靜電的利用與防護(hù)-2021-2022學(xué)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(hù)考點(diǎn)精講考點(diǎn)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?xí)r，一個(gè)物體失去一些電子而帶正電，電子轉(zhuǎn)移到另一物體上使其帶負(fù)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?！纠?】陰極射線管電視機(jī)的玻璃熒光屏表面經(jīng)常有許多灰塵，這主要是因?yàn)?)A．灰塵的自然堆積B．電視機(jī)工作時(shí)，屏表面溫度較高而吸附C．灰塵玻璃有較強(qiáng)的吸附灰塵的能力D．電視機(jī)工作時(shí)，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(cuò)誤；電視機(jī)工作時(shí)，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(cuò)誤；灰塵玻璃有較強(qiáng)的吸附灰塵的能力，故C錯(cuò)誤；陰極射線管電視機(jī)的工作原理：陰極射線管發(fā)射的電子打在電視機(jī)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?xùn)練】1．人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵，這是因?yàn)?)A．人造纖維的導(dǎo)電性好，容易吸引灰塵B．人造纖維的導(dǎo)電性好，容易導(dǎo)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(yīng)而被吸引。而易帶電的原因是絕緣性好，不易導(dǎo)走靜電而使電荷積累，所以D正確。考點(diǎn)2：靜電的應(yīng)用目前靜電在各種產(chǎn)業(yè)和日常生活中有著重要的應(yīng)用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電分選、靜電復(fù)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(zhì)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(gòu)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(fù)極。3．原理：A、B之間產(chǎn)生強(qiáng)電場，距B越近，場強(qiáng)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(yùn)動(dòng)的過程中，使煙氣的煤粉帶負(fù)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(yīng)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。【例2】(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(qiáng)電場電離為電子和正離子，電子在向A極運(yùn)動(dòng)過程中被煙氣中的煤粉俘獲，使煤粉帶負(fù)電，最終被吸附到A極上，排出的煙就比較清潔了。有關(guān)靜電除塵的裝置，下列說法正確的是()A．金屬管A應(yīng)接高壓電源的正極，金屬絲B接負(fù)極B．金屬管A應(yīng)接高壓電源的負(fù)極，金屬絲B接正極C．C為煙氣的進(jìn)氣口，D為排氣口D．D為煙氣的進(jìn)氣口，C為排氣口【解析】AC靜電除塵的理解：強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，即A為負(fù)極，此過程中正電荷不易被粉塵吸附，故達(dá)不到除塵的目的；如果A極為正極，則電子由B向A運(yùn)動(dòng)，此過程中電子極易被粉塵吸附，使得粉塵向A極運(yùn)動(dòng)而達(dá)到除塵的目的，所以A項(xiàng)正確?！踞槍τ?xùn)練】2．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(guān)靜電除塵的原理，以下說法正確的是()A．A接高壓電源負(fù)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)的電場，該強(qiáng)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(qiáng)比靠近金屬管處的電場強(qiáng)度大?？键c(diǎn)3：靜電的防止1．靜電的危害(1)影響產(chǎn)品的質(zhì)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(zāi)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(dǎo)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(dǎo)電材料的抗靜電處理(在非導(dǎo)電材料中添加導(dǎo)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(shí)導(dǎo)入大地，從而避免靜電的積累。飛機(jī)的輪胎用導(dǎo)電橡膠制造，也是方便在著陸時(shí)把機(jī)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(dǎo)走()A．飛機(jī)輪子上的搭地線B．印染車間保持濕度C．復(fù)印圖片D．電工鉗柄裝有絕緣套【解析】ABA、B項(xiàng)是把靜電導(dǎo)走，C項(xiàng)是利用靜電，D項(xiàng)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?xùn)練】3．關(guān)于靜電的利用和防范，以下說法正確的是()A．印染廠應(yīng)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(jī)起落架的輪胎用絕緣橡膠制成，可防止靜電積聚D．