第2章 第三节 静电的利用与防护（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

静电的利用与防护 第 三 节 核心素养导学 物理观念 (1)知道静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒等。 (2)了解尖端放电及其应用。 (3)认识静电的危害和防止的方法。 科学探究 观察尖端放电的实验现象。 科学态度与责任 能对公众利用和防护静电的一些行为发表自己的观点,有进行科学普及的兴趣和责任感。 1 四层学习内容1落实必备知识 2 四层学习内容2强化关键能力 3 四层学习内容3·4浸润学科素养和核心价值 CONTENTS 目录 4 课时跟踪检测 四层学习内容1落实必备知识 一、静电喷涂 静电除尘 静电复印 静电植绒 1.静电喷涂:利用__________使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上________,并吸附于带_______的被涂物的涂装技术。 2.静电除尘:利用电荷相互作用的性质,把带有_________的粉尘从烟气中分离出来,再分类处理的过程。 静电作用 负电荷 正电荷 不同电性 3.静电复印:利用正、负电荷的吸引力进行__________的印刷方式。 4.静电植绒:利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质,通过使绒毛带上_______,令绒毛被吸引到_______的被植体表面上。 油墨转移 负电荷 带正电 二、尖端放电　防止静电危害 1.尖端放电 (1)定义:放电针附近形成的强电场使空气发生了电离,电离后的异种电荷与放电针尖端的电荷_____,相当于导体从尖端失去电荷的现象。 (2)应用:_________等。 中和 避雷针 2.防止静电危害:防止静电产生的措施:一是控制静电的产生,可以采用__________的设备材料;二是把___________尽快导走,最简单的方法就是用导线把设备接地,这样可以把______导入大地,避免静电积累。 起电较少 产生的电荷 电荷 1.在静电除尘、静电喷漆和静电复印等静电的应用实例中,其理论依据是什么? 提示:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引,利用静电力控制带电粒子的运动或分布。 2.为防止雷击对建筑物造成损坏,常在建筑物的顶端安装避雷针,那么,避雷针是如何避免建筑物遭雷击的? 提示:当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属针出现与云层相反的电荷,避雷针上的感应电荷在其附近产生强电场,使避雷针与带电云层间的空气电离,成为导体。带电云层与避雷针连通形成电路,而避雷针又是接地的,因此就可以把云层上的电荷导入大地,使其不对高层建筑构成威胁,保证建筑物的安全。 四层学习内容2强化关键能力 1.静电除尘的工作原理 (1)如图所示,接高压电源负极的金属丝悬挂于接电源正极的金属筒中,当电压达到一定值时,金属丝与筒之间会形成很强的电场,使空气电离,大部分烟雾颗粒或粉尘在吸附电离后的负电荷后,在电场力的作用下向金属筒运动,并粘于金属筒上。 (2)当尘埃积累到一定程度时,下落至灰尘收集器,而通过除尘后的净化空气从出口排出。 新知学习(一)　静电的利用 重点释解 2.静电喷漆的工作原理:将喷枪和待喷漆的工件分别接于高压直流电源的两极,从喷枪喷出的漆便带上了一种电荷,由于同种电荷相互排斥的作用,形成了大团的雾状漆。这些带电的细小漆珠在电场力的作用下非常准确地向带有另一种电荷的工件奔去,牢固地黏附在工件的表面,完成喷漆。 3.静电复印机的工作原理 (1)复印机内有一重要部件——硒鼓,它是金属制成的圆筒,其上镀着一层硒。预先充电,使硒鼓带正电,当光照射到硒鼓时,静电层才导电。 (2)如图所示,把准备复印的文件放在复印机玻璃板上,文件的影像会聚焦在硒鼓上。硒鼓上的正电荷因光的照射而被带走,没有光照射的地方则保留正电荷,在硒鼓上形成原文件影像的静电图样。 (3)将带负电的黑色着色粉撒在硒鼓上,色粉只吸附在带电区。当纸张压过带电圆筒时,着色粉可粘在纸上,加热后,纸上便留下永久的影像,最后被送出来。 [典例]　(多选)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 (　 ) 典例体验 A.通过过滤网后空气中的尘埃带负电 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 √ √ [解析]　尘埃经过过滤网后被正极吸引,所以尘埃带负电,故A正确;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.(多选)静电喷涂机原理如图所示。静电喷涂机接高压电源,工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动,微粒最后被吸附到工件表面上。关于静电喷涂机的涂料微粒,下列表述正确的有 (　 ) A.微粒带正电 B.微粒带负电 C.