第十讲 静电现象的应用-【暑假辅导班】2023年新高二物理暑假精品课程（人教版）

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【暑假辅导班】2023年新高二物理暑假精品课程（人教版）
第十讲 静电现象的应用
【基础知识梳理】
知识点一、静电平衡
1．静电平衡状态下导体的电场
(1)静电感应现象：放在电场中的导体其内部自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异号电荷的现象。
(2)静电平衡状态：导体中(包括表面) 自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。
(3)静电平衡状态下导体的特点：
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整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。
③表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面垂直。
(4)静电平衡导体的电荷分布特点
①内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导体内部没有净电荷．
②受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大．
③“远近端”电荷的电性相反，电量相等．
(a)如左图所示，处于静电平衡状态的导体，离场源电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，即“远同近异”．
(b)如右图所示，当把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看做是一个大导体，有些问题中所提到的“用手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体．
2．尖端放电、静电屏蔽
(1)尖端放电：
①尖端放电：空气被电离后所带电荷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，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
②应用和防止
应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。
(2)静电屏蔽：
①定义：当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起屏蔽作用，使它内部不受外部电场影响的现象。
②静电屏蔽实质是利用了静电感应现象，使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，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，矢量和为零而已．
③应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外面包有一层金属网，高压线路的检修人员要穿屏蔽服等，都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。
知识点二、处理静电平衡的“观点”
1．远近观：“远近观”是指处于静电平衡状态的导体，离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷，而导体的中间部分可认为无感应电荷产生．
2．整体观：“整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它们看作是一个大导体，再用“远近观”判断它们的带电情况．
知识点三、静电平衡两种情况的实现方法
1．两种情况
(1)导体内空腔不受外界影响，如图甲所示．
(2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响，如图乙所示．
2．实现过程
(1)如图甲，因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零，达到静电平衡状态，对内实现了屏蔽．
(2)如图乙，当空腔外部接地时，外表面的感应电荷将因接地传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用．
知识点四、静电屏蔽的本质
1．导体内部不受外部电场的影响的情况
(1)现象：由于静电感应，验电器箔片张开。如图甲，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图乙，即外部电场影响不到导体内部。
(2)本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。
2．接地导体壳内部电场对壳外空间无影响情况
(1)现象：
①如图甲导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。
②导体壳接地后，如图乙所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。
(2)本质：仍然是静电感应，使导体内表面感应电荷与壳内电荷在导体壳表面以外空间叠加结果为零。
【模型考点剖析】
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：导体内的自由电子不再发生定向移动。
3．导体静电平衡时的特点：
(1)内部电场强度处处为零；(感应电荷的场强E′等于外部场强E0，方向相反，则总场强等于0)
(2)外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直；
(3)导体内部没有净剩电荷，电荷只能分布在导体的外表面；
(4)在导体表面越是尖锐的地方，电荷的密度越大，周围的场强也越大。
二、尖端放电
1．电离：静电平衡时，导体尖端的电荷密度很大，周围的电场强度很大，可以使空气中的带电粒子剧烈运动，并与空气分子碰撞使空气分子中的正、负电荷分离，这种现象叫作电离。
2．尖端放电：电离后的那些与导体尖端电荷符号相反的粒子，与尖端的电荷中和，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．静电屏蔽的两种情况：

(1)如左图，导体球壳在外界电场中达到静电平衡，空腔里的总电场处处为零，导体内空腔不受外界电荷影响，起到屏蔽外电场的作用。
(2)如右图，由于静电感应，导体球壳内外两侧感应出正负电荷，当球壳外部接地时，外表面的感应电荷传给地球，外界总电场处处为零，球壳外部不受内部电荷影响，起到屏蔽内电场的作用
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，避免受到雷击。
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，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。
▲判一判
(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。 (×)
(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。 (√)
【真题分项演练】
1．（2023·浙江高考真题）如图所示，在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，高塔的功能最有可能的是（　　）

A．探测发射台周围风力的大小 B．发射与航天器联系的电磁波
C．预防雷电击中待发射的火箭 D．测量火箭发射过程的速度和加速度
【答案】C
【解析】
在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔，因铁制的高塔有避雷作用，其功能是预防雷电击中发射的火箭。
故选C。
2．（2023·浙江高考真题）如图所示是某一带电导体周围的电场线与等势面，A、C是同一等势面上的两点，B是另一等势面上的一点。下列说法正确的是（　　）

