故B正確；

CD.金屬網接地，網內的帶電體對網外無影響，網外的帶電體對網內也無影響，不能使驗電器發生靜電感

應現象，金屬箔片不能張開，故CD錯誤。

故選Bo

【變式4-2］如圖所示，將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內（不與C的內壁接

觸），在C附近另外有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B,則（）

A.A,B兩球均不偏離豎直方向

B.A球不偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向

C.A球向左偏離豎直方向，B球不偏離豎直方向

D.A球向左偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向

【答案】B

9

【詳解】CD.由于靜電屏蔽，小球B的電場對A無影響，小球A不會偏離豎直方向，選項CD錯誤；

AB.由于靜電感應空心球C的內表面帶負電，外表面帶正電，小球B和空心球C之間異種電荷相吸引，小

球B會偏離豎直方向向右靠近C球，選項A錯誤，B正確。

故選Bo

【變式4-3］（多）如圖所示，絕緣金屬球殼的空腔內、外各有一小球B和A,球殼接地。下列說法正確的

是（）

A.若A球帶電，則球殼內的B球處的電場強度為零

B.若B球帶電，則A球處的電場強度不為零

C.若A球和B球均帶電，則彼此也不會相互影響

D.若A球和B球均帶電，則由于球殼接地，A球對8球沒有影響，但B球對A球有影響

【答案】AC

【詳解】A.若A球帶電，則B球相當于放置在金屬球殼內，B球處的電場強度為零，故A正確；

B.若B球帶電，則A球相當于放置在金屬球殼和大地構成的導體球殼內，A球處的電場強度也為零，故B

錯誤；

CD.由于靜電屏蔽，A、B兩球彼此不會相互影響，故C正確，D錯誤。

故選AC。

【題型5靜電屏蔽原理的應用】

【例5】用學過的電學知識，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體做成球形，是為了使導體獲得更高的電荷量

C.燃氣灶點火器的放電電極做成了針形，是防止出現尖端放電現象

D.USB數據線線芯的外層包裹著一層銅絲網，是為了增強線纜的機械強度

【答案】B

【詳解】A.電工穿金屬衣能對靜電起到屏蔽作用，防止靜電對人體的危害，比絕緣衣更安全，故A錯誤;

B.高壓起電機的帶電導體做成球形，是為了防止導體出現尖端放電，從而使導體獲得更高的電荷量，故B

10

正確；

C.燃氣灶點火器的放電電極做成了針形，是為了使它出現尖端放電現象，故C錯誤；

D.USB數據線線芯的外層包裹著一層銅絲網，可以對外部信號起到屏蔽作用，防止外部信號的干擾，故D

錯誤。

故選B。

【變式5-1］（2023?亳州期末）下列現象中不屬于靜電屏蔽應用的是（）

A.在三條高壓輸電線的上方還有兩條金屬導線與大地相連形成一個稀疏的金屬網

B.超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服

C.信號傳輸線中間是銅芯線，芯線外包裹發泡塑料，發泡塑料外面還要包一層金屬絲編織成的網，最

外層為防護套

D.在加油站，工作人員給汽車加油前，要觸摸一下靜電釋放器

【答案】D

【詳解】A.在三條高壓輸電線的上方還有兩條金屬導線與大地相連形成一個稀疏的金屬網，這個金屬網就

是一個靜電屏蔽裝置，可以保護輸電線不受外部電場的影響，故A不符合題意；

B.超高壓輸電線上帶電作業的電力工人穿著含有金屬絲織物的衣服，這個衣服就是一個靜電屏蔽裝置，可

以保護電力工人不受外部電場的影響，故B不符合題意；

C.信號傳輸線中間是銅芯線，芯線外包裹發泡塑料，發泡塑料外面還要包一層金屬絲編織成的網，最外層

為防護套，這個金屬絲編織成的網就是一個靜電屏蔽裝置，可以保護信號傳輸線不受外部電場的影響，故C

不符合題意；

D.在加油站，工作人員給汽車加油前，要觸摸一下靜電釋放器，這是為了釋放人體上的靜電，防止靜電火

花引起火災，不屬于靜電屏蔽應用，故D符合題意。

故選D。

【變式5-2】（多）滾筒式靜電分選器由料斗A、導板B、導體滾筒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附近的空氣發生電離而產生大量離子，現有導電性能不同的兩種物質粉粒a、b的混合物從料斗A

下落，沿導板B到達轉動的滾筒C上，粉粒。具有良好的導電性，粉粒b具有良好的絕緣性。下列說法正

確的是（）

11

A

B

A.粉粒。落入料槽F,粉粒6落入料槽E

B.粉粒6落入料槽F,粉粒a落入料槽E

C.若滾