微粒可能带正电,也可能带负电 D.微粒受电场力作用 针对训练 √ √ 解析:涂料微粒在电场力的作用下运动至被喷涂工件表面上,被喷涂工件带正电,所以涂料微粒必带负电,A、C错误,B正确;微粒是在电场力的作用下运动到被喷涂工件的,D正确。 2.复印机的核心部件是有机光导体鼓,它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC是绝缘体,受到光照时变成导体)而制成的。如图所示,复印机的基本工作过程是:(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压,金属丝附近空气发生电离,使转动鼓体均匀带上正电荷;(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像,鼓上形成“静电潜像”;(3)鼓体转动经过墨粉盒,潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位;(4)鼓体继续转动经过复印纸,带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。以下说法正确的是 (　 ) A.步骤(1)中发生了静电感应现象 B.步骤(2)中发生了局部导电现象 C.步骤(3)中发生了静电平衡现象 D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象 √ 解析:在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极间加高电压,金属丝附近的空气发生电离,这是将空气电离的现象,故A错误;文件反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体,将电荷导走,有字的部分则仍是绝缘体,保留电荷,这是局部导电现象,B正确;鼓体转动经过墨粉盒,潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位,这是异种电荷相互吸引现象,C错误;鼓体继续转动经过复印纸,带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上,这是异种电荷相互吸引现象,D错误。 (选自鲁科版教材“物理聊吧”)请观察建筑物上的避雷针(如图),看它们是如何巧妙设计的,分析它们如何能安全引电避雷,它们的造型与建筑物是否协调,并与同学讨论交流。 新知学习(二)　尖端放电和静电危害的防止 任务驱动 提示:在建筑物的屋顶、屋角设置各种造型的动物,避雷针一端以动物头上的角须形式或巨兽的舌头向上探出的形式巧妙安装,另一端引入大地,从而起到避雷效果。 1.防止静电的危害应遵守的原则和采取的方法 重点释解 基本 原则 控制静电的产生,把产生的静电迅速引走以避免静电的积累。减少因摩擦而产生的静电 方法 接地放电、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等 2.静电的防止——放电 火花 放电 当电荷在物体上大量聚集时,在物体周围会产生电场,如果电场足够强,原来是绝缘体的空气被强电场击穿变为导体,这一现象称为空气的电离,强大的电流通过电离的空气时发声、发光、产生电火花并放出大量的热,这就是火花放电现象 接地 放电 用导线把带电体与大地连接起来,从而使带电体上的电荷导入大地。这是接地放电现象 1.如图所示,在火箭发射塔周围有钢铁制成的四座高塔,高塔的功能最有可能的是 (　 ) A.探测发射台周围风力的大小 B.发射与航天器联系的电磁波 C.预防雷电击中待发射的火箭 D.测量火箭发射过程的速度和加速度 针对训练 √ 解析:钢铁制成的高塔有避雷作用,高塔的功能是预防雷电击中待发射的火箭,故C正确。 2.(多选)一带负电绝缘金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上净电荷几乎不存在,这说明 (　 ) A.小球上原有的负电荷逐渐消失了 B.在此现象中,电荷不守恒 C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了 D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律 √ √ 解析:根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移,故A错误;此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵循电荷守恒定律,故B错误;金属小球上的负电荷减少是由于潮湿的空气将电子导走了,故C正确;该现象是潮湿的空气将电子导走了,是电子的转移引起的,仍遵守电荷守恒定律,故D正确。 3.关于静电的利用和防范,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,可防止麻醉剂或氧气爆炸 √ 解析: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,后面拖一条接地的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;飞机起落架的轮胎装有搭地线或用导电橡胶制成,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。 