9.7 静电的利用与防范-2024-2025学年上海市高二物理必修三同步讲义（沪科版2020）

市八中学2024学年必修三学习手册 第九章 静电场 第七节 静电的利用与防范 课时聚焦 一、静电的利用 1．静电除尘：空气分子被__________为正离子和电子，使尘埃带__________电，在__________作用下，尘埃被吸附到__________极处。 2．静电喷雾：接高压负极的喷枪口喷出的涂料微粒带__________电，在__________作用下，这些微粒向着作为__________极的工件运动。 光学系统 原稿 静电潜像 光导 硒鼓 喷枪 涂料 负电压发生器 被涂物 地面 3．静电复印：使光导硒鼓带正电，在光敏导体膜层上形成静电__________，带_______电的显影墨粉被吸附到光敏导体表面，带_______电的复印纸与墨粉图像接触，将墨粉转移到复印纸上，最后经过定影器加热。 【例 1】 【2011年广东高考】如图，为静电除尘器的原理示意图，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，下列说法正确的是（ ）放电极 带电尘埃 集尘极 直流高压电源 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避雷针 感应电荷 电子移至地下 埋在地下的金属板 放电 带电的雷雨云层 二、静电的防范 1．良好接地。如油罐车尾的__________、加油机上的金属键盘、飞机使用________橡胶制作的轮胎。 2．工艺控制。如保持一定__________、掺加__________。 3．使用避雷针（接闪杆），原理是____________。 · 总之，静电利用是用电荷间的________，而静电防范是让产生的电荷及时_______________不产生积累。 【例 2】 （多选）关于静电的利用和防范的事例中，下列说法正确的是（ ） 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．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 D．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 同步精练 一、选择题 1． 下列实例中，属于利用静电的是（ ） A．常用的复印机复印文件 B．油罐车拖一条接触地面的铁链 C．建筑物顶上安装避雷针 D．印染厂的车间保持一定的湿度 2． 图中属于防范静电危害的是（ ）。 3． 下列措施中，属于静电防范的是（ ） A．静电喷漆 B．良好接地 C．静电除尘 D．保持空气干燥 4． 下列哪项措施不是为了防止静电的危害（ ） A．油罐车的后边有条铁链搭到地上 B．喷漆时让喷嘴喷出的油漆带电 C．汽车加油站的工作人员不能穿腈纶衣服 D．金属切削、打磨车间保持一定的空气湿度 5． 为防止仓库中的乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，工作人员要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地。这样做是为了（ ） A．应用静电 B．消除静电 C．除菌消毒 D．防止漏电 6． 如图，是用一种新型“静电”绝缘纤维布制成的口罩。熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米外的细微尘埃，这种静电的阻隔作用属于（ ） A．静电感应 B．摩擦起电 C．尖端放电 D．静电吸附 7． 加大防雷避雷知识的宣传，提高广大人民群众的防范意识，做好防雷工作，是保障人民群众安全的有效方法。假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是（ ） ① 不要在大树下避雷雨 ② 停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨 ③ 切勿站立于楼顶上或接近导电性高的物体 ④ 在空旷地带，最好关掉手机电源 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 8． 静电喷漆是利用静电吸附现象实现的，其喷涂原理如图，则下列说法正确的是（ ） A．涂料微粒向工件运动时不受电场力 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可能带正电，也可能带负电 9． 如图，为某静电除尘装置的示意图，A、B、C 三点的连线与集尘板垂直，且AB = BC，烟尘微粒只在电场力作用下最终被吸附在集尘板上，下列说法正确的是（ ） A．烟尘微粒一定带正电 B．B、A 两点间比 C、B 两点间的电势差大 C．同一烟尘微粒在 C 点电势能大于在 B 点电势能 D．同一烟尘微粒在 C 点加速度大于在 A 点加速度 二、填空题 10． 静电复印机的基本工作原理是：先使硒鼓带正电，并利用光学方法将原稿上的字迹成像在硒鼓上，留下带_______电的静电潜像，再靠静电的吸引力吸附带______电的墨粉。然后用带______电的白纸与硒鼓接触，吸引硒鼓上的墨粉，最后加热使墨粉熔化留在纸上。 11． 如图（a）所示是家用燃气灶的电子点火器，电子点火器的放电电极针尖形，在其周围形成强电场而导致_____________，使在点火器电源（电池）电压不高的情况下也容易点火；如图（b）所示是实验室中的验电器，它的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状，做成球形以容纳更多电荷，防止出现___________现象，使静电计在电压较高时也不会放电（漏电）。（a） （b） 12． 一种静电除尘器，由两块相距 1 cm 的平行金属板 A、B 组成，两板间接上 9×103 V的电压时，在两板之间产生一个很强的电场。