A．导体内部的场强左端大于右端 B．A、C两点的电势均低于B点的电势
C．B点的电场强度大于A点的电场强度 D．正电荷从A点沿虚线移到B点的过程中电场力做正功，电势能减小
【答案】D
【解析】
A．带电导体处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为0，导体表面为等势面，整个导体为一个等势体，A错误；
B．沿电场线方向电势降低，所以A、C两点的电势大于B点的电势，B错误；
C．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以B点的电场强度小于A点的电场强度，C错误；
D．根据可知，正电荷从高电势A点沿虚线移动到低电势B点，电势能减小，电场力做正功，D正确。
故选D。
3．（2010·浙江高考真题）请用学过的电学知识判断下列说法正确的是
A．电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D．打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险
【答案】B
【解析】
A．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，A错误；
B．因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，B正确；
C．小鸟的两只脚之间的距离很小，所以小鸟的两只脚之间的电压也很小，所以不会对小鸟造成危害，C错误；
D．一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，D错误；
故选B。
4．（2015·浙江高考真题）如图所示为静电力演示仪，两金属极板分别固定于绝缘支架上，且正对平行放置．工作时两板分别接高压直流电源的正负极，表面镀铝的乒乓球用绝缘细线悬挂在金属极板中间，则

A．乒乓球的左侧感应出负电荷
B．乒乓球受到扰动后，会被吸在左极板上
C．乒乓球共受到电场力，重力和库仑力三个力的作用
D．用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，放开后乒乓球会在两极板间来回碰撞
【答案】D
【解析】
从图中可知金属板右侧连接电源正极，所以电场水平向左，故乒乓球上的电子移动到右侧，即乒乓球的右侧感应出负电荷，A错误；乒乓球右侧带负电，受到的电场力向右，乒乓球左侧带正电，受到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后，最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错误；用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正电，在电场力作用下，与左极板接触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会在两极板间来回碰撞，D正确．
【学科网考点定位】考查了库仑力，静电感应
【方法技巧】静电感应的实质是电荷间的相互作用力，同种电荷相斥，异种电荷相吸，对于一个不带电的导体，在电场中两侧感应出的电荷是等量异种电荷
5．（2015·江苏高考真题）静电现象在自然界中普遍存在，我国早在西汉末年已有对静电现象的记载，《春秋纬·考异邮》中有“玳瑁吸褚”之说，但下列不属于静电现象的是(　　 )
A．梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B．带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引
C．小线圈接近通电线圈过程中，小线圈中产生电流
D．从干燥的地毯上走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
【答案】C
【解析】
梳过头发的塑料梳子吸起纸屑，是因为梳子与头发摩擦起电，静电吸引轻小物体，故A属于静电现象，所以A错误；带电小球移至不带电金属球附近，两者相互吸引，是因为先感应起电，然后静电作用力，故B错误；小线圈接近通电线圈过程中，消息安全中产生感应电流是电磁感应现象，不是静电现象，所以C正确；从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉，是因为摩擦起电，所以D错误．
【学科网考点】静电现象
【方法技巧】本题主要是识记静电现象，知道几种常见的起电方式：摩擦、接触、感应，以及电磁感应现象
6．（2016·江苏高考真题）一金属容器置于绝缘板上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示.容器内表面为等势面，A、B为容器内表面上的两点，下列说法正确的是(　　)

A．A点的电场强度比B点的大
B．小球表面的电势比容器内表面的低
C．B点的电场强度方向与该处内表面垂直
D．将检验电荷从A点沿不同路径移到B点，电场力所做的功不同
【答案】C
【解析】
试题分析：依据电场线越疏，电场强度越弱，而电场线越密的，则电场强度越强，由图可知，则A点的电场强度比B点的小，故A错误；根据沿着电场线方向电势是降低的，可知，小球表面的电势比容器内表面的高，故B错误；因容器内表面为等势面，且电场线总垂直于等势面，因此B点的电场强度方向与该处内表面垂直，故C正确；因A、B在同一等势面上，将检验电荷从A点沿不同路径到B点，电场力所做的功相同，均为零，故D错误；故选C．
考点：电场线；电场强度；电势
【名师点睛】本题考查电场线的疏密与电场强度的强弱的关系，掌握电场线的方向与电势的高低的关系，理解电场线总垂直等势面，注意同一等势面上移送电荷时，电场力不做功．
7．（2011·广东高考真题）图为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的．下列表述正确的是

