9.4 静电的防止与利用（4大题型）-2024-2025学年高二物理同步题型分类讲与练（人教版2019必修第三册）（教师版）.pdf

9.4静电的防止与利用

知识1静电平衡

1、静电感应现象

把导体放入电场，导体内的自由电荷在静电力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现

象。

2、静电平衡状态

导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合场强等于零，

导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。

3、静电平衡状态的特征

①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。

②处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟导体表面垂直。

知识2尖端放电

1、空气的电离

在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰

撞从而使空气分子中的正负电荷分离。这个现象叫作空气的电离。

2、尖端放电

带电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，足以使空气发生电离，电离产生的带电粒子在强电

场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些与导体尖端的电荷

符号相反的粒子由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷，这种现象

叫作尖端放电。

3、尖端放电的应用和防止

①应用：避雷针是利用尖端放电避免建筑物遭受雷击的设备；燃气灶中的电子打火器的放电电极做成针状，

加上电压时更容易产生电火花。

②防止：高压设备中导体的表面要尽量光滑。

知识3静电屏蔽

1、定义

把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场,但由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内

的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。

2、静电屏蔽的实质

静电屏蔽的实质是利用静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场的矢量和为零，好像是

金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零。

3、静电屏蔽的应用

为防止外界电场的干扰，将电子设备外面套上金属壳，如电工穿戴由金属丝网制成的工作服进行高压

带电作业等。

知识4静电吸附

1、静电吸附原理

在电场中，带电粒子受到电场力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上。

2、应用

①静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电

除尘。

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，并

沉积在工件的表面，完成喷漆工作。

③静电复印

复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光

导体（OPC）。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。

静电屏蔽的两种情况

导体外部的电场影响不到导体内部接地导体壳内部电场对壳外空间没影响

（静电外屏蔽）（静电内屏蔽）

导体壳接地，导体壳外的正电荷被大地流来的负电荷

由于静电感应验电器箔片张开，将验电器

现象中和，导电壳体及导体壳外部场强处处为零，导体壳

放人导体网罩内部后验电器片不张开

外部空间不受内部电场影响

图示

由于静电感应，导体网罩上感应电荷产生由于静电感应，导体壳内表面感应电荷的电场与壳内

本质的电场与外电场在导体网罩内部任一点的场源电荷的电场在导体壳外部空间任一点的场强相

场强相互抵消互抵消

题型一静电平衡及电荷分布规律

120-21··

【例】（高一下湖北期中）如图所示，将一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在天花板上，将一个

原来不带电的枕形金属壳靠近带电小球。当系统处于平衡状态时，下列分析正确的是（）

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