内容正文:
7 静电的利用和防护
基础过关练
题组一 静电和静电的利用
1.(2024四川雅安零诊考试)静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷,并吸附于被涂物的涂装技术,静电喷涂机的结构如图所示,电场线的方向由工件指向喷口,工件接地并规定大地的电势为零,下列说法正确的是( )
A.雾化涂料微粒正电,工件带负电
B.静电喷涂机喷口处的电势大于零
C.工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度
D.工件与喷口之间的电场线与真空中等量同种点电荷之间的电场线类似
2.(多选题)(2025湖北襄阳五中月考)很多以煤做燃料的电厂、电站每天排出的烟中会带走大量的煤粉,如图甲所示,这不但浪费燃料,而且污染环境。为了消除烟中的煤粉,可利用静电除尘,如图乙,m、n为金属管内两点。在P、Q两点间接高压电源时,金属管内的空气被电离,电离出来的电子,使烟中的煤粉带负电,在静电力的作用下,煤粉被吸附到管壁上,排出的烟就清洁了。下列说法正确的是( )
A.Q接电源的负极
B.电场强度Em>En
C.金属圆筒内越靠近Q点电势越高
D.带负电的煤粉在向管壁运动的过程中,其运动轨迹为抛物线
3.(多选题)(2025广东茂名月考)如图所示为静电植绒的装置简图,将表面涂有黏合剂的被植体放在金属板上,打开电源开关后,在金属网与金属板间会产生3 kV的高压,放在金属网上的绒毛将垂直地粘在被植体上。若保持金属网和金属板间的距离为2 cm,忽略边缘效应,将网与板间的电场视为匀强电场,则下列说法正确的是( )
A.金属网和金属板间的场强大小为1.5×105 V/m
B.绒毛在飞往被植体的过程中电势能不断增大
C.若增大金属网和金属板间的距离,则网和板之间的电势差也增大
D.在干燥的环境中进行植绒效果会更好
4.(2024四川成都成外学校月考)某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成,其横截面上的电场线分布如图所示,A、B、M、N四点到P距离相等,则( )
A.A、B两点电势相等
B.M、N两点电场强度相同
C.带负电的粉尘从B点运动到C点,电势能增大
D.带电荷量均为-q的粉尘分别由P运动到A、B两点时,电场力所做的功:WPA>WPB
题组二 静电的危害和防治
5.(2024广东珠海实验中学、河源高中、中山实验中学三校联考)小黄在暑假旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针,如图所示。这些细针的功能最有可能的是( )
A.扰乱空气流
B.发射与地面飞机场联系的电磁波
C.预防雷电击中高空飞行的飞机
D.释放飞机高速飞行与空气摩擦时产生的静电
6.(2024四川成都棠湖中学月考)人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电,带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引,对电脑机房、电子厂房等单位造成一定的影响。防静电地板又叫耗散静电地板,当它接地时,能够使电荷耗散。在施工时,地板下面要铺设铝箔,铝箔要连接到地下预埋导体。下列关于防静电地板的说法,正确的是( )
A.地板下面铺设铝箔的作用是防潮
B.地板必须是绝缘体材料
C.地板必须是导电的,如地板中含有导电纤维
D.只要地板下面铺设铝箔,地板材料是绝缘的或导电的均可
7.(2025四川成都七中月考)关于甲、乙、丙、丁四图,说法正确的是( )
A.图甲为静电除尘装置的示意图,带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
B.图乙,给汽车加油前要触摸一下静电释放器,其目的是导走加油枪上的静电
C.图丙中摇动起电机,烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明,其工作原理为静电吸附
D.图丁,燃气灶中安装的电子点火器,应用了静电屏蔽原理