A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
【答案】BD
【分析】
本题考查运用分析实际问题工作原理的能力，解题时，抓住尘埃的运动方向是突破口，要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例．
【解析】
AB．由图示可知，集尘机电势高，放电极电势低，放电极与集尘极间电场方向向左，即电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知尘埃所受的电场力向右，故到达集尘极的尘埃带负电荷，故A错误，B正确．
C．电场方向向左，带电尘埃所受电场力方向向右，带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反，故C错误；
D．由F=Eq可知，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确．
8．（2010·海南高考真题）利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘，静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如右图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强__________（填“越大”或“越小”）．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子、粉尘吸附电子后被吸附到______（填“A”或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．

【答案】越大 A
【解析】
电源的两极分别接在AB上，净电荷一般分布在尖端，所以B处分布电荷较为密集，则距离B越近场强较大，粉尘吸附电子后带负电，在电场力的作用下将会向正极板运动，即向A运动，最后被吸附到A上
故答案为越大；A
【分类过关检测】

一、单选题
1．（2023·江苏宿迁市·高一期末）在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于以上实验说法正确的是（　　）

A．需要加大室内的空气湿度，这个实验才可能完成好
B．起电机摇动前，需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功
C．起电机摇动时，塑料瓶内易拉罐（金属）片边电场强度最大
D．若锯条接电源负极，金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面
【答案】D
【解析】
A．加大空气湿度，则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐（金属）片上积累，则该实验不易成功。A错误；
B．锯条和金属片间的电场让空气电离，电离的电子让烟尘颗粒带电，不需先让烟尘颗粒带上电荷。B错误；
C．起电机摇动时，铁锯条处电场强度最大。C错误；
D．若锯条接电源负极，金属片接正极，则俘获电子的烟尘带负电，这些烟尘附着在金属片上面。D正确。
故选D。
2．（2023·江苏扬州市·高一期末）静电给人们带来很多方便，但有时也会带来麻烦，甚至造成危害。下列选项中属于防止静电危害的是（　　）
A．静电喷漆 B．静电复印 C．静电除尘 D．导电轮胎
【答案】D
【解析】
A．喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，故A不符合题意；
B．静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上，属于静电应用，故B不符合题意；
C．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不符合题意；
D．导电轮胎是将轮胎上的电荷导入大地，是防止静电危害，故D符合题意。
故选D。
3．（2023·浙江嘉兴市·高一期末）下列说法正确的是（　　）
A．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要安全
B．为了安全，避雷针的顶端应该设计成球形
C．制作汽油桶的材料用塑料比用金属好
D．超高压带电作业的工人穿包含金属丝制成的工作服时更危险
【答案】A
【解析】
A．一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属构架会将闪电电流导入地下，打雷时，呆在汽车里更安全，A正确；
B．为了更好地防止雷电对建筑物的损坏，尖端放电，所以把避雷针设计成针形，B错误；
C．因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电荷不易泄漏，形成静电积累，造成爆炸和火灾事故，C错误；
D．电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，D错误。
故选A。
4．（2023·江苏省镇江中学高一月考）野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，这个稀疏的金属“网”所起的作用是（　　）
A．防止输电线脱落
B．增加输电线的强度
C．把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击
D．防止输电线漏电
【答案】C
【解析】
外高压输电线在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，起到静电屏蔽的作用；把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
故选C。
5．（2023·江苏徐州市·高一期末）如图所示，用绝缘柱支持的不带电的枕形导体A放置在水平桌面上，手握绝缘棒把带正电荷的带电体B移近导体A左侧后静止放置。关于导体A内部某点P的电场强度，下列说法正确的是（ ）

