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2024 年高考一轮复习100 考点100 讲
第10 章 静电场
第10.4 讲 静电感应和静电场的应用
【知识点精讲】
1．静电感应和静电平衡
把金属导体放在电场E 中，由于内部自由电子受电场力作用而定向移动，使导体的两个端面
出现等量的异种电荷，这种现象叫静电感应，当自由电子的定向移动停止时，导体处于静电
平衡状态。
2．尖端放电现象和避雷针
电性与尖端相反的粒子被吸引而奔向尖端，与尖端的电荷中和，相当于尖端失去电荷，这就
是尖端放电。避雷针就是利用尖端放电的设备。
3．静电屏蔽
处于静电平衡状态的导体，内部区域就不再受外部电场的影响，这种现象叫静电屏蔽。
（1）两种现象
现象1：由于静电感应，导体外表面感应电荷的电场与外电场在导体内部任一点的场强的叠
加结果为零，从而外部电场影响不到导体内部，如图所示。
现象2：由于静电感应，接地导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠
加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响，如图所示。
（2）静电屏蔽的应用：有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩，有的通信电缆的外面包有
一层铅皮等都是用来防止外电场的干扰，起屏蔽作用的。
【方法归纳】
静电平衡状态下导体的电场强度和电势
导体内部的场强处处为零，整个导体是等势体，导体的表面是等势面，导体表面电场线和带
电体表面垂直。静电平衡状态下静电荷只分布在外表面。处于静电平衡的导体腔内场强处处
为零。
1
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【最新高考题精练】
1. （2021 年1 月浙江选考）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
2. .(2016 江苏高考物理)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2-1-c-n-j-y
（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 点沿不同路径到B 点，电场力所做的功不同
3. (2016 高考浙江理综物理).如图所示，两个不带电的导体A 和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把
一带正电荷的物体C 置于A 附近，贴在A、B 下部的金属箔都张开，
2
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A.此时A 带正电，B 带负电
B.此时A 电势低，B 电势高
C.移去C，贴在A、B 下部的金属箔都闭合
D.先把A 和B 分开，然后移去C，贴在A、B 下部的金属箔都闭合
4．(2015·浙江理综，16)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两金属板中间，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
5. 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
6. （2019 高考理综天津卷）（20 分）2018 年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎
不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后
飘入电极
、
之间的匀强电场（初速度忽略不计），
、
间电压为
，使正离子加速形成离子束，
在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为
，电荷量为
，
期中
是正整数，
是元电荷。
（1）若引擎获得的推力为
，求单位时间内飘入
、
间的正离子数目
为多少；
3
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（2）加速正离子束所消耗的功率
不同时，引擎获得的推力
也不同，试推导
的表达式；
（3）为提高能量的转换效率，要使
尽量大，请提出增天
的三条建议。
7. (2016 高考浙江理综物理).如图所示，两个不带电的导体A 和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。把
一带正电荷的物体C 置于A 附近，贴在A、B 下部的金属箔都张开，
A.此时A 带正电，B 带负电
B.此时A 电势低，B 电势高
C.移去C，贴在A、B 下部的金属箔都闭合
D.先把A 和B 分开，然后移去C，贴在A、B 下部的金属箔都闭合
8．（2015·江苏）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
”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）．从干燥的地毯走过，手碰到金属把手时有被电击的感觉
【最新模拟题精练】
1. （2023 广东实验中学三模）工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压
辐向电场组成。该电场的电场线如图中带箭头的直线所示。一电子在图中H 点从静止开始只在电场力的作
用下沿着电场线做直线运动。设电子在该电场中的运动时间为t，位移为x，速度为v，受到的电场力为
F，电势能为Ep，运动经过的各点电势为φ，则下列四个图像可能合理的是（ ）
4
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A.
B.
C.
D.