如果有一个尘埃，其质量为 1.0×10−5 kg，电荷量为 4.8×10−9 C，则尘埃所受到的电场力大小为_____________N，远大于其重力，因此尘埃所受重力对除尘的影响可忽略不计。 13． 为了消除和利用烟气中煤粉，可采用如图的箭电除尘装置，它由金属管 A 和悬在管中的金属丝 B 组成，A 接到高压电源正极，B 接到高压电源负极，且 A 要接地，。A、B 间有很强的电场，且距 B 越近电场___________（选填“越强”或“越弱”）。 三、综合题 静电现象在生活中十分常见，比如摩擦过的梳子可以吸引细小水流，冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音，并伴有“小火星”。人们可以利用静电，也要防范静电带来的危害。 1．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，和橡胶棒摩擦过的毛皮也带正电。如果将均不带电的毛皮与玻璃棒摩擦，它们________（选填“能”或“不能”）各自带电。 2．不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是（ ） A B C D 3．18 世纪中叶以前，研究带电体之间的静电力遇到三大困难：一是带电体上的电荷分布、带电体之间的距离难以确定，解决办法是建立________模型；二是静电力非常小，难以测量，库仑采用________装置解决了这一难题；三是电荷量大小的量度，库仑利用电荷在两个相同金属球之间________（选填“等量”或“不等量”）分配的原理实现了电荷量的成倍变化，最终得到静电力作用规律。 4．如图所示为某种静电喷涂装置的原理图，接上高压电源后，装置的两极间产生强电场，虚线表示电场的等差等势面，实线表示该电场的部分电场线。 （1）（作图）请根据图中信息标出电场线方向； （2）根据图中信息，电荷量为 q 的正电荷在 a 点受到的电场力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）在 b 点受到的电场力；若 a、b 两点的电势分别为 φa、φb，则将电荷量为 q 的正电荷由 a 移动到 b 的过程中，电场力做的功为________（用已知物理量字母表示）。 5．【多选】加油站的静电安全工作非常重要，属于防范静电危害的举措有（ ） A．加油前人要触摸一下静电释放器 B．在加油站禁止穿脱化纤服装 C．油罐车应装有拖地的铁链 D．定期检查电路以防止线路老化 2 2 学科网（北京）股份有限公司 $$市八中学2024学年必修三学习手册 第九章 静电场 第七节 静电的利用与防范 课时聚焦 一、静电的利用 Comment by fj: 1．电离，负，静电力，正 2．负，静电力，正 3．静电潜像，负，正 1．静电除尘：空气分子被__________为正离子和电子，使尘埃带__________电，在__________作用下，尘埃被吸附到__________极处。 2．静电喷雾：接高压负极的喷枪口喷出的涂料微粒带__________电，在__________作用下，这些微粒向着作为__________极的工件运动。 光学系统 原稿 静电潜像 光导 硒鼓 喷枪 涂料 负电压发生器 被涂物 地面 3．静电复印：使光导硒鼓带正电，在光敏导体膜层上形成静电__________，带_______电的显影墨粉被吸附到光敏导体表面，带_______电的复印纸与墨粉图像接触，将墨粉转移到复印纸上，最后经过定影器加热。 【例 1】 【2011年广东高考】如图，为静电除尘器的原理示意图，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，下列说法正确的是（ ）放电极 带电尘埃 集尘极 直流高压电源 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避雷针 感应电荷 电子移至地下 埋在地下的金属板 放电 带电的雷雨云层 二、静电的防范 Comment by fj: （1）拖地链，导电 （2）湿度，抗静电剂 （3）尖端放电 1．良好接地。如油罐车尾的__________、加油机上的金属键盘、飞机使用________橡胶制作的轮胎。 2．工艺控制。如保持一定__________、掺加__________。 3．使用避雷针（接闪杆），原理是____________。 · 总之，静电利用是用电荷间的________，而静电防范是让产生的电荷及时_______________不产生积累。 Comment by fj: 相互作用，转移出去 【例 2】 （多选）关于静电的利用和防范的事例中，下列说法正确的是（ ） Comment by fanjing: ABD 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．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 D．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 同步精练 一、选择题 1． 下列实例中，属于利用静电的是（ ） Comment by fanjing: A A．常用的复印机复印文件 B．油罐车拖一条接触地面的铁链 C．建筑物顶上安装避雷针 D．印染厂的车间保持一定的湿度 2． 图中属于防范静电危害的是（ ）。 Comment by fj: D 2021版沪科版练习册9.7.1 3． 下列措施中，属于静电防范的是（ ） Comment by fanjing: B A．静电喷漆 B．良好接地 C．静电除尘 D．保持空气干燥 4． 下列哪项措施不是为了防止静电的危害（ ） Comment by fanjing: B A．油罐车的后边有条铁链搭到地上 B．喷漆时让喷嘴喷出的油漆带电 C．汽车加油站的工作人员不能穿腈纶衣服 D．金属切削、打磨车间保持一定的空气湿度 5． 