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

14靜電與生活1(2分)(多選)下列說法中正確的是()A只要有電荷存在，電荷周圍就一定存在著電場(chǎng)B電場(chǎng)是一種物質(zhì)，與其他物質(zhì)一樣，是不依賴我們的感覺而客觀存在的東西C電荷間的相互作用是通過電場(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)想出來的，其實(shí)并不存在【解析】電荷的周圍存在著由它產(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)是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，B對(duì)；電荷間的相互作用是通過電場(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)線越來越稀疏，所以加速度越來越小，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中帶箭頭的直線是某一電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線，在這條線上有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)線從A指向B，所以EA>EBCA、B同在一條電場(chǎng)線上，且電場(chǎng)線是直線，所以EAEBD不知A、B附近的電場(chǎng)線分布狀況，EA、EB的大小不能確定【解析】根據(jù)電場(chǎng)線的物理意義，線上各點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向，因題中的電場(chǎng)線是直線，所以A、B兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同，都沿著電場(chǎng)線向右；因?yàn)殡妶?chǎng)線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小，由于題中僅給出一條電場(chǎng)線，不知道A，B附近電場(chǎng)線的分布狀態(tài)，所以無法確定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.兩小球用長為l的絕緣細(xì)線系住，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)線兩端的拉力相等，細(xì)線對(duì)懸點(diǎn)O的作用力大小為T12mgqE.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、從閃電的功過說起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：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最先獲得的火種可能來自閃電吃熟食促使了人類智力的發(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煩惱2防止靜電最基本的方法：盡快把靜電導(dǎo)走，避免過多的積累.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車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)以及許多無線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，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說法是正確的故選B.【答案】B3(多選)關(guān)于避雷針，以下說法正確的是()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)，手摸門的金屬把手時(shí)常常被電擊，你能用所學(xué)過的知識(shí)來解釋這一現(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，在用手開門與金屬接觸時(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