A．大小不为零，方向向右 B．大小不为零，方向向左
C．大小为零 D．无法判断
【答案】C
【解析】
当把带正电荷的带电体B移近导体A左侧后，由静电感应A的左端感应带上负电荷、右端感应带上正电荷，则在P处的场强向左、B在P处产生的场强向右，当达到静电平衡后二者等大反向，则P处的场强为0。
故选C。
6．（2023·江苏苏州市·高一期末）下列说法正确的是（　　）
A．洗衣机脱水利用了水的重力
B．玻璃棒和丝绸摩擦后玻璃棒带负电荷
C．物体在接近光速运动时，仍然遵从牛顿运动定律
D．避雷针是利用尖端放电将空气中的电荷中和使建筑物避免雷击
【答案】D
【解析】
A．洗衣机脱水利用了水滴在衣物上的附着力不满足做圆周运动的向心力时，做离心运动，A错误；
B．玻璃棒和丝绸摩擦后玻璃棒带正电荷，因为玻璃棒上原子核束缚电子的能力弱，使一部分电子从玻璃棒上转移到丝绸上，所以玻璃棒带正电荷，丝绸带负电荷，B错误；
C．物体在接近光速运动时，由狭义相对论可知，物体的质量随速度的增大而增大，所以不再遵从牛顿运动定律，C错误；
D．避雷针是利用尖端放电将空气中的电荷中和使建筑物避免雷击，D正确。
故选D。
7．（2023·上海金山区·高二期末）以下不属于静电防范的有效措施是（　　）
A．使用避雷针 B．静电复印 C．保持良好接地 D．保持空气湿度
【答案】B
【解析】
A．使用避雷针是属于静电防范的有效措施，选项A不符合题意；
B．静电复印是利用静电，则选项B符合题意；
C．保持良好接地是属于静电防范的有效措施，选项C不符合题意；
D．保持空气湿度是属于静电防范的有效措施，选项D不符合题意；
故选B。
8．（2023·江苏省高邮中学高一期末）长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度（　　）

A．大小等于0 B．大小等于
C．大小等于 D．方向向右
【答案】C
【解析】
当水平导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端处产生的场强大小与带电量为q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则有

由于该处的电场强度为零，所以方向与带电量为的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即水平向左，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．（2023·江苏泰州市·姜堰中学高一期中）疫情以来，我们上学每天戴口罩。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）

A．静电屏蔽 B．尖端放电
C．静电感应和静电屏蔽 D．静电感应和静电吸附
【答案】D
【解析】
由题意知，口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，所以当几微米的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，无法透过，因此可以吸附以气溶胶形式存在的病毒，其工作原理时利用了静电感应和静电吸附，故选D。
10．（2023·福建厦门市·厦门一中高三月考）2018年我国的1100千伏特高压带电作业关键技术填补世界空白。超高压带电作业的电工穿戴的工作服是用包含铜丝的织物制成的，下列说法正确的是（　　）

A．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用
B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用
C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，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
【答案】C
【解析】
屏蔽服作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害。等电位说明电势相等而不是等于0，等电势时电势差为0，电场强度为0。所以C正确，ABD错误；
故选C。
11．（2023·重庆巴蜀中学高三月考）图为一个带正电的导体达到静电平衡时的电场线和等势面的分布图（实线为电场线，虚线为等势面），和为导体内部的两点，和为导体外部的两点，以无穷远处为电势零点，则下列说法正确的是（　　）

A．两点的电场强度均为零，电势也均为零
B．点的电场强度小于点的电场强度
C．两点的电势差大于两点的电势差
D．同一试探电荷在点的电势能一定大于它在点的电势能
【答案】C
【解析】
A．静电平衡的导体内部场强处处为零，电势处处相等。所以，两点的电场强度均为零，电势相等；若取无穷远电势为零，则正电荷周围的电势为正，所以，两点电势均为正，不为零，故A错误；
B．点比点处电场线分布密集，场强大，故B错误；
C．由等势面可知，，所以，电势差，故C正确；
D．沿电场线方向电势降低，即，而电势能