为防止仓库中的乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，工作人员要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地。这样做是为了（ ） Comment by fanjing: B A．应用静电 B．消除静电 C．除菌消毒 D．防止漏电 6． 如图，是用一种新型“静电”绝缘纤维布制成的口罩。熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米外的细微尘埃，这种静电的阻隔作用属于（ ） Comment by fanjing: D A．静电感应 B．摩擦起电 C．尖端放电 D．静电吸附 7． 加大防雷避雷知识的宣传，提高广大人民群众的防范意识，做好防雷工作，是保障人民群众安全的有效方法。假如在户外我们遭遇雷电，下列防雷措施可行的是（ ） Comment by fanjing: D ① 不要在大树下避雷雨 ② 停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨 ③ 切勿站立于楼顶上或接近导电性高的物体 ④ 在空旷地带，最好关掉手机电源 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 8． 静电喷漆是利用静电吸附现象实现的，其喷涂原理如图，则下列说法正确的是（ ） Comment by fanjing: C A．涂料微粒向工件运动时不受电场力 B．涂料微粒一定带正电 C．涂料微粒一定带负电 D．涂料微粒可能带正电，也可能带负电 9． 如图，为某静电除尘装置的示意图，A、B、C 三点的连线与集尘板垂直，且AB = BC，烟尘微粒只在电场力作用下最终被吸附在集尘板上，下列说法正确的是（ ） Comment by fanjing: B A．烟尘微粒一定带正电 B．B、A 两点间比 C、B 两点间的电势差大 C．同一烟尘微粒在 C 点电势能大于在 B 点电势能 D．同一烟尘微粒在 C 点加速度大于在 A 点加速度 二、填空题 10． 静电复印机的基本工作原理是：先使硒鼓带正电，并利用光学方法将原稿上的字迹成像在硒鼓上，留下带_______电的静电潜像，再靠静电的吸引力吸附带______电的墨粉。然后用带______电的白纸与硒鼓接触，吸引硒鼓上的墨粉，最后加热使墨粉熔化留在纸上。 Comment by fj: 正，负，正 2021版沪科版练习册9.7.2 11． 如图（a）所示是家用燃气灶的电子点火器，电子点火器的放电电极针尖形，在其周围形成强电场而导致_____________，使在点火器电源（电池）电压不高的情况下也容易点火；如图（b）所示是实验室中的验电器，它的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状，做成球形以容纳更多电荷，防止出现___________现象，使静电计在电压较高时也不会放电（漏电）。 Comment by fj: 尖端放电，尖端放电 课本习题改编（a） （b） 12． 一种静电除尘器，由两块相距 1 cm 的平行金属板 A、B 组成，两板间接上 9×103 V的电压时，在两板之间产生一个很强的电场。如果有一个尘埃，其质量为 1.0×10−5 kg，电荷量为 4.8×10−9 C，则尘埃所受到的电场力大小为_____________N，远大于其重力，因此尘埃所受重力对除尘的影响可忽略不计。 13． 为了消除和利用烟气中煤粉，可采用如图的箭电除尘装置，它由金属管 A 和悬在管中的金属丝 B 组成，A 接到高压电源正极，B 接到高压电源负极，且 A 要接地，。A、B 间有很强的电场，且距 B 越近电场___________（选填“越强”或“越弱”）。 Comment by fanjing: 越强 三、综合题 静电现象在生活中十分常见，比如摩擦过的梳子可以吸引细小水流，冬天脱毛衣的时候常会听到“噼噼啪啪”的声音，并伴有“小火星”。人们可以利用静电，也要防范静电带来的危害。 Comment by jing fan: 1．能 2．D 3．点电荷，扭秤，等量 4．（1）如图 （2）大于，q(φa − φb) 5．ABC 2023学年浦东高二上期末1 1．用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，和橡胶棒摩擦过的毛皮也带正电。如果将均不带电的毛皮与玻璃棒摩擦，它们________（选填“能”或“不能”）各自带电。 2．不能用“同种电荷相互排斥”来解释的现象是（ ） A B C D 3．18 世纪中叶以前，研究带电体之间的静电力遇到三大困难：一是带电体上的电荷分布、带电体之间的距离难以确定，解决办法是建立________模型；二是静电力非常小，难以测量，库仑采用________装置解决了这一难题；三是电荷量大小的量度，库仑利用电荷在两个相同金属球之间________（选填“等量”或“不等量”）分配的原理实现了电荷量的成倍变化，最终得到静电力作用规律。 4．如图所示为某种静电喷涂装置的原理图，接上高压电源后，装置的两极间产生强电场，虚线表示电场的等差等势面，实线表示该电场的部分电场线。 （1）（作图）请根据图中信息标出电场线方向； （2）根据图中信息，电荷量为 q 的正电荷在 a 点受到的电场力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）在 b 点受到的电场力；若 a、b 两点的电势分别为 φa、φb，则将电荷量为 q 的正电荷由 a 移动到 b 的过程中，电场力做的功为________（用已知物理量字母表示）。 5．【多选】加油站的静电安全工作非常重要，属于防范静电危害的举措有（ ） A．加油前人要触摸一下静电释放器 B．在加油站禁止穿脱化纤服装 C．油罐车应装有拖地的铁链 D．定期检查电路以防止线路老化 2 2 学科网（北京）股份有限公司 $$