2018-2019高中物理 第1章 從富蘭克林到庫(kù)侖 1.4 靜電與生活學(xué)案 滬科版選修1-1

14靜電與生活1(2分)(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A只要有電荷存在，電荷周?chē)鸵欢ù嬖谥妶?chǎng)B電場(chǎng)是一種物質(zhì)，與其他物質(zhì)一樣，是不依賴(lài)我們的感覺(jué)而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的，電場(chǎng)最基本的性質(zhì)是對(duì)處在它里面的電荷有力的作用D電場(chǎng)是人為設(shè)想出來(lái)的，其實(shí)并不存在【解析】電荷的周?chē)嬖谥伤a(chǎn)生的電場(chǎng)，A對(duì)；物質(zhì)并非都是由分子、原子組成，電場(chǎng)是電荷周?chē)嬖诘囊环N特殊物質(zhì)，B對(duì)；電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)產(chǎn)生的，C對(duì)；電場(chǎng)客觀存在，D錯(cuò)【答案】ABC2(2分)在如圖所示的電場(chǎng)中的P點(diǎn)放置一正電荷，使其從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其中加速度逐漸增大的是圖中的()【解析】由于正電荷由靜止釋放，它將在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，在本題四個(gè)圖中電荷均向右運(yùn)動(dòng)，A圖中，電場(chǎng)線(xiàn)越來(lái)越稀疏，所以加速度越來(lái)越小，A錯(cuò)C圖表示勻強(qiáng)電場(chǎng)，加速度不變，C錯(cuò)D圖中，正電荷的加速度先增大后減小，D錯(cuò)所以只有B正確故選B.【答案】B3(2分)(多選)圖1­4­1中帶箭頭的直線(xiàn)是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線(xiàn)，在這條線(xiàn)上有A、B兩點(diǎn)，EA、EB表示A、B兩處的場(chǎng)強(qiáng)大小，則()圖1­4­1AA、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同B電場(chǎng)線(xiàn)從A指向B，所以EA>EBCA、B同在一條電場(chǎng)線(xiàn)上，且電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn)，所以EAEBD不知A、B附近的電場(chǎng)線(xiàn)分布狀況，EA、EB的大小不能確定【解析】根據(jù)電場(chǎng)線(xiàn)的物理意義，線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，因題中的電場(chǎng)線(xiàn)是直線(xiàn)，所以A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，都沿著電場(chǎng)線(xiàn)向右；因?yàn)殡妶?chǎng)線(xiàn)的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，由于題中僅給出一條電場(chǎng)線(xiàn)，不知道A，B附近電場(chǎng)線(xiàn)的分布狀態(tài)，所以無(wú)法確定EA、EB的大小關(guān)系故答案為A，D.【答案】AD4(4分)在場(chǎng)強(qiáng)為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有兩個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球，電荷量分別為2q和 q.兩小球用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線(xiàn)系住，帶正電的小球懸掛于O點(diǎn)而處于平衡狀態(tài)，如圖1­4­2所示，重力加速度為g，則細(xì)線(xiàn)對(duì)懸點(diǎn)O的作用力等于_圖1­4­2【解析】解法一：依平衡條件對(duì)上面小球受力分析有：T1T22qEmg0；對(duì)下面小球受力分析有：T2qEmg0.將以上兩式相加，解得T12mgqE，由于細(xì)線(xiàn)兩端的拉力相等，細(xì)線(xiàn)對(duì)懸點(diǎn)O的作用力大小為T(mén)12mgqE.