7.静电现象的应用

生活中的静电现象和应用在我们的日常生活中，静电现象无处不在。

无论是我们走在地毯上时感到的电击，还是见到头发突然竖起等现象，都是由于静电产生引起的。

本文将介绍生活中的静电现象以及它们的应用。

一、静电现象的产生静电现象是指物体受到刺激后，电荷无法重新分布，从而形成静电积聚的过程。

静电产生的主要方式有三种：1. 摩擦：当两种不同材质的物体摩擦时，会发生电荷转移。

例如，摩擦后的尼龙材质会损失电子并带负电荷，而摩擦后的橡胶会获得电子并带正电荷。

2. 分离：当一个电荷被作用力分离到另一个物体上时，静电现象也会发生。

例如，将金属勺子接触到高电压电线时，由于电荷的分离，勺子会带有电荷。

3. 电离：在一些特定条件下，电荷会从分子或原子中分离出来。

这种情况在雷电等天气现象中常见。

二、静电现象的应用1. 静电粉末喷涂静电粉末喷涂是一种常见的工业应用。

静电喷涂机通过给喷涂的粉末带上相同电荷，使其能够均匀地附着在被涂物体上。

这种方法不仅可以提高喷涂效率，还可以减少粉末的浪费。

2. 静电吸尘器静电吸尘器是一种利用静电吸附能力来清除灰尘和物质的工具。

它通过带有电荷的刷子或纤维吸附灰尘，然后利用静电的作用将灰尘固定在吸尘器上，以保持清洁。

3. 静电用于印刷静电在印刷行业中也有重要的应用。

在印刷过程中，静电可以用来控制纸张的输送和固定。

例如，通过给纸张带上电荷，可以使其在输送过程中更加平整，减少卡纸现象。

此外，静电还可以用于印刷颜料的传送和固定，提高印刷质量。

4. 静电消除静电在一些行业中造成的问题也是需要解决的。

例如，在电子产品制造领域，静电会对电子元件产生影响，导致产品故障。

因此，静电消除方法被广泛应用于电子产品制造过程中，以保证产品的质量和性能。

5. 静电除尘静电除尘是一种利用静电的原理来去除空气中微粒和颗粒的方法。

它通过给含尘气体带上电荷，使微粒和颗粒带电并吸附在电极上，从而实现粉尘的去除。

这种技术广泛应用于工业废气处理、空气净化等领域。

静电现象的应用错误!一、单项选择题（每小题6分,共42分）1．导体处于静电平衡，下列说法正确的是（D）A．导体内部没有电场B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面C．导体内部没有电荷的运动D．以上说法均不正确解析：导体处于静电平衡,导体内部不是没有电场，而是外电场与感应电荷产生的电场的合场强为零,但两场强仍然存在，故A错；对于B，不能说没有电荷,净电荷只分布在外表面上,自由电子和正电荷仍存在，只是显中性,故B错;对于C，导体内部的电荷（电子与正电荷）的热运动仍然存在,故C错．2。

如图所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中不为零的是（C）A．导体空腔内任意点的场强B．导体空腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量解析：静电平衡状态下的导体内部场强处处为零,且内表面不带电．由于导体接地，故整个导体的电势为零．导体外表面受带电体Q的影响，所带电荷量不为零，故选项C正确．3.如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法中正确的是(C）A．B端的感应电荷越来越少B．导体内场强越来越大C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等解析:绝缘导体缓缓靠近小球P时，小球P上的负电荷在绝缘导体所在区域产生的电场增强，将会有更多的自由电子向绝缘导体的B端移动，B端的感应电荷越来越多，选项A错误；绝缘导体始终处于静电平衡状态，内部场强始终为零,选项B错误；导体上感应电荷在导体上某点产生的电场的场强大小等于小球P上的负电荷在该点产生的电场的场强，故选项C正确、D 错误．4．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的,下列说法正确的是(C）A．铜丝编织的衣服不容易拉破，所以用铜丝编织衣服B．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝编织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用解析:当人体直接处于强大电场之中时,很容易由于静电感应而被电到．但若被铜丝编织的衣服所包裹，当达到静电平衡时，铜丝衣服的屏蔽作用使人体内电场强度保持为零，对人体起保护作用．5．在点电荷－Q的电场中,一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在选项图中正确的是（A）解析:感应电荷在盘中A点激发的附加场强E′应与－Q在A 点产生的场强等大反向,故A正确．6．如图，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是（C）A．闭合开关S1，有电子从枕型导体流向大地B．闭合开关S2，有电子从枕型导体流向大地C．闭合开关S1，有电子从大地流向枕型导体D．闭合开关S2,没有电子通过开关S2解析:在S1、S2都闭合前，对枕型导体，它的电荷是守恒的，a、b出现负、正电荷等量，当闭合开关S1、S2中的任何一个以后，便把大地与导体连通，使大地也参与了电荷转移,因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒，由于静电感应，a端仍为负电荷,大地远处应感应出正电荷，因此无论闭合开关S1还是开关S2，都应有电子从大地流向导体，故C选项正确．7。