与试探电荷有关，若为正，有，若为负，有，故D错误；
故选C。
二、多选题
12．（2023·浙江温州市·高一期末）在我们生产生活中到处存在静电防止与利用现象，下列属于静电利用的是（　　）
A．家里的洗衣机接地线
B．学校的教学楼楼顶装有避雷针
C．某工厂的烟囱具有静电除尘功能
D．口罩中间层的熔喷布，能静电吸附靠近的含有病毒的飞沫
【答案】CD
【解析】
A. 家里的洗衣机接地线是防止触电，不是静电，是交变电流，A错误；
B. 学校的教学楼楼顶装有避雷针是将教学楼电荷导入大地，是防止静电，B错误；
C. 某工厂的烟囱具有静电除尘功能是将尘埃带上电荷，带电尘埃在电场力的作用下移动，是静电的利用，C正确；
D. 口罩中间层的熔喷布，能静电吸附靠近的含有病毒的飞沫，是静电的利用，D正确。
故选CD。
三、填空题
13．（2023·安徽安庆市·安庆一中高二月考）如图，在无穷大均匀带正电金属板和负点电荷形成的电场中，金属板接地，金属导体置于负点电荷和金属板之间且在过负点电荷垂直于金属板的直线上，A、B、C是垂线上的三个点且B、C在金属导体表面，B、C两点的电势______（填“大于”、“等于”或“小于”），负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，______（填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】等于 等于
【解析】
金属导体放在电场中，处于静电平衡状态，整个导体是一个等势体，表面是一个等势面，所以B、C两点的电势关系为，由电势能公式在负电荷在B点的电势能等于在C点的电势能，即。
14．（2020·宁乡市第十高级中学高二月考）静电复印机的原理：复印的关键部件称为硒鼓，可以认为是一张特殊的静电纸，它的作用是吸附墨粉，然后转涂到要印刷的白纸上。开始时，复印机会使整个硒鼓表面带电，然后通过光学系统将要复印的文件的影像照射到硒鼓上，影像的文字部分为黑色、在硒鼓上表现为弱光，其余部分为白色、在硒鼓上表现为强光，强光部分的电荷会被消除，而弱光区域（即文字对应的区域）的负电荷保留下来，从而在硒鼓上形成了电荷组成的“静电影像”，或者叫“静电潜像”（这时候肉眼不可见）。然后将印刷用的墨粉铺洒在有“静电潜像”的硒鼓上，随后转动硒鼓，没有被静电吸附的墨粉被甩掉、回收，此时的“静电潜像”变成了墨粉组成的“黑白照”，然后将这幅墨粉“黑白照”转涂到复印用的白纸上，并适当加热使墨粉融入白纸，即完成复印。（见物理教材3-1P8、P9）
用上述内容中的词语填空：
复印的过程：要复印的文件→复印机通过光学系统，把文件投影到硒鼓上，形成了______→用墨粉进行铺洒、吸附，然后把得到的墨粉“黑白照”转印到白纸上。
【答案】“静电影像”
【解析】
在硒鼓上形成了电荷组成的“静电影像”，或者叫“静电潜像”（这时候肉眼不可见）。
15．（2020·合肥市第十一中学高二月考）将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等。a、b为电场中的两点，则：

（1）a点的电场强度比b点的______（填“大”“小”）；
（2）a点的电势比b点的______（填“高”“低”）；
（3）检验电荷－q在a点的电势能比在b点的______（填“大”“小”）。
【答案】大 高 小
【解析】
(1)[1] 电场线的疏密表示场强的大小，由图象知a点的电场强度比b点大。
(2)[2] a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止，所以a点的电势高于金属球的电势，而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远，所以金属球的电势高于b点的电势，即a点的电势比b点的高。
(3)[3] 电势越高的地方，负电荷具有的电势能越小，即负电荷在a点的电势能较b点小。
16．（2019·安徽工业大学附属中学高二期中）如图所示，电荷量分别为+Q和-Q的两个点电荷a与b相距L，在a与b间放置一个原来不带电的导体P，当导体P处于静电平衡状态时，感应电荷在a、b连线的中点c处（c在导体P内）产生的电场强度大小为________，方向为_____（选填“向左”或“向右”）

【答案】 向左
【解析】
[1]由点电荷的电场强度公式

得+Q和-Q的两个点电荷在c点产生的电场强度

同理

再由矢量合成得

根据静电感应原理可知c点的合场强为零，即感应电荷和两个点电荷在c点产生的场强等大反向，可知感应电荷在c点的场强为

[2]方向向左。

四、解答题
17．（2023·全国高一）在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，相距为2l，如果在两个点电荷连线的中点O有一个半径为r(r≪l)的空心金属球，且球心位于O点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？

【答案】，方向向右
【解析】
根据电场的叠加和静电平衡，球心O处的合场强为0，即感应电荷的电场强度与A、B两点电荷在O处所产生的合场强等大、反向，即
E感＝EA＋EB
A、B在O处产生的场强方向向左，所以E感向右。
18．（2020·安徽蚌埠市·高二期中）如图所示，在真空中有A和B两个点电荷，电荷量分别为－Q和+2Q，它们相距为L，如果在两个点电荷间有一个半径为r（2r