8.(2024四川遂宁蓬溪中学月考)产生闪电的积雨云底层带负电,为避免闪电造成的损害,高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线,相邻两等势线间的电势差相等。图中a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb,a、b两点的电势分别为φa、φb,则( )
A.Ea>Eb
B.φa>φb
C.避雷针的顶端带正电
D.一带负电的雨滴从a下落至b,电场力做负功
答案与分层梯度式解析
7 静电的利用和防护
基础过关练
1.C
2.BC
3.AD
4.D
5.D
6.C
7.C
8.C
1.C 电场线的方向由工件指向喷口,则工件带正电,由于雾化涂料微粒在高压电场作用下向工件运动,则微粒所受电场力方向与电场强度方向相反,微粒带负电,故A错误;电场线的方向由工件指向喷口,沿电场线方向电势降低,工件接地电势为零,故静电喷涂机喷口处的电势小于零,故B错误;电场线分布的疏密程度表示电场强弱,工件表面处的电场线分布比喷口处的电场线分布稀疏,则工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度,故C正确;等量同种点电荷的电场线分布关于连线的中垂线左右对称,可知工件与喷口之间的电场线与真空中等量同种点电荷之间的电场线并不类似,故D错误。
2.BC 带负电的煤粉被吸附到管壁上,可知Q接电源的正极,故A错误;导线P周围形成类似于点电荷的辐向电场,距离导线P越近的位置电场线越密集,场强越大,可知电场强度Em>En,故B正确;Q点接电源的正极,则金属圆筒内越靠近Q点电势越高,故C正确;因煤粉受电场力、重力、浮力的作用,可知带负电的煤粉在向管壁运动的过程中,其运动轨迹不是抛物线,故D错误。
3.AD 将网与板间的电场视为匀强电场,则金属网和金属板间的场强大小为E== V/m=1.5×105 V/m,故A正确;绒毛在飞往被植体的过程中,电场力做正功,则电势能不断减小,故B错误;由于金属网与金属板间有3 kV的恒定高压,若增大金属网和金属板间的距离,网和板之间的电势差是不变的,故C错误;在干燥的环境中静电不容易被导走,进行植绒效果会更好,故D正确。
4.D A、B到P距离相等,由电场线分布情况可知,A点到P的平均电场强度大于B点到P的平均电场强度,则有UAP>UBP,可知A、B两点电势不相等,故A错误;根据对称性可知M、N两点电场强度大小相等,方向不同,故B错误;带负电的粉尘从B点运动到C点,电场力做正功,电势能减小,故C错误;带电荷量均为-q的粉尘分别由P运动到A、B两点时,电场力做功分别为WPA=-qUPA=qUAP,WPB=-qUPB=qUBP,由于UAP>UBP,则WPA>WPB,故D正确。
5.D 飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电,电荷在越尖锐的地方分布越多,可以通过尖端放电将静电释放出去,选D。
6.C 在施工时,地板下面要铺设铝箔,铝箔要连接到地下预埋导体,即要将地板上的静电导走,所以防静电地板必须是导电的,如地板中含有导电纤维,故A、B、D错误,C正确。
7.C 根据图甲可知,极板A与电源正极连接,极板A带正电,带负电的尘埃受到电场力作用,被收集在极板A上,故A错误;图乙,给汽车加油前要触摸一下的静电释放器,其目的是导走人身上的静电,故B错误;图丙中摇动起电机,电极之间形成电场,将气体电离,电子吸附在烟雾颗粒上,使烟雾颗粒带负电,导致烟雾颗粒向正极移动,工作原理为静电吸附,故C正确;图丁,燃气灶中安装的电子点火器,应用了尖端放电原理,故D错误。
8.C 产生闪电的积雨云底层带负电,可知避雷针的顶端带正电,C正确;等差等势线密集处的电场线也密集,场强也较大,则Ea<Eb,A错误;电场线大致向上,沿电场线的方向电势逐渐降低,可知φa<φb,B错误;一带负电的雨滴从a下落至b,因所受电场力方向向下,则电场力做正功,选项D错误。
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