静电利用的实例
静电是指在物体表面或材料之间由于电子的转移而产生的电荷。

静电现象在日常生活和工业中有许多实际应用。

以下是一些静电利用的实例：
1.喷墨打印机：喷墨打印机使用静电来控制墨水喷射。

通过给墨水带上电荷，可以使墨水以精确的方式喷出，形成图像或文字。

2.复印机：复印机通过利用静电原理实现图像的传输。

光敏感的鼓面带有电荷，根据打印任务的需求，通过激光或LED等光源将图像转移到鼓上，然后通过静电作用将墨粉粘附在鼓上，最终转移到纸张上形成打印。

3.静电清尘：在一些工业和制造过程中，静电可用于清除空气中的尘埃和微粒。

通过给空气中的颗粒带上电荷，使其互相排斥，从而使尘埃悬浮在空气中，便于后续的清理。

4.静电喷涂：静电喷涂利用静电原理，通过给涂料带上电荷，然后将其喷洒到被涂物体上。

由于静电的作用，涂料会均匀地附着在物体表面，提高了喷涂的效率和涂层的质量。

5.电子器件生产：在半导体和电子器件制造中，静电是一个重要的考虑因素。

人们采取一系列防静电措施，例如穿着防静电服、使用防静电设备，以防止静电对电子器件产生不良影响。

6.电子墨水屏幕：一些电子书阅读器采用电子墨水技术，其中微小的颗粒通过静电被排列在屏幕上，形成文字和图像。

这种技术具有低功耗和良好的可视性。

7.静电除尘器：在工业生产中，静电除尘器通过给粉尘带上电荷，使其沉降或吸附在集尘器上，从而实现对空气中粉尘的除尘作用。

高二物理：静电现象的应用班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、知识清单1． 静电屏蔽的两种类型2． 静电平衡状态导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态。

静电平衡状态下导体具有的特征总结为以下四点：(1) 导体内部场强为零；(2) 净电荷仅分布在导体表面上（孤立导体的净电荷仅分布在导体的外表面上）；(3) 导体为等势体，导体表面为等势面，电场线与导体表面处处垂直。

静电平衡时内部场强为零的现象，在技术上用来实现静电屏蔽。

【答案】 二、选择题3． 如图所示，一个原来不带电的半径为r 的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q 的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r 。

达到静电平衡后，下列说法中正确的是（ ） A ．金属球整体感应出等量的负电荷B ．空心金属球的球心处电场强度大小为=29kQ E rC ．感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右D ．用接地导线另一端接触空心金属球右侧，会有电子流向大地【答案】C【解析】A 、根据电荷守恒，金属球整体感应出等量的正负电荷，总体为零，故A 错误；B 、感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q 的点电荷在此处的电场场强大小相等，方向相反，合电场强度为零，故B 错误。

C 、根据平衡感应电荷在球心处产生的电场方向水平向右，故C 正确；D 、用导线的一端接触金属球的右侧，另一端与大地相连，则金属球与大地组成一个新的导体，所以金属球的右侧仍然是负的感应电荷，大地的电子将流入金属球，中和金属球左侧的正电荷。

