靜電的利用與防護-2021-2022學年高一物理精講精練（新粵教版必修第三冊）（解析版）

2.3靜電的利用與防護考點精講考點1：靜電的產(chǎn)生靜電的產(chǎn)生是由于不同的物體相互接觸或摩擦時，一個物體失去一些電子而帶正電，電子轉移到另一物體上使其帶負電。若在物體分離的過程中電荷難以中和，積累在物體上的電荷就形成了靜電。【例1】陰極射線管電視機的玻璃熒光屏表面經(jīng)常有許多灰塵，這主要是因為()A．灰塵的自然堆積B．電視機工作時，屏表面溫度較高而吸附C．灰塵玻璃有較強的吸附灰塵的能力D．電視機工作時，屏表面有靜電而吸附灰塵【解析】D灰塵的自然堆積，但不是主要原因，故A錯誤；電視機工作時，屏表面溫度較高而吸附，但不是主要原因，主要原因是靜電吸附灰塵，故B錯誤；灰塵玻璃有較強的吸附灰塵的能力，故C錯誤；陰極射線管電視機的工作原理：陰極射線管發(fā)射的電子打在電視機的玻璃熒光屏上，而顯示圖像。由于屏表面有靜電而吸附灰塵，故表面經(jīng)常有許多灰塵，故D正確?！踞槍τ柧殹?．人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵，這是因為()A．人造纖維的導電性好，容易吸引灰塵B．人造纖維的導電性好，容易導走靜電，留下灰塵C．人造纖維的絕緣性好，不易除掉灰塵D．人造纖維的絕緣性好，容易積累靜電，吸引灰塵【解析】D人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵是由于人造纖維易帶電，使灰塵產(chǎn)生靜電感應而被吸引。而易帶電的原因是絕緣性好，不易導走靜電而使電荷積累，所以D正確?？键c2：靜電的應用目前靜電在各種產(chǎn)業(yè)和日常生活中有著重要的應用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電分選、靜電復印、激光打印、噴墨打印等。所依據(jù)的基本原理幾乎都是讓帶電的物質微粒在電場力作用下奔向并吸附到電極上。鎖住黑煙原理：1．原理圖(如圖)。2．基本構造：金屬筒A和懸在管中的金屬絲B，A接高壓電源正極，B接高壓電源負極。3．原理：A、B之間產(chǎn)生強電場，距B越近，場強越大，B附近的空氣中的氣體分子被電離，成為電子和正離子。正離子被吸到B上，得到電子又成為分子；電子在向正極運動的過程中，使煙氣的煤粉帶負電，吸附到正極A上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。4．應用：靜電除塵可除去有害的微粒，也可以回收物資，如回收水泥粉塵?！纠?】(多選)如圖所示是靜電除塵的原理示意圖，A為金屬管，B為金屬絲，在A、B之間加上高電壓，使B附近的空氣分子被強電場電離為電子和正離子，電子在向A極運動過程中被煙氣中的煤粉俘獲，使煤粉帶負電，最終被吸附到A極上，排出的煙就比較清潔了。有關靜電除塵的裝置，下列說法正確的是()A．金屬管A應接高壓電源的正極，金屬絲B接負極B．金屬管A應接高壓電源的負極，金屬絲B接正極C．C為煙氣的進氣口，D為排氣口D．D為煙氣的進氣口，C為排氣口【解析】AC靜電除塵的理解：強電場把空氣電離成電子和帶正電的空氣分子，電子極小易被粉塵吸附，而空氣分子較大不易被粉塵吸附。由于電子易被粉塵吸附，在B處空氣被電離后，如果正電荷向A極運動，即A為負極，此過程中正電荷不易被粉塵吸附，故達不到除塵的目的；如果A極為正極，則電子由B向A運動，此過程中電子極易被粉塵吸附，使得粉塵向A極運動而達到除塵的目的，所以A項正確?！踞槍τ柧殹?．如圖所示為靜電除塵裝置示意圖，它由金屬管A和管中金屬絲B組成。有關靜電除塵的原理，以下說法正確的是()A．A接高壓電源負極，B接高壓電源正極B．煤粉等煙塵吸附電子后被吸在B上C．靠近B處電場強度大，B附近空氣被電離成陽離子和電子D．煤粉等煙塵在強大電場作用下電離成陰、陽離子，分別吸附在B和A上【解析】C在靜電除塵器中，通過除塵器中的金屬絲與金屬管間直流高壓，在金屬絲附近產(chǎn)生極強的電場，該強電場附近將空氣電離成正離子及電子，煤粉吸收電子后，在電場力的作用下被吸附到金屬管的內(nèi)壁上。