解法二：對(duì)兩小球整體受力分析有：T12mg(2qq)E0 則T1mgqET1T12mgqE.【答案】2mgqE課標(biāo)導(dǎo)思1.知道靜電對(duì)日常生活、生產(chǎn)有利也有弊. 2.通過(guò)實(shí)例，了解在生產(chǎn)和生活中靜電的應(yīng)用與防止(重點(diǎn)難點(diǎn))一、從閃電的功過(guò)說(shuō)起1閃電時(shí)，云層間(或云層與地面間)的電壓可達(dá)108_V，放電電流可達(dá)105_A，閃電功率可達(dá)1010 kW，閃電放出的能量極為巨大2閃電的過(guò)：如果閃電發(fā)生在云層和地面的某個(gè)物體間，遭遇雷擊的地面物體瞬間受到這么大能量的轟擊，會(huì)導(dǎo)致森林起火，房屋倒塌，人畜傷亡等造成巨大損失3閃電的功：閃電可以產(chǎn)生一氧化氮，隨雨水形成硝酸鹽，這是一種很好的氮肥人類(lèi)最先獲得的火種可能來(lái)自閃電吃熟食促使了人類(lèi)智力的發(fā)展，加快了進(jìn)化的步伐二、靜電的利用1靜電利用的原理：靜電能停留在物體的某一部分并能吸引輕小物體2在生產(chǎn)生活中靜電有許多應(yīng)用，如靜電復(fù)印機(jī)、靜電噴漆、靜電植絨、靜電除塵等三、靜電的防止1靜電產(chǎn)生危害的原因(1)靜電的顯著特點(diǎn)是電壓高，在干燥的空氣里極易產(chǎn)生電火花，使一些易燃物品自燃甚至引起爆炸(2)靜電的同性相斥、異性相吸的性質(zhì)，有時(shí)也會(huì)給人們的生活和工作帶來(lái)煩惱2防止靜電最基本的方法：盡快把靜電導(dǎo)走，避免過(guò)多的積累.一、造成靜電危害的原因及如何防止1靜電危害起因于靜電力和靜電火花，靜電危害中最嚴(yán)重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸2防止靜電危害的常見(jiàn)措施(1)使用良導(dǎo)體把易產(chǎn)生靜電的部分接地，及時(shí)把電荷放出，這是一種安全又可靠的辦法如印染廠(chǎng)車(chē)間里保持一定的濕度，就是為了及時(shí)讓電荷放出再如油罐車(chē)和輸油管道要保持良好接地，也是為了把電荷導(dǎo)入大地(2)靜電屏蔽可以避免外界靜電場(chǎng)對(duì)電或非電設(shè)備的影響，同時(shí)也可避免設(shè)備產(chǎn)生的靜電場(chǎng)對(duì)外界的影響如有線(xiàn)電視電纜等通信用電纜，為保證通信質(zhì)量，要在一般電纜外加一層金屬絲織網(wǎng)套；計(jì)算機(jī)以及許多無(wú)線(xiàn)電元器件要裝在金屬殼里；有的精密電子儀器要安裝在金屬房里(3)用抗靜電劑和放射性消毒電器等設(shè)備有效地消除靜電的聚積二、靜電復(fù)印機(jī)的工作原理(如圖1­4­3所示)復(fù)印機(jī)內(nèi)有一重要部件硒鼓，它是金屬制成的圓筒，其上布滿(mǎn)一層硒預(yù)先充電，使硒鼓帶正電，當(dāng)光照射到硒鼓時(shí)，靜電層才導(dǎo)電把準(zhǔn)備復(fù)印的文件放在復(fù)印機(jī)玻璃板上，文件的影像會(huì)聚焦在硒鼓上硒鼓上的正電荷因光的照射而被導(dǎo)走，沒(méi)有光照射的地方則保留正電荷，在硒鼓上形成原文件影像的靜電圖樣然后將帶負(fù)電的黑色著色粉噴在硒鼓上，色粉只吸附在帶電區(qū)當(dāng)紙張壓過(guò)帶電圓筒時(shí)，色粉可粘在紙上，加熱后紙上便留下永久的影像，最后被送出來(lái)圖1­4­3三、避雷針1尖端放電：尖端放電跟電荷在導(dǎo)體表面的分布規(guī)律有關(guān)導(dǎo)體突出的位置，電荷比較密集；平坦的位置，電荷比較稀疏導(dǎo)體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場(chǎng)就特別強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生尖端放電2雷電：云層之間或云層與地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時(shí)，能產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響，這就是閃電和雷鳴3避雷針：根據(jù)尖端放電的原理設(shè)計(jì)制作的，如圖1­4­4所示圖1­4­4帶電云層靠近建筑物時(shí)，同種電荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了異種電荷當(dāng)電荷積累到一定程度時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈放電現(xiàn)象，可能產(chǎn)生雷擊如果建筑安裝了避雷針，在避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會(huì)通過(guò)針尖放出，逐漸中和云中的電荷，保護(hù)建筑物，使其免遭雷擊【深化探究】我國(guó)古代有建寶塔保護(hù)一方免遭雷擊的事例，如江蘇高淳縣的保圣寶塔，是否是寺中供奉的神靈保護(hù)了一方安寧？