故D 错误。

4． 如图所示，A 为带正电的点电荷，电量为Q ，中间竖直放置一无限大的金属板，B 为质量为m 、电量为＋q 的小球，用绝缘丝线悬挂于O 点，平衡时丝线与竖直方向的夹角为θ，且A 、B 两个小球在同一水平面上，间距为L ，则金属板上的感应电荷在小球B 处产生的电场强度大小E 为（ ）A ．E ＝kQ L 2B ．E ＝mgtanθqC ．E ＝mgtanθq ＋kQ L 2D ．E ＝mgtanθq －kQL 2【答案】 D【解析】 静电平衡时，金属板的感应电荷在B 处产生的电场强度方向向右．以小球为研究对象，分析受力情况：重力、点电荷对小球的静电力F 、感应电荷的静电力qE 和细线的拉力，如图．根据共点力平衡条件： F ＋qE ＝Tsinθ mg ＝Tcosθ又根据库仑定律得：F ＝k QqL2联立解得，E ＝mgtanθq －kQL 2，故A 、B 、C 三项错误，D 项正确．5． 如图所示，一个带正电的绝缘金属球壳A ，顶部开一小孔，有两只带正电的金属球B 、C ，用金属导线连接，让B 球置于球壳A 内的空腔中，与内表面接触后又提起，C 球放置在A 球壳外，待静电平衡后正确的判断是：A 、B 、C 两球都不带电 B 、B 球不带电，C 球带电 C 、让C 球接地后，B 球不带电D 、让C 球接地后，A 球壳空腔内的场强为零 【答案】C【解析】B 球与A 球壳内表面接触,A ,B ,C 三者连成一个整体，静电平衡后净电荷只分布在导体外表面，所以A 球壳外表面和C 球均带正电，B 球不带电．A ,B ,C 三者为一等势体，当B 球提起后，B ,C 的电势相等，无电荷的定向移动，由于B ,C 与A 等势且为正,C 球接地后，将有自由电子从大地向高电势的B ,C 上移动，B 球带负电，此时B 球将在A 球壳上内表面感应出正电待，从而空腔内形成由内表面指向B 球的电场，场强不为零，答案为C.6． （多选）如图所示，水平放置的金属板正上方有一固定的正点电荷Q ，一表面绝缘的带正电的小球（可视为质点且不影响Q 的电场），从左端以初速度V0滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端．在该运动过程中（ ）A ．小球作匀速直线运动B ．小球作先减速，后加速运动C ．小球的电势能保持不变D 、电场力对小球所做的功为零【答案】ACD【解析】水平放置的金属板在Q的电场中处于静电平衡，它是一个等势体，也就是说它表面的电场线处处与表面垂直，由于表面绝缘，故带电小球在其表面上滑动时，电量不变，但电场力不做功，故小球作匀速直线运动·所以A、C、D选项正确7．如图所示，将不带电的导体BC放在带正电的金属球A附近，当导体BC达到静电平衡后，则下列说法正确的有（）A．用导线连接BC两端，导线中有瞬间电流通过B．用手摸一下导体B端可使导体带正电C．导体C端电势高于B端电势D．B和C端感应电荷在导体内部产生的场强沿BC方向逐渐减小【答案】D【解析】静电平衡后，BC内部场强为零，整个导作是个等势体，故A、C都错了，根据导体附近的电场线分布，可判定导体BC的电势比无穷远处（大地）的电势要高，故把导体B端或C端接地时，将有电子从大地流向导体，导体将带负电；导体处于静电平衡时，导体内部的电场跟感应电场相平衡，因此可以根据外电场在导体内部的分布情况来确定感应电荷电场在导体内部的分布情况．8．（多选）不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中，由于静电感应现象，绝缘导体B的左端要感应出正电荷，在绝缘导体B的右端会出现负电荷，所以导体两端出现电压，存在感应电场，导致电子重新分布，因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时，电子处于平衡状态．不带电的绝缘导体B为等势体，电荷只分布在外表面( )A．导体B上各点的场强大小相等B．导体A内部的场强一定为零C．导体B的左端电势比右端电势高D．导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强一定不为零【答案】BD【解析】不带电的绝缘导体B处在带负电的绝缘导体A的电场中，由于静电感应现象，绝缘导体B的左端要感应出正电荷，在绝缘导体B的右端会出现负电荷，所以导体两端出现电压，存在感应电场，导致电子重新分布，因此不带电的绝缘导体B内部的合电场为零时，电子处于平衡状态．不带电的绝缘导体B为等势体，电荷只分布在外表面．A、绝缘导体B上各点的电场强度不等，越尖的地方，电场强度越强．故A错误；B、绝缘导体A内部的合电场强度一定为零，只有为零时，电子才处于平衡，故B正确；C、绝缘导体B是等势体，所以电势处处相等，故C错误；D、绝缘导体B上的感应电荷在它的C点所形成的场强与外电场之和为零，所以它一定不为零，故D正确；故选：BD9．将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，下列说法正确的有（）A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C ．