根據(jù)金屬絲與金屬管間電場線的分布可分析出靠近金屬絲處場強比靠近金屬管處的電場強度大?？键c3：靜電的防止1．靜電的危害(1)影響產(chǎn)品的質量。(2)妨礙電子器件的正常工作甚至損壞某些部件。(3)由于火花放電而引起火災或爆炸。2．防止靜電危害的基本方法(1)把產(chǎn)生的靜電迅速導走，以避免靜電積累。(2)通過工藝控制減少因摩擦產(chǎn)生的靜電。(3)靜電接地，增加濕度，非導電材料的抗靜電處理(在非導電材料中添加導電材料，制成抗靜電材料)。3．油罐車上常拖有一根鐵鏈，它一端與油罐相連、一端拖在地上。在油罐車中因摩擦產(chǎn)生的靜電就通過這根鐵鏈及時導入大地，從而避免靜電的積累。飛機的輪胎用導電橡膠制造，也是方便在著陸時把機身的靜電引入大地?！纠?】(多選)下列措施中，哪些能將產(chǎn)生的靜電盡快導走()A．飛機輪子上的搭地線B．印染車間保持濕度C．復印圖片D．電工鉗柄裝有絕緣套【解析】ABA、B項是把靜電導走，C項是利用靜電，D項電工鉗柄上套有絕緣手套，是為了絕緣防止電工觸電?！踞槍τ柧殹?．關于靜電的利用和防范，以下說法正確的是()A．印染廠應保持環(huán)境干燥，避免靜電積累帶來的潛在危害B．油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸C．飛機起落架的輪胎用絕緣橡膠制成，可防止靜電積聚D．手術室的醫(yī)生和護士都要穿絕緣性能良好的化纖制品，可防止麻醉藥燃燒【解析】B印染廠的車間，有大量靜電產(chǎn)生，因此要保持潮濕，這樣才能及時將靜電導走，故A錯誤；油罐車在運動的過程中，由于里面的油在晃動，也會摩擦產(chǎn)生靜電，后面拖一條的鐵鏈就可以及時地把產(chǎn)生的靜電導走，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸，故B正確；飛機上的著地輪裝有搭地線或用導電橡膠做輪胎，是為了及時地把飛機在飛行過程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過導體而轉移給大地，以免發(fā)生放電現(xiàn)象，保證飛機和乘客的安全，故C錯誤；絕緣性能良好的化纖制品的衣服不能及時把靜電導入大地，容易造成手術事故，故D錯誤?？键c達標1．人們在晚上脫衣服時，有時會看到火花四濺，并伴有“噼啪”聲，這是因為()A．衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電B．人體本身是帶電體C．空氣帶電，在衣服上放電所致D．以上說法均不正確【解析】A若我們身穿含有化纖成分的衣服，且始終在運動，使衣服與衣服之間、衣服和皮膚之間不停地摩擦，在摩擦中會使衣服上帶有異種電荷。在脫衣服時正電荷和負電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，于是我們聽到“噼啪”的放電聲音，若是晚上還可以看見火花四濺的現(xiàn)象。2．(多選)關于雷電現(xiàn)象的認識正確的是()A．打雷閃電是天上的雷公電母在控制著B．閃電是由于高壓放電使空氣在高溫的情況下發(fā)光的結果C．雷聲是由于空氣在高溫下膨脹的結果D．先發(fā)生閃電后發(fā)出雷聲【解析】BC雷電是一種自然現(xiàn)象，是由于高壓放電，產(chǎn)生幾十萬安培的瞬間電流。電流生熱使空氣發(fā)光，使空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，是同時發(fā)生的，只是光的傳播速度比聲音快，所以我們是先看到閃電后聽到雷聲。3．下列哪些做法屬于靜電利用()A．印刷廠要保持適當?shù)臐穸菳．油罐車運油時要安裝一條拖地的金屬鏈C．空氣靜電凈化器D．做靜電實驗時，實驗室要通氣，以避免空氣中有過多的二氧化碳、水蒸氣或各種離子【解析】C靜電防止的措施是多樣的?？