第一章 7 静电的利用和防护-（配套课件）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（教科版）

DIYIZHANG 第一章 7　静电的利用和防护 1.了解静电的产生及特点。 2.了解静电在生产、生活中的利用。 3.了解静电的危害及防治静电危害的方法。 学习目标 2 一、静电和静电的利用 二、静电的危害与防治 课时对点练 内容索引 3 一 静电和静电的利用 4 1.静电 (1)物体带电后，其周围会产生电场，电场中电势不同的两点间存在 。电压高到一定程度，就会击穿周围的空气而发生 。 (2)带电体的 越好，电荷越容易积累，产生的电压就会越 。 2.静电的利用 (1)静电喷漆 设法使雾化的油漆液滴或固体涂料的细小颗粒飞离喷嘴时带上 电荷，在 作用下飞向作为 的工件，由于同种电荷的排斥作用，就能够比较均匀地沉积于工件表面。 电压 火花放电 绝缘性能 高 同种 电场力 电极 (2)静电除尘：烟尘中带有负电的颗粒在 的作用下吸附到桶壁上，在 的作用下落入漏斗中，达到除尘的目的。 (3)激光打印：硒鼓转动时带上负电，被光照射的部分硒变成 ，电荷被导走，硒鼓上留下带负电的“静电潜像”经过墨盒时吸引不带电的墨粉，带 电的打印纸受到硒鼓的滚压后“吸走”墨粉形成图像。 (4)利用静电的其他应用： 、 、 等。 静电力 重力 半导体 正 静电屏蔽 静电复印 静电植绒 　(多选)静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是 A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场 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 例1 √ √ 工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被喷涂工件之间形成了强电场，由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电，故A、C正确。 (多选)(2023·四川遂宁中学高二阶段练习)很多以煤做燃料的电厂，每天排出的烟气带走大量的煤粉，如图甲所示，这不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，为了消除烟气中的煤粉，可利用静电除尘，如图乙，在P、Q两点加高电压时，金属管内空气电离。电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附在管壁上，排出的烟就清洁了。m、n为金属管内两点。下列说法正确的是 A.Q接电源的正极 B.金属圆筒内越靠近Q极电势越高 C.在煤粉颗粒靠近筒壁过程中，电场力对 其做负功 D.某时刻分别处于m、n两点的两煤粉颗粒电势能Em>En √ 例2 √ 管内接高电压时，管内产生强电场， 它使空气电离而产生电子，电子在 电场力的作用下，向正极移动时， 碰到烟尘微粒使煤粉带负电，所以 Q应接高压电源的正极，P接负极，A正确； 根据上述分析可知，电场线由Q到P，沿电场线电势降低，由于P接电源负极，所以越靠近P电势会越小，越靠近Q极电势越高，B正确； 电场强度方向由Q指向P，煤粉颗粒 带负电，所受电场力方向由P指向Q， 可知在煤粉颗粒靠近筒壁过程中，电 场力做正功，电势能减小，C错误； 根据Ep＝qφ可知，电势能大小与电势φ、电荷量q有关，由于两煤粉颗粒带电荷量大小关系未知，所以m、n两点处的两煤粉颗粒电势能大小无法比较，D错误。 1.应用静电现象的基本原理一般是让带电微粒在电场力作用下奔向并吸附到异性电极或带电体。 2.强电场电离空气后，电子在电场力作用下向高电势运动，从而使微粒吸附电子而带负电。 总结提升 二 静电的危害与防治 12 1.危害 (1)雷雨云的雷鸣电闪。云层向地面的 ，有可能造成人畜伤亡、击毁树木房屋、造成停电事故、酿成飞行事故、引发森林大火、 无线电通信等。 (2)在存放易燃易爆品或产生粉尘、油雾较多的生产场所， 火花极易点燃这些易燃物质，引起 和火灾。 (3)静电放电可能引起电子设备的故障，造成电 干扰。静电放电还可能导致火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的运行。 (4)静电放电还可以击穿集成电路和精密的电子元件。 放电 干扰 静电 爆炸 磁 2.静电危害的防治 (1)要尽快 多余电荷，避免静电积累。 (2)调节空气的 。空气的湿度增大后，原来绝缘体的表面变得潮湿，从而成为导体，一些地方积累的电荷容易随时放出，无法进一步积累。潮湿的天气里不容易做好 实验，也是这个道理。 (3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风、消除 火花的引爆条件。 (4)给导体加一个 尖端，就能把积累的电荷由尖端放走，这称为 放电。 导走 湿度 静电 静电 金属 尖端 (多选)(2023·四川绵阳市南山中学高二期中)一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是 A.加油时可以通过整理衣服导走静电 B.通过与加油机接地的金属面板进行接触操作，会导走身上的静电 C.衣服上的静电产生方式属于接触起电 D.加油前可以先通过洗手以消除静电 例3 √ √ 加油时整理衣服，衣物与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误； 通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B正确； 衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故C错误； 加油前可以先洗手，手比较湿润，可以消除静电，故D正确。 　(多选)下列措施中，属于防治静电危害的是 A.运送汽油的油罐车后有一条拖在地面上的铁链 B.轿车顶部有一根露在外面的天线 C.印染车间总保持适当的湿度 D.铺在房间的地毯中夹杂着0.05 mm的不锈钢丝导电纤维 例4 √ √ √ 油罐车后拖在地面上的铁链，可将由于摩擦等原因产生的静电及时导入大地，避免电荷越积越多，产生剧烈的高压放电，使油罐车起火爆炸，故A项正确； 轿车顶部的天线是用来接收无线电信号的，如果不露在外面而置于车内，则天线处于金属外壳包围中，无法接收无线电信号或影响无线电信号的接收效果，故B项错误； 印染车间保持适当的湿度，可以将由于摩擦等原因产生的静电及时散失，避免影响印染质量，故C项正确； 地毯中夹杂导电纤维同样是为了及时导走由于摩擦等原因产生的静电，故D项正确。 三 课时对点练 1.下列措施中不是利用静电作业的是 A.静电复印 B.静电除尘 C.静电喷涂 D.高楼顶端安装避雷针 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 基础对点练 √ 复印机复印文件资料，就是利用静电使墨粉成像在硒鼓上，故A属于静电的利用； 静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，故B属于静电的利用； 喷枪喷出的油漆微粒带同种电荷，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带异种电荷，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，故C属于静电的利用； 在高楼顶端安装避雷针属于防止静电造成危害，D属于静电的防止，不属于静电的利用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.(2023·上海市嘉定区第二中学高二期中)如图是制作口罩的一种新颖的“静电”绝缘纤维布，熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的飞沫，这种静电的阻隔作用属于 A.