手術(shù)室的醫(yī)生和護(hù)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(shí)將靜電導(dǎo)走，故A錯(cuò)誤；油罐車在運(yùn)動(dòng)的過程中，由于里面的油在晃動(dòng)，也會(huì)摩擦產(chǎn)生靜電，后面拖一條的鐵鏈就可以及時(shí)地把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸，故B正確；飛機(jī)上的著地輪裝有搭地線或用導(dǎo)電橡膠做輪胎，是為了及時(shí)地把飛機(jī)在飛行過程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過導(dǎo)體而轉(zhuǎn)移給大地，以免發(fā)生放電現(xiàn)象，保證飛機(jī)和乘客的安全，故C錯(cuò)誤；絕緣性能良好的化纖制品的衣服不能及時(shí)把靜電導(dǎo)入大地，容易造成手術(shù)事故，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)達(dá)標(biāo)1．人們在晚上脫衣服時(shí)，有時(shí)會(huì)看到火花四濺，并伴有“噼啪”聲，這是因?yàn)?)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(yùn)動(dòng)，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(huì)使衣服上帶有異種電荷。在脫衣服時(shí)正電荷和負(fù)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(guān)于雷電現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)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(jié)果C．雷聲是由于空氣在高溫下膨脹的結(jié)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(shí)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(dāng)?shù)臐穸菳．油罐車運(yùn)油時(shí)要安裝一條拖地的金屬鏈C．空氣靜電凈化器D．做靜電實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(jī)接有地線C．手機(jī)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(hào)的干擾；家用電器如洗衣機(jī)接有地線是通過地線及時(shí)導(dǎo)走靜電，保護(hù)人身安全；手機(jī)一般裝有一根天線是為了有效地接收信號(hào)。所以ABC都不是利用靜電的，故D選項(xiàng)正確。5．(多選)如圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵的目的。下列表述正確的是()A．到達(dá)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(fù)電，塵埃在電場力作用下向集塵極遷移，說明塵埃帶負(fù)電荷，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電場方向由集塵極指向放電極，B項(xiàng)正確；帶電塵埃帶負(fù)電，因此所受電場力方向與電場方向相反，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同一位置電場強(qiáng)度一定，由F＝qE可知，塵埃電荷量越多，所受電場力越大，D項(xiàng)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(fèi)燃料，而且嚴(yán)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(yīng)用靜電除塵技術(shù)C．將煙氣通過水來凈化D．把煙囪建高一點(diǎn)B從經(jīng)濟(jì)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(dòng)時(shí)產(chǎn)生靜電B．將人走動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的靜電及時(shí)導(dǎo)走C．增加地毯的強(qiáng)度和韌性D．對地毯起裝飾作用B人在地毯上走動(dòng)時(shí)，鞋底與地毯之間會(huì)產(chǎn)生靜電，會(huì)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(shí)將靜電導(dǎo)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(dǎo)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(yùn)油時(shí)要安裝一條拖地的金屬鏈C．在地毯中夾雜導(dǎo)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(dǎo)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(jī)噴灑的農(nóng)藥霧滴帶正電C．家用電器如洗衣機(jī)接有地線D．手機(jī)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(dǎo)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(jī)噴灑的農(nóng)藥霧滴帶正電，而葉子上都帶有負(fù)電，農(nóng)藥不會(huì)被風(fēng)吹走，B錯(cuò)誤；手機(jī)接有天線的目的是很好地接收信號(hào)，D錯(cuò)誤。10．如圖所示是模擬避雷針作用的實(shí)驗(yàn)裝置，金屬板M、N間有兩個(gè)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(qiáng)，越容易使空氣電離，從而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。A為尖頭，當(dāng)逐漸增加電壓時(shí)，先放電，故A正確，BCD錯(cuò)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(qiáng)電場后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對礦粉分離的過程，下列表述正確的有(