A 往左偏离竖直方向，B 的位置不变D ．A 和B 的位置都不变 【答案】 B【解析】 带正电的小球A 放在不带电的空心球C 内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电．因此，金属空心球C 和带电小球B 带异种电荷，所以B 受C 球的吸引往右偏离竖直方向．而由于空心球C 能屏蔽小球B 所产生的外部电场，使小球A 不受外电场的作用，所以A 的位置不变，B 对．10．如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球放入腔中，当静电平衡时，图中A 、B 、C 三点的场强E 和电势φ的关系是（)CB A E E E A >>.C B A ϕϕϕ>>【答案】D【解析】11．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面中的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是()【答案】D12．（多选）如右图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A 和一个带正电荷的空腔导体B .下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )A ．用取电棒C (带绝缘柄的导体棒)先跟B 的内壁接触一下后再跟A 接触 B ．用取电棒C 先跟B 的外壁接触一下后再跟A 接触C ．用绝缘导线把验电器跟取电棒C 的导体部分相连，再把取电棒与B 的内壁接触D ．使验电器A 靠近BCB A ϕϕϕ>>BC A E E ED >>.CB A ϕϕϕ>=C B A E E E C >=.CB A ϕϕϕ==C B A E E E B ==.【答案】BCD13．（多选）如图所示，把原来不带电的金属球壳B 的外表面接地，将一带正电的小球A 从小孔中放入球壳内，但不于B 发生接触，达到静电平衡后，则( )A 、B 的空腔内电场强度为零 B 、B 不带电C 、B 的内外表面电势相等D 、B 带负电 【答案】CD14．带电量分别为+Q 和－Q 的两个点电荷相距为r, 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O 处产生的场强大小为 ( )A ．2kQ ／r 2B ．4kQ ／r 2C ．8kQ ／r 2D ．0 【答案】C【解析】带电量分别为+Q 和-Q 的两个点电荷相距R ，在两点电荷连线中点O 处产生的场强为：E=E++E-=kQ／r 2+KQ ／r 2=8kQ ／r 2；方向向右由于静电屏蔽，两点电荷连线中点O 处合场强为零，故导体棒上感应电荷产生的电场在两点电荷连线中中点O 处产生的场强大小为.8kQ ／r 215．一个带绝缘座的空心金属球A 带有4×l0-8C 的正电荷, 有绝缘柄的金属小球B 带有2×10-8C 的负电荷，使B 球和A 球的内壁接触, 如图所示，则A 、B 各带电荷量为 ( ) A ．Q A =10-8C ，Q B =10-8C B ．Q A =2×10-8C, Q B =O C ．Q=0，QB =2×10-8CD ．Q A =4×10-8C ，Q B =－2×10-8C【答案】B【解析】把B 球跟A 球的内壁相接触，A 与B 构成整体，处于静电平衡状态，内部静电荷量为零，电荷均匀分布在外表面；故B 球的带电量减为零，A 球表面的带电量为2×10-8C 的正电荷；故ACD 错误，B 正确． 故选：B ．16．将导体放入场强为E 的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( ) A ．逐渐减小，直至大小为零 B ．逐渐增大，直至大小为EC．先逐渐增大，后逐渐减小至零D．始终等于零【答案】B17．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法不正确的是()A．不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头B．不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备C．固定电话和手机均可正常使用D．在旷野，应远离树木和电线杆【答案】C18．如图所示，A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电后靠近B，若取地球的电势为零，则（）A、导体B上任意一点的电势为零B、导体B上任意一点的电势都为正C、导体B上任意一点的电势都为负D、导体B上右端点的电势等于左端点的电势【答案】B【解析】处于静电平衡状态下的导体：导体体是个等势体，导体表面是个等势面；故D正确，由于电场线由正电荷出发终止于负电荷或无穷远，可大致画出电场线的分布，由此可知导体B上各点的电势均相等且为正。