2025年人教版高中物理精讲精练必修3第03讲：静电的防止与利用 原卷版.pdf

第03讲：静电的防止与利用

【考点归纳】

考点一：静电平衡的内外电场及其电荷分布

考点二：静电的防止与利用

考点三：导体上电荷的分布与尖端放电

考点四：金属壳内部的电场屏蔽问题

考点五：静电屏蔽

【考点梳理】

知识点一：静电感应现象

1.把导体放入电场，导体内的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电

场等于零，导体内的自由电子不再发生移动的状态．

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，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)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面．

4．静电平衡导体上的电荷分布

带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的外表面．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的

位置几乎没有电荷．

知识点二：尖端放电与静电屏蔽

尖端放电静电屏蔽

当金属外壳达到静电平衡时，内

导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种部没有电场，因而金属的外壳会

原理离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电

对其内部起保护作用，使它内部

荷.

不受外部电场的影响．

应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．应用：电学仪器外面有金属壳，

应用或防

防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的野外高压线上方还有两条导线

止

损失.与大地相连.

技巧总结：对静电平衡的理解

1．静电平衡的实质：金属导体放到场强为E的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体0

一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小．当

感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止．

2．对静电平衡的三点理解

(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动．

(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的．

(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强

为零，E′＝－E.

3．静电平衡状态下的导体的电荷分布特点

(1)净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷．

(2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异．

【题型归纳】

题型一：静电平衡的内外电场及其电荷分布

．（高二上河南新乡期末）长为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处，

123-24··L+qR

如图所示。静电力常量为，当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场的电场强度大小是（）

kР

4kq2kq4kq2kq

A．2B．2C．D．

(2RL)(2