静电喷涂 B.静电吸附 C.静电感应 D.尖端放电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 带电物体能吸引轻小物体，带有病毒的飞沫靠近口罩的熔喷层后，会被吸附在表面，无法通过，从而起到隔离病毒的作用，属于静电吸附，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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＝Eq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。 4.(多选)每到夏季，南方各省纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电，下列说法正确的是 A.不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头 B.不要接触天线、金属门窗和建筑物外墙，远离带电设备 C.使用带金属尖端的雨伞 D.在旷野，应远离树木和电线杆 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 雷雨天，通过电线(水)雷电容易被引入电器(水龙头)中，所以不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头，故A正确； 表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电，带金属尖端的雨伞，易引发尖端放电对人体造成伤害，故C错误； 远离天线、金属门窗、建筑物外墙和带电设备是为了避免因尖端放电带来的危害，故B正确； 由于潮湿的大树和电线杆是导电的，为了避免因尖端放电造成危害，应远离树木和电线杆，故D正确。 5.在一些较高的建筑物上安装避雷针，建筑物能够避免被雷击的原因是 A.避雷针与建筑物可以存储大量电荷 B.避雷针尖端产生的感应电荷向云层放电，中和了云层中的电荷 C.云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 D.以上说法都不对 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷与云层中的电荷中和，减少建筑物上感应电荷的积累，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，故选B。 6.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。先产生放电现象的是 A.A金属柱 B.B金属柱 C.A、B金属柱同时 D.可能是A金属柱，也可能是B金属柱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 由于导体尖端电荷比较密集，更容易产生放电现象，故选A。 7.如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是 A.云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷 B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端 C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近 的电场强度小 D.越靠近避雷针尖端，电势越小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确； 负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，B错误； 由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误； 越靠近避雷针尖端，电势越高，D错误。 8.关于静电的利用和防治，以下说法正确的是 A.印染厂应保持环境干燥，避免静电积累带来的潜在危害 B.油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸 C.飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚 D.手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药 燃烧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 能力综合练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 印染厂的车间，有大量静电产生，因此要保持潮湿，这样才能及时将静电导走，故A错误； 油罐车在运动的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条铁链就可以及时地把产生的静电导走，避免产生电火花引起爆炸，故B正确； 飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，故C错误； 绝缘性能良好的化纤制品的衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，故D错误。 9.(多选)如图，新风系统除尘由机械除尘和静电除尘两部分构成，其中静电除尘是通过电离空气后使空气中的粉尘微粒带电，从而被电极吸附的空气净化技术。如图虚线为一带电粉尘(不计重力)在静电除尘管道内的运动轨迹，实线为电场线(未标方向)，下列判定正确的是 A.带电粉尘带正电 B.带电粉尘在除尘管道内做匀变速曲线 运动 C.带电粉尘在a点的加速度小于在b点的 加速度 D.带电粉尘在a点的电势能大于在b点的电势能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 带电粉尘向正极板弯曲，说明带电粉 尘带负电，故A错误； 管道内的电场不是匀强电场，带电粉 尘在除尘管道内受变力作用，做变加 速曲线运动，故B错误； 电场线的疏密表示场强强弱，可知Ea<Eb带电粉尘在a点所受电场力小于在b点所受电场力，所以带电粉尘在a点的加速度小于在b点的加速度，故C正确； 带电粉尘从a点到b点电场力做正功，电势能减小，故D正确。 10.(2023·成都市高二阶段练习)静电复印是一种利用静电光敏半导体材料的感光特性形成影像的复印方法，复印过程大致可分为充电、曝光、显影、转印、分离、定影、清洁、消电8个基本步骤，部分步骤示意图如图所示。静电复印机的中心部件是一个可以旋转的接地的铝辊，表面镀着一层半导体硒，叫作感光鼓。半导体硒有特殊的光电性质。现通过电晕装置对感光鼓充电使其带正电，以下说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.曝光时，半导体硒有光照区域的电阻增大，无光照区域的电阻减小 B.显影时，色粉被感光鼓上带电区域吸附，因此色粉需带负电 C.色粉的带电通常是通过色粉与载体的摩擦获得，摩擦后色粉的带电极 性与载体的带电极性相同 D.转印时，若使色粉转移到复印纸上，则需使复印纸带负电 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 曝光时字迹阴影部分应带电才能吸附色粉，光照部分不带电，因此半导体光照部分电阻应该减小，阴影部分电阻增大，A错误； 感光鼓带正电，色粉若被吸附应带负电，B正确； 色粉的带电通常是通过色粉与载体的摩擦获得，摩擦起电的两个物体所带电性相反，C错误； 色粉带负电，若被吸附到复印纸上，纸张应带正电，D错误。 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