四层学习内容3·4浸润学科 素养和核心价值 ◉科学思维——静电除尘的原理分析 1.(选自鲁科版教材课后练习)(多选)静电除尘器除尘原理如图所示。尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向收尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是(　 ) 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 A.带电尘埃带正电荷 B.电场方向由收尘极指向电晕极 C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D.在同一位置,带电荷量越多的尘埃所受静电力越大 解析:由题图可知,电晕极为负极,收尘极为正极,带电尘埃必带负电荷,电场方向指向电晕极,带电尘埃受到的静电力方向与电场方向相反,A、C错误,B正确;在同一位置上,电场强度大小相同,带电荷量越多的尘埃所受静电力越大,故D正确。 √ √ ◉科学探究——避雷针为什么能避雷 2.(选自沪科版教材“实验探究”)用如图所示的感应圈,可以观察“实验室中的雷电现象”,帮助我们理解避雷针的避雷原理。将两枚放电针分别安装在感应圈的接线柱上,再将低压电源的8~10 V直流电接在感应圈上,闭合开关,适当调节感应圈上振动簧片的位置(有些感应圈会自动完成这一操作),就可以观察到火花放电的现象。 (1)请比较火花放电图景与雷电时看到的闪电图景。它们有哪些相似之处? 提示:都发出明亮的电弧并伴随着噼噼啪啪的声音。 (2)试用放电针放电的现象说明避雷针的原理。 提示:在放电针放电的现象中,一枚放电针相当于靠近地面的云层,积累了大量的电荷,另一枚放电针相当于与大地相连的避雷针,由于尖端放电,使原先积累的电荷发生电中和现象,这就是避雷针的原理。 ◉科学态度与责任——雷火炼殿 3.(选自人教版教材“科学漫步”)武当山位于湖北省西北部,其主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿,全部为铜铸鎏金。雷雨交加时,金殿的屋顶常会出现盆大的火球,来回滚动。雨过天晴时,大殿金光灿灿,像被重新炼洗过一般,这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。 武当山重峦叠嶂,气候多变,云层常带大量电荷。金殿屹立峰巅,是一个庞大的优良导体。当带电的积雨云移来时,云层与金殿顶部之间形成巨大的电压,使空气电离,产生电弧,也就是闪电。强大的电弧使周围空气剧烈膨胀而爆炸,看似火球,并伴有雷鸣。 金殿顶部,除海马等屋脊上的装饰外,很少有带尖的结构,不易放电,所以能使电压升得比较高,保证“炼殿”之需。如此,金殿五百年灿烂地屹立在天柱峰之巅。 近些年来因为金殿周围的一些建筑物常遭雷击,金殿也安装了避雷设施。此后。雷火炼殿的奇观消失了。没有水火的炼洗,金殿的色泽暗淡了许多。 1.在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块金属片,把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇,顿时塑料瓶清澈透明。停止摇动,又是烟雾缭绕。下列关于以上实验的说法正确的是 (　 ) 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 A.室内的空气湿度越大,实验效果越好 B.若锯条接电源负极,金属片接正极,则这些烟尘附着在金属片上面 C.起电机摇动前,需先让烟尘颗粒带上电荷才能做成功 D.起电机摇动时,塑料瓶内金属片边电场强度最大 √ 解析:加大空气湿度,由于潮湿的空气易于导电,则起电机产生的静电不容易在铁锯条和金属片上积累,则该实验不易成功,A错误;若锯条接电源负极,金属片接正极,则俘获电子的烟尘带负电,这些烟尘附着在金属片上面,B正确;锯条和金属片间的电场让空气电离,电离的电子让烟尘颗粒带电,故不需先让烟尘颗粒带上电荷,C错误;起电机摇动时,锯条聚集的电荷密度(单位面积的电荷量)大,因此锯条边的电场强度最大,D错误。 2.(多选)如图所示,市场上有一种仪器叫作“纺织物摩擦带电荷量测试仪”,用于测量防静电服面料所带电荷量。该仪器主要由旋转摩擦机和双层金属筒组成,双层金属筒内筒和外筒之间用绝缘橡胶垫隔离。测试时将面料放入旋转摩擦机中,摩擦起电后,再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触,与内筒相连的仪表就能测出面料所带电荷量。在外筒接地开关K闭合的情况下,下面说法正确的是 (　 ) A.内筒的内壁不带电　 B.内筒的外壁不带电 C.外筒的内壁不带电 D.