探究：寶塔尖頂?shù)乃x其實(shí)就是一個(gè)避雷針?biāo)x是用銅、鐵金屬制成的葫蘆，四周用鐵鏈連著通到塔底，或把它與涂了金屬粉末的塔心柱連接起來(lái)，柱的下端又設(shè)置了貯藏金屬的龍窟，組成了一套十分巧妙的避雷裝置一、靜電的利用 (多選)如圖1­4­5所示為靜電除塵示意圖，在M、N兩點(diǎn)間加高壓電源時(shí)，金屬管內(nèi)的空氣電離，電離出的電子在靜電力的作用下運(yùn)動(dòng)，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的煙就清潔了就此示意圖，下列說(shuō)法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17592016】圖1­4­5AN接電源的正極BM接電源的正極C電場(chǎng)強(qiáng)度EB>EAD電場(chǎng)強(qiáng)度EB<EA【解析】電子附著在煤粉上，使煤粉帶上負(fù)電荷，煤粉若能吸附在管壁上，說(shuō)明管壁帶正電荷，因此可知N接電源正極金屬棒與金屬管可看成圓柱電極與圓環(huán)電極，電場(chǎng)線(xiàn)分布情況如圖所示由圖可知金屬棒附近B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大，故A、C正確【答案】AC(1)靜電除塵器金屬管內(nèi)中心與管壁之間形成輻射型電場(chǎng)(2)中心電極附近的空氣被強(qiáng)電場(chǎng)電離，形成電子和正離子(3)中心為負(fù)極，電子向管壁運(yùn)動(dòng)的加速度比正離子大得多，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被微塵吸收的幾率大，除塵效果好1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、靜電復(fù)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(chǎng)作用下奔向并吸附到電極上現(xiàn)有三個(gè)粒子a、b、c從P點(diǎn)向下射入由正、負(fù)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)中，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1­4­6所示，則() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17592017】圖1­4­6Aa帶負(fù)電荷，b帶正電荷，c不帶電荷Ba帶正電荷，b不帶電荷，c帶負(fù)電荷Ca帶負(fù)電荷，b不帶電荷，c帶正電荷Da帶正電荷，b帶負(fù)電荷，c不帶電荷【解析】正電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，負(fù)電荷所受電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反結(jié)合兩等量異種點(diǎn)電荷之間的電場(chǎng)線(xiàn)的分布可知，a帶正電荷，b不帶電荷，c帶負(fù)電荷【答案】B二、靜電的防止 