1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点。

2.知道导体上电荷的分布特点，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因。

3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理。

1.科学思维

会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的电场强度。

2.科学态度

会联系生活了解静电的防止和利用。

自主探究（一）　静电感应和静电平衡

1.静电平衡实质

(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合电场强度减小，随着感应电荷的继续增加，合电场强度逐渐减小，直至合电场强度为零，自由电荷的定向移动停止。

(2)静电平衡的条件：导体内部的合电场强度为零，即E_合＝0。

2.静电平衡状态的特点

(1)导体内部某处感应电荷产生的电场强度E′与周围原电场的电场强度E大小相等，方向相反，两者相互抵消，导体内部处处合电场强度E_合为零，但导体表面的电场强度不为零。

(2)电场线与导体表面垂直。

(3)净剩电荷都分布在导体的外表面，导体内部没有净电荷。

(4)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，远同近异，如图甲所示。

(5)净剩电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示。

【例1】 如图所示，较厚的空腔导体中有一个正电荷，图中a、b、c、d各点的电场强度大小顺序为(　　)

A.a＞b＞c＞d           B.a＞c＞d＞b

C.a＞c＝d＞b           D.a＜b＜c＝d

【答案】　B

【解析】　当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图：

由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线更疏，b处电场强度为零，则E_a＞E_c＞E_d＞E_b，故B正确，A、C、D错误。

【针对训练1】 矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中，静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是(　　)

【答案】　A

【解析】　导体处于静电平衡状态时，导体内部场强处处为0，感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场场强大小相等，方向相反，故A正确，B、C、D错误。

自主探究（二)　静电屏蔽

■情境导入

在如图所示的实验中，验电器的金属箔片能张开吗？为什么？

答案　A中不会张开，金属网可以屏蔽外电场；

B中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响；

C中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响。

■归纳拓展

静电屏蔽的两种情况

【例2】 如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放有一个金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，则(　　)

A.a、b两点的电场强度都为零

B.a点的电场强度为零，b点的电场强度不为零

C.a点的电场强度不为零，b点的电场强度为零

D.a、b两点的电场强度都不为零

【答案】　A

【解析】　处于静电平衡状态的导体，其内部场强为零，即E_a＝0；由于静电屏蔽，球内空腔的场强也为零，则E_b＝0，选项A正确。

【针对训练2】 如图所示，A是带正电的物体，B是金属网，C是原来不带电的金箔验电器，能使验电器的金箔张开的是(　　)

【答案】　C

【解析】　图A、B中，由于金属网的屏蔽作用，带电体A对验电器无作用，故A、B错误；图C中，受带电体A作用，金属网内外分别带等量异种感应电荷，在验电器处有电场，即能使验电器的金箔张开，故C正确；图D中由于金属网接地，网罩外无电场，无法使验电器的金箔张开，故D错误。

自主探究（三）　尖端放电　静电吸附

【例3】 在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来。这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是(　　)

【答案】　A

【解析】　人的手指带负电，则由于静电感应，门把手中离手指较近的一端感应出正电，离手指较远的一端感应出负电，则图A是正确的。

【针对训练3】如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极(接地)。下列说法正确的是(　　)

A.通过过滤网后空气中的尘埃带正电

B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大

C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上

D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功

【答案】　B

【解析】　尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A错误；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以 c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误。

1.(静电平衡)如图所示，一个带负电的金属球放在绝缘的支架上，处于静电平衡状态，金属球内部的场强大小为E₁，若减少金属球的带电荷量，再次处于静电平衡状态后，金属球内部的场强大小为E₂，则(　　)

A.E₂＜E₁              B.E₂＞E₁

C.E₂＝E₁             D.无法确定

【答案】　C

【解析】　处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零，选项C正确。

2.(尖端放电)下列说法错误的是(　　)

A.高大建筑上的避雷针是利用尖端放电的原理

B.路上行驶的油罐车后方有一条拖地的铁链，作用是向外界散热

C.在高压环境下工作的电工都要穿静电防护服，是利用了静电屏蔽的原理

D.站在一根高压电线上的鸟不会触电，是因为两脚间电压太小，流过鸟身体的电流几乎为零

【答案】　B

【解析】　高大建筑上的避雷针就是利用尖端放电的原理，中和建筑物上的电荷，A正确；油罐车后方拖地的铁链是为了释放行驶过程中积累的电荷，不是向外界散热，B错误；在高压环境下工作的电工所穿的静电防护服，是利用了静电屏蔽的原理，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，C正确；鸟落在单根导线上，因为两脚间距离很小，鸟两脚间的电压几乎为0，几乎没有电流流过身体，所以鸟是安全的，D正确。

3.(静电屏蔽)金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，下列四幅图中金属壳不能起到屏蔽图中电荷产生电场作用的是(　　)

【答案】　C

【解析】　A图中，由于金属壳发生静电感应，内部电场强度为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，选项A不符合题意；B图中，金属壳同大地连为一体，外壳起到屏蔽外电场的作用，选项B不符合题意；C图中电荷会引起金属壳内、外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳起不到屏蔽作用，选项C符合题意；D图中，将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起到屏蔽内电场的作用，选项D不符合题意。

4.(静电吸附)如图，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.电场方向由放电极指向集尘极

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】　D

【解析】　集尘极接电源的正极，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；由于集尘极与电池的正极连接，电场方向由集尘极指向放电极，B错误；负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反，C错误；根据F＝qE可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确。