外筒的外壁不带电 解析:测试时将面料放入旋转摩擦机中,摩擦起电后,再将带电面料放入双层金属筒的内筒并与内壁接触,这时电荷可以全部转移到内筒的外壁,所以内筒的内壁不带电,内筒的外壁带电并且带上全部电荷量,则A正确,B错误;内筒的外壁带电,由静电感应让外筒产生感应电荷,外筒的内壁带上不同于内筒外壁的异种电荷,但是由于在外筒接地,外筒外壁不是导体远端,则外筒的外壁不带电,C错误,D正确。 √ √ 3.为清除烟气中的煤粉灰尘,可采用如图所示的静电除尘装置,它是由金属管A和在管中轴线上由重锤悬挂一根金属丝B组成,A接到高压电源正极,B接到高压电源负极,AB间将形成很强的电场,空气中的气体分子被强电场电离成电子和正离子,则 (　 ) A.空气分子在A极附近更易被电离,灰尘颗粒更易带上正电 B.空气分子在A极附近更易被电离,灰尘颗粒更易带上负电 C.空气分子在B极附近更易被电离,灰尘颗粒更易带上正电 D.空气分子在B极附近更易被电离,灰尘颗粒更易带上负电 √ 解析:电极截面如图所示,由电场线可判断越靠近B场强越强,空气分子在B极附近更易被电离;粉尘吸附电子后带负电,因此向正极A运动,故煤粉将被吸附到A极上,故选D。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A级——学考达标 1.如图,油罐车有一条铁链拖在地上,这样做的目的是(　 ) A.发出声音,引起路人注意 B.减缓车速,保证行车安全 C.把热量导入大地,避免因过热引起爆炸 D.把静电导入大地,避免因放电引起爆炸 √ 6 7 8 9 10 11 12 解析:油罐车有一条铁链拖在地上,这样做的目的是把运输途中油与油罐摩擦产生的静电导入大地,避免因放电引起火灾。故选D。 1 2 3 4 5 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2.人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘,这是因为 (　 ) A.人造纤维的导电性好,容易吸引灰尘 B.人造纤维的导电性好,容易导走静电,留下灰尘 C.人造纤维的绝缘性好,不易除掉灰尘 D.人造纤维的绝缘性好,容易积累静电,吸引灰尘 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘是由于人造纤维易带电,使灰尘产生静电感应而被吸引。而易带电的原因是绝缘性好,不易导走静电而使电荷积累,所以D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 3.静电除尘器结构如图所示,由板状收集器A和线状电离器B组成,A、B间接有高压电源,使通过除尘器的尘埃带电。下列选项正确的是 (　 ) A.收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了正电 B.收集器A吸附大量尘埃的原因是尘埃带上了负电 C.收集器A和电离器B之间形成的是匀强电场 D.静电除尘过程是机械能向电场能转化的过程 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:AB间接高压电后,AB间产生很强的电场,气体分子被电离为电子和正离子,电子被粉尘吸附,粉尘带负电被接高压正极的收集器A吸附,故A错误,B正确;越靠近线状电离器B电场强度越大,收集器A和电离器B之间形成的是非匀强电场,故C错误;带负电的粉尘在电场力的作用下加速运动,电场力做正功,电势能减小,机械能增加,所以静电除尘过程是电场能向机械能转化的过程,故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 4.下列说法不正确的是 (　 ) A.避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和 B.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形 C.验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状,这是为了防止尖端放电 D.为了避免因尖端放电而损失电能,高压输电导线表面要尽量光滑 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:避雷针利用尖端放电的原理来避雷,必须做成针状,不能做成球形,带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,中和云层中的电荷,A正确,B错误;验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状,这是为了防止尖端放电,C正确;高压输电导线表面要尽量光滑,这样可以避免因尖端放电而损失电能,D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 5.电蚊拍利用电子电路让两电极间的直流电压可升高达上千伏特,且两电极间串联着一个电阻值很大的电阻。它酷似网球拍的外形,一般具有三层金属导线网,其中构成上、下拍面的两层较疏的金属网彼此相通,构成同一电极,处于电路的低电势;夹在中间的一层金属网则是电路中电势较高的另一电极。