梢钥刂旗o電不產(chǎn)生或少產(chǎn)生，若不可回避地產(chǎn)生了靜電還可以采取導電的方式防止靜電集聚。4．下列哪些措施是利用了靜電()A．精密儀器外包有一層金屬外殼B．家用電器如洗衣機接有地線C．手機一般裝有一根天線D．以上都不是【解析】D精密儀器外包有一層金屬外殼是防止外界靜電或其他電信號的干擾；家用電器如洗衣機接有地線是通過地線及時導走靜電，保護人身安全；手機一般裝有一根天線是為了有效地接收信號。所以ABC都不是利用靜電的，故D選項正確。5．(多選)如圖為靜電除塵器除塵機理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達到除塵的目的。下列表述正確的是()A．到達集塵極的塵埃帶正電荷B．電場方向由集塵極指向放電極C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D．同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大【解析】BD集塵極與電源的正極相連帶正電，放電極帶負電，塵埃在電場力作用下向集塵極遷移，說明塵埃帶負電荷，A項錯誤；電場方向由集塵極指向放電極，B項正確；帶電塵埃帶負電，因此所受電場力方向與電場方向相反，C項錯誤；同一位置電場強度一定，由F＝qE可知，塵埃電荷量越多，所受電場力越大，D項正確。6．以煤做燃料的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉如圖所示，這不僅浪費燃料，而且嚴重地污染環(huán)境，為了消除煙氣中的煤粉，下列方法最好的是()黑煙污染環(huán)境A．通過活性炭吸收B．應用靜電除塵技術C．將煙氣通過水來凈化D．把煙囪建高一點B從經(jīng)濟方便的角度考慮，最好的是用靜電除塵。7．地毯中加入少量的金屬纖維是為了()A．避免人走動時產(chǎn)生靜電B．將人走動時產(chǎn)生的靜電及時導走C．增加地毯的強度和韌性D．對地毯起裝飾作用B人在地毯上走動時，鞋底與地毯之間會產(chǎn)生靜電，會對生活帶來不便和危害，阻止靜電的產(chǎn)生是不可能的，但可以采取措施及時將靜電導走。在地毯中加入少量金屬纖維就是為了將產(chǎn)生的靜電荷導向地面，故B正確。8．(多選)下列哪些做法屬于防止靜電危害的措施()A．制藥車間要盡量保持干燥B．油罐車運油時要安裝一條拖地的金屬鏈C．在地毯中夾雜導電纖維D．寒冷的冬天多穿兩件毛衣【解析】BC靜電防止的措施是多樣的，可以控制靜電不產(chǎn)生或少產(chǎn)生，若不可避免地產(chǎn)生了靜電，還可以采取導電的方式防止靜電積聚。D是為保暖。9．(多選)下列哪些措施是為了防止靜電的危害()A．油罐車的后邊有條鐵鏈搭到地上B．農(nóng)藥噴灑飛機噴灑的農(nóng)藥霧滴帶正電C．家用電器如洗衣機接有地線D．手機一般都裝有天線【解析】AC油罐車的后邊有條鐵鏈搭到地上，目的是把油罐車產(chǎn)生的靜電荷導到地下，保證油罐車的安全，家用電器也一樣，AC對；農(nóng)藥噴灑飛機噴灑的農(nóng)藥霧滴帶正電，而葉子上都帶有負電，農(nóng)藥不會被風吹走，B錯誤；手機接有天線的目的是很好地接收信號，D錯誤。10．如圖所示是模擬避雷針作用的實驗裝置，金屬板M、N間有兩個等高的金屬體A、B，A為尖頭、B為圓頭。將金屬板M、N接在高壓電源上，逐漸升高電源電壓，首先觀察到()A．A放電 B．B放電C．A、B一起放電 D．A、B之間放電【解析】A越尖的物體電荷的面密度越大，其附近的電場越強，越容易使空氣電離，從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。A為尖頭，當逐漸增加電壓時，先放電，故A正確，BCD錯誤。11．(多選)圖是某種靜電礦料分選器的原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強電場后，分落在收集板中央的兩側，對礦粉分離的過程，下列表述正確的有(