2. 关于静电的防止和应用的事例中，不正确的是（ ）
A. 静电除尘器是利用静电把灰尘吸附在电极上的装置
B. 地毯编织时，在地毯中夹进一些导电纤维，防止静电积累
C. 飞机飞行时与空气摩擦，机身会带静电，着陆时导电橡胶轮胎会把静电导走
D. 油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应与地面绝缘
3．(2023 广东重点高中期末)如图甲是某同学设计的一实验装置，两端开口的空塑料瓶中固定着一根钢锯条
和一块金属片，图乙为塑料瓶俯视图。将钢锯条和金属片分别跟静电起电机的两极相连。将点燃的蚊香放
入塑料瓶内，很快就看见塑料瓶内烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭
绕。当起电机摇动时，下列说法正确的是（ ）
5
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A．该实验装置演示的是静电除尘现象，烟尘带了正电荷
B．锯条附近的电场强度小于在金属片附近的电场强度
C．锯条附近的电势高于金属片附近的电势
D．电场力对烟尘做正功
4. （2023 天津河西区高二期中）对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（
）
A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷
B. 乙图为静电除尘装置的示意图，带正电的尘埃被收集在线状电离器B 上
C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了静电屏蔽的原理
D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了尖端放电的原理
5. （2023 天津河西区高二期中）某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗，在这种疗法中，质子先被加速
到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞，如图所示，若质子的加速长度d，要使质子由静止
被匀加速到v，已知质子的质量为m，电量为e，则下列说法不正确的是（ ）
A. 由以上信息可以推算该加速电场的电压
B. 由以上信息可以推算该加速电场的电场强度
C. 由以上信息可以判断出运动过程中质子所受电场力做正功，电势能增加
D. 由以上信息不可以推算质子加速后的电势能
6．（2023 重庆涪陵重点高中质检）人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间
存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为
，膜内的电场可看作匀强电场，
简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A 点运动到B 点，下
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列说法正确的是（ ）
A．A 点电势低于B 点电势
B．钠离子的电势能减小
C．钠离子的加速度变大
D．若膜电位不变，当
越大时，钠离子进入细胞内的速度越大
7. （2022 福建厦门四模） 高压电线落地可能导致行人跨步电压触电。如图所示，若高压输电线掉落在水
平地面上的O 点，且O 点附近地质结构分布均匀，将在地面形成以O 为圆心的一系列同心圆等势线。则（
）
A. 图中A 点的电场强度小于B 点的电场强度
B. 图中A 点的电场强度大于B 点的电场强度
C. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越大
D. 行人无论向哪个方向跨步，两脚间距离越大跨步电压越小
8.(2022 广东深圳模拟)如图所示,静电除尘器由板状收集器A 和线状电离器B 组成,A、B 间接有高压电源,使
通过除尘器的尘埃带电。下列选项正确的是( )
A.收集器A 吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电
B.收集器A 吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电
C.收集器A 和电离器B 之间形成的是匀强电场
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D.静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程
9. （2022 福建厦门四模）墙体探测仪是一种新型的建筑装潢辅助工具，用于探测墙体内水管、电线和钢
筋的位置。如图所示为其探测水管的原理示意图，主要感应元件为电容器，当探测仪靠近水管时，指示灯
亮起，便可确定水管的位置。则探测仪靠近水管前后（ ）
A. 电容器的电介质发生变化
B. 电容器的两板间距离发生变化
C. 电容器极板的正对面积发生变化
D. 电容器的电容发生变化
10. （2022 山东临沂二模）2022 年4 月15 日哈佛-史密森天体物理学中心的科学家乔纳森·麦克道维尔推文
表明：莫尼亚轨道上第一次出现中国卫星，该卫星曾在2021 年工况异常。尽管乔纳森的描述中没有提及该
卫星使用了何种引擎，但从轨道提升的描述来判断，几乎可以肯定是属于离子电推引擎，这是利用电场将
处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也无污
染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B 之间
的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B 间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获
得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目N 为定值，离子质量为m，电荷量为ne（其中n 是正整数，
e 是元电荷），加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（ ）
A. 引擎获得的推力
B. 引擎获得
推力
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C. 为提高能量的转换效率，要使
尽量大，可以用质量大的离子
D. 为提高能量的转换效率，要使
尽量大，可以用带电量大的离子
11．(2022 安徽马鞍山二模)一次科学晚会上，老师表演了一个“魔术”：如图甲，一个空塑料瓶中固定着
一根细金属条和一块易拉罐（金属）片，将金属片和金属条分别与静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶
里放一盘点燃的蚊香，很快就看到整个瓶内烟雾缭绕。摇动起电机，瓶内顿时清澈透明，停止摇动，瓶内
又是烟雾缭绕，图乙为其俯视图。已知金属片是半径为R 的圆弧，金属条恰好位于其圆心，两者的高度均
为h。若匀速摇动起电机时，两极间的电压恒为U，则
A.未摇动起电机时，烟尘在金属片与金属条之间下落的最大时间为
B.匀速摇动起电机时，金属片与金属条之间的电场强度大小为
C.除尘过程中带电量为q 的烟尘增加的电势能均为qU
D.质量为m、带电量为q 的烟尘被金属片吸附时水平方向受的冲量不大于
12．(多选)用金属箔做成一个不带电的圆环，放在干燥的绝缘桌面上。小明同学用绝缘材料
做的笔套与头发摩擦后，将笔套自上向下慢慢靠近圆环，当距离约为0.5 cm 时圆环被吸引到
笔套上，如图所示。对上述现象的判断与分析，下列说法正确的是( )
A．摩擦使笔套带电
B．笔套靠近圆环时，圆环上、下部感应出异号电荷
C．圆环被吸引到笔套的过程中，圆环所受静电力的合力大于圆环的重力
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D．笔套碰到圆环后，笔套所带的电荷立刻被全部中和
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