已知在标准大气压下,当电场超过30 kV/cm时,空气通常会被电离而放电。以下仅考虑两电极的间距为5 mm的金属网,且两电极间的电压不足以使空气电离的电蚊拍。依据上述信息,下列说法正确的是 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.电蚊拍中间夹层的金属网电势高达上千伏特,若人体碰触金属网,会因电击而产生严重伤害 B.闪电生成的基本原理与电蚊拍电离空气放电的原理是一样的 C.电蚊拍拍面上的电子由较高的原子能级跃迁回低能级时释放的能量可使空气电离 D.该电蚊拍两电极间的电压可升高至30 kV 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:电击对人类的危害是较长时间通过人体一个强电流,虽然电蚊拍中间夹层的金属网电势高达上千伏特,若人体碰触金属网,不会因电击而产生严重伤害。一方面是因为人体电阻大,另一方面是不会产生持续长时间的一个强电流,故A错误;闪电生成的基本原理与电蚊拍电离空气放电的原理是一样的,均属于两极间电压积累到一定程度,击穿空气,进行放电,与原子能级跃迁没有关系,故B正确、C错误;依题意,设该电蚊拍两电极间的电压可升高至Um,根据E=,代入数据可得Um=15 kV,故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 6.(多选)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 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 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.地磁场对避雷针的作用力方向向西 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析: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;根据左手定则可知,地磁场对避雷针的作用力方向向西,D正确。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 7.在流感易发季节,外出时佩戴口罩,以起到防护的作用。口罩中间的熔喷层是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布,它能阻隔几微米的病毒,这种静电的阻隔作用属于 (　 ) A.静电屏蔽　　　　　　 B.尖端放电 C.静电感应和静电屏蔽 D.静电感应和静电吸附 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:由题意知,口罩中间的熔喷层是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布,所以当几微米的病毒靠近时,由于静电感应而带电,从而被熔喷层吸附,无法透过,其工作原理是利用了静电感应和静电吸附,故选D。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 B级——选考进阶 8.如图为静电除尘器除尘原理的示意图,a、b是直流高压电源的两极,图示位置的P、M、N三点在同一直线上,且PM=MN。尘埃在电场中通过某种机制带上负电,在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列判断正确的是(　 ) A.a是直流高压电源的正极 B.电场中P点的场强小于M点的场强 C.电场中M点的电势低于N点的电势 D.电场中P、M间的电势差UPM等于M、N间的电势差UMN 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:带负电的尘埃向集尘极迁移,说明集尘极接直流高压电源的正极,a是直流高压电源的负极,选项A错误;因P点离放电极较近,P点的电场线比M点的电场线密,所以电场中P点的场强大于M点的场强,选项B错误;由于集尘极带正电,电势高,而沿着电场线方向电势逐渐降低,所以电场中M点的电势低于N点的电势,选项C正确;放电极与集尘极之间的电场是非匀强电场,故P、M间的电势差UPM不等于M、N间的电势差UMN,选项D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 9.关于静电的防止与利用,下列说法错误的是 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.图甲为静电喷漆的示意图,静电喷漆利用同种电荷相互排斥使油漆在静电斥力作用下喷涂得更均匀 B.乙图中,燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理 C.丙图为自助加油机都会有的除静电装置,人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 D.