盛放在油罐車(chē)內(nèi)的石油產(chǎn)品，振蕩時(shí)可產(chǎn)生靜電，容易引起火災(zāi)，所以油罐車(chē)尾部有一條拖地的鐵鏈，這是利用了鐵具有_的性質(zhì)【導(dǎo)析】防止靜電的方法就是將產(chǎn)生的電荷導(dǎo)走【解析】鐵鏈具有良好的導(dǎo)電性，能把由于振蕩產(chǎn)生的靜電導(dǎo)入大地從而防止火災(zāi)等危險(xiǎn)情況的發(fā)生【答案】良好的導(dǎo)電靜電的產(chǎn)生及利弊靜電是由于兩物體在相互接觸的過(guò)程中，相互的摩擦作用使得正、負(fù)電荷發(fā)生了重新的分布，使原來(lái)不帶電的物體都帶了電，在我們的現(xiàn)實(shí)生活中有利也有害，我們要掌握防止靜電的方法2(多選)下列哪些措施是為了防止靜電產(chǎn)生的危害()A在高大的建筑物頂端裝上避雷針B在高大的煙囪中安裝靜電除塵器C油罐車(chē)安裝拖地的鐵鏈D靜電復(fù)印【解析】避雷針是利用尖端放電原理，導(dǎo)出地面電荷與云層電荷中和，油罐車(chē)安裝拖地鐵鏈?zhǔn)抢描F鏈將摩擦產(chǎn)生的靜電荷導(dǎo)走B，D兩項(xiàng)是靜電的應(yīng)用故選項(xiàng)A，C正確【答案】AC1(多選)下列說(shuō)法正確的是()A靜電除塵的原理是讓灰塵帶上電荷，然后在電場(chǎng)力的作用下奔向并吸附到異性電極上B靜電復(fù)印的原理是讓油墨帶上電荷，然后在電場(chǎng)力的作用下奔向并吸附到帶異種電荷的白紙上C靜電噴漆的原理是讓油漆帶上電荷，然后在電場(chǎng)力的作用下奔向并吸附到吸引油漆的工件上D靜電復(fù)印中的硒鼓上字跡的像實(shí)際是曝光的地方【解析】靜電除塵的原理：灰塵很容易吸附電子，這些帶電灰塵在電場(chǎng)力作用下易被吸附到帶正電的圓筒上靜電復(fù)印和靜電噴墨是分別使油墨和油漆帶電，在電場(chǎng)力作用下吸附到帶異種電荷的預(yù)期部位；靜電復(fù)印曝光時(shí)，在光學(xué)系統(tǒng)作用下，將原稿圖像投射到感光板上，并使其形成靜電潛像的過(guò)程，曝光時(shí)，感光板亮區(qū)光導(dǎo)體導(dǎo)通，表面電荷迅速消失(亮衰)，暗區(qū)光導(dǎo)體絕緣表面電荷基本保持(暗衰)故正確答案為ABC.【答案】ABC2以下說(shuō)法不正確的是()A穿著化纖服裝的人在晚上脫衣服時(shí)，常會(huì)看到閃光并伴有輕微的“噼啪”聲，這是由摩擦起電所造成的現(xiàn)象B摩擦起電產(chǎn)生的電壓總是很低的，因此對(duì)人不會(huì)造成傷害C摩擦起電產(chǎn)生的電壓可能高達(dá)幾千伏以上D脫化纖服裝時(shí)，由于摩擦起電產(chǎn)生的靜電能量很小，通常不會(huì)對(duì)人造成傷害【解析】化纖服裝與人的毛發(fā)或其他衣物摩擦起電，帶靜電并產(chǎn)生火花放電，我們會(huì)聽(tīng)到“噼啪”聲并能觀察到電火花脫化纖衣服時(shí)產(chǎn)生的靜電壓很高，可高達(dá)數(shù)萬(wàn)伏，但靜電荷量很小，不會(huì)對(duì)人體造成傷害，選項(xiàng)A，C，D說(shuō)法是正確的故選B.【答案】B3(多選)關(guān)于避雷針，以下說(shuō)法正確的是()A避雷針避雷是中和云層中的異種電荷B避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地C為了美觀，通常把避雷針頂端設(shè)計(jì)成球形D避雷針安裝在高大建筑物頂部，而不必接地【解析】避雷針起的作用一是導(dǎo)走云層中的靜電荷；二是通過(guò)尖端放電中和云層中的電荷，故選項(xiàng)A、B對(duì)避雷針是應(yīng)用尖端放電的原理，因此，一般做成尖的，并需要接地良好，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)【答案】AB4電視機(jī)的熒光屏表面經(jīng)常有很多灰塵，這主要是因?yàn)?)A熒光屏具有吸附灰塵的能力B房間內(nèi)灰塵的自然堆積C電視機(jī)工作時(shí)，熒光屏表面溫度較高D電視機(jī)工作時(shí)，熒光屏表面有靜電【解析】電視機(jī)工作時(shí)，熒光屏的表面有靜電，會(huì)吸引灰塵顆粒，所以選項(xiàng)D正確【答案】D5在干燥的天氣里，脫毛衣時(shí)會(huì)聽(tīng)到噼里啪啦的響聲，還會(huì)伴有點(diǎn)點(diǎn)火花，在鋪有地毯的房間內(nèi)，手摸門(mén)的金屬把手時(shí)常常被電擊，你能用所學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)解釋這一現(xiàn)象嗎？【解析】由于在脫毛衣時(shí)，物體與物體之間發(fā)生摩擦，使物體帶了電，即摩擦起電，所以電荷在發(fā)生中和時(shí)就發(fā)出了噼里啪啦的聲音由于人在地毯上行走人帶了靜電，在用手開(kāi)門(mén)與金屬接觸時(shí)發(fā)生了放電的現(xiàn)象，所以有被電擊的情況【答案】在脫毛衣時(shí)，物體與物體之間發(fā)生摩擦，使物體帶了電，用手和金屬接觸時(shí)發(fā)生了放電的現(xiàn)象，所以有被電擊的情況8