丁图为超高压带电作业,电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝,这样做的目的是电工被铜丝衣服所包裹,使衣服内电场强度为零 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:静电喷漆利用的是带负电的油漆微粒在静电力作用下向带正电的工件运动,并吸附在工件上,故A错误;点火器的放电电极做成钉尖形是为了利用尖端放电,使其在电压不高的情况下也容易点火,故B正确;人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,保证加油站的安全,故C正确;因为超高压输电线周围存在很强的电场,带电作业的工人直接进入这样的强电场会有生命危险,如果工人穿上包含金属丝的织物制成的工作服,这身工作服就像一个金属网罩,可以起到静电屏蔽的作用,使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来,工人就可以安全作业了,故D正确。本题选错误的,故选A。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 10.(2024·广州高二检测)(多选)如图甲所示为某品牌负离子空气净化器,其产生负离子的原理如图乙所示,针状电极M和弧形电极N之间加上直流高压,使其间的空气发生电离,产生的负离子通过鼓风装置排出。在MN连线上,下列说法正确的是 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.离M点越近,场强越大,电势越低 B.离M点越近,同一正离子的加速度越小 C.离M点越近,同一负离子的电势能越大 D.各点的电势都大于零 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:高压供电装置正极接地,针状电极接电源负极,而弧形电极接地,可知弧形电极N点的电势高于针状电极M点的电势,且离M点越近电势越低,而针状电极尖端处电荷的密集程度大,因此离M点越近,场强越大,故A正确;离M点越近,场强越大,由a==,可知,离M点越近,同一正离子的加速度越大,故B错误;带负电的粒子在电势越低的地方电势能越大,因此可知离M点越近,同一负离子的电势能越大,故C正确;因为弧形电极N接地,电势为零,而MN连线各点上的电势都小于N点的电势,因此MN连线上各点(不包括N点)的电势都小于零,故D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 11.(多选)图甲为静电式油烟净化器的原理图,油烟先经过滤网过滤,较小的颗粒进入收集筒内,筒中心和筒壁之间加上高电压(恒定)后,中心负极会均匀地发射与筒壁垂直的电子,颗粒(视为球体)以相同的速度平行筒心轴线进入筒内后吸收电子带上负电,在电场力作用下向筒壁偏移,最后附着到筒壁上。已知颗粒吸附的电子数与其表面积成正比,颗粒密度恒定,不计重力和其他影响,该电场可看成辐向电场(如图乙所示)。下列说法正确的是 (　 ) 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 A.油烟颗粒在收集筒内做匀变速运动 B.经过同一位置的油烟颗粒,半径越大加速度越小 C.离筒壁越远的油烟颗粒到达筒壁上的速度不一定越大 D.收集筒半径越大,油烟净化效果越好 2 3 4 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:收集筒内的电场呈辐射状,不是匀强电场,油烟颗粒在收集筒内做非匀变速运动,A错误;设油烟颗粒半径为R,单位面积的电量为q,由题意可知ρ·πR3a=q·4πR2·E,则a=,半径越大加速度越小,B正确;由动能定理得q·4πR2·U=·ρ·πR3,解得v=,离的越远U越大,颗粒半径R大小不同,可能减小,C正确;收集筒半径过大,油烟颗粒有可能打不到筒壁上,净化效果会变差,D错误。 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 12.富兰克林为研究雷电现象,设计了如图所示的装置,避雷针线路与接地线分开,并在分开处装上帽形的金属钟A与B,两钟之间以丝线悬挂一个金属小球C,A钟下方用细导线连接两个很轻的金属小球形成验电器D,避雷针上空附近的云不带电时,三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层接近避雷针顶端时,下列说法正确的是 (　 ) A.避雷针顶端带负电 B.接地线上有正电荷流入大地 C.验电器D上的两个金属小球带负电且间距增大 D.金属小球C会先摆向A,撞到A后被A吸住不再分开 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 解析:根据异种电荷相互吸引、同种电荷相互排斥,可知若带负电的云接近避雷针顶端时,避雷针顶端带正电,故A错误;由A选项分析可知,验电器D下端两小球始终带负电,所以两小球因相互排斥而间距增大,故C正确;小球C在验电器D下端的吸引下撞击A,然后和A带同种电荷——负电,然后相互排斥,和B接触,电子通过B下端接地线导入大地,然后C不带电,如此反复,故B、D错误。 2 3 4 $$