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

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1、1．4　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 B．電場是一種物質(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產(chǎn)生的，電場最基本的性質(zhì)是對處在它里面的電荷有力的作用 D．電場是人為設(shè)想出來的，其實并不存在 【解析】　電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，A對；物質(zhì)并非都是由分子、原子組成，電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，B對；電荷間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的，C對；電場客觀存在，D錯． 【答案】　ABC 2．(2分)在如圖所示的電場中的P點放置一正電荷，使其從靜止開始運動，

2、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，它將在電場力作用下運動，在本題四個圖中電荷均向右運動，A圖中，電場線越來越稀疏，所以加速度越來越小，A錯．C圖表示勻強電場，加速度不變，C錯．D圖中，正電荷的加速度先增大后減小，D錯．所以只有B正確．故選B. 【答案】　B 3．(2分)(多選)圖1-4-1中帶箭頭的直線是某一電場中的一條電場線，在這條線上有A、B兩點，EA、EB表示A、B兩處的場強大小，則(　　) 圖1-4-1 A．A、B兩點的場強方向相同 B．電場線從A指向B，所以EA>EB C．A、B同在一條電場線上，且電場線是直線，所以EA＝EB

3、 D．不知A、B附近的電場線分布狀況，EA、EB的大小不能確定 【解析】　根據(jù)電場線的物理意義，線上各點的切線方向表示該點的場強方向，因題中的電場線是直線，所以A、B兩點的場強方向相同，都沿著電場線向右；因為電場線的疏密程度反映場強的大小，由于題中僅給出一條電場線，不知道A，B附近電場線的分布狀態(tài)，所以無法確定EA、EB的大小關(guān)系．故答案為A，D. 【答案】　AD 4．(4分)在場強為E、方向豎直向下的勻強電場中，有兩個質(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的絕緣細線系住，帶正電的小球懸掛于O點而處于平衡狀態(tài)，如圖1-4-2所示，重力加速度為g，則細線對懸點O

4、的作用力等于________． 圖1-4-2 【解析】　解法一：依平衡條件對上面小球受力分析有：T1－－T2－2qE－mg＝0；對下面小球受力分析有：T2＋＋qE－mg＝0.將以上兩式相加，解得T1＝2mg＋qE，由于細線兩端的拉力相等，細線對懸點O的作用力大小為T1′＝2mg＋qE. 解法二：對兩小球整體受力分析有： T1－2mg－(2q－q)E＝0 則T1＝mg＋qE T1′＝T1＝2mg＋qE. 【答案】　2mg＋qE 課 標 導(dǎo) 思 1.知道靜電對日常生活、生產(chǎn)有利也有弊. 2.通過實例，了解在生產(chǎn)和生活中靜電的應(yīng)用與防止．(重點＋難點) 一、從閃電

5、的功過說起 1．閃電時，云層間(或云層與地面間)的電壓可達108_V，放電電流可達105_A，閃電功率可達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、靜電噴漆、

6、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)，有時也會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，就是為了及時讓電荷放

7、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對電或非電設(shè)備的影響，同時也可避免設(shè)備產(chǎn)生的靜電場對外界的影響．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；計算機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)印機的工作原理(如圖1-4-3所示) 復(fù)印機內(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，當光照射到硒鼓時，靜電層才導(dǎo)電．把準備復(fù)印的文件放在復(fù)印機玻璃板上，文件的

8、影像會聚焦在硒鼓上．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．然后將帶負電的黑色著色粉噴在硒鼓上，色粉只吸附在帶電區(qū)．當紙張壓過帶電圓筒時，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1-4-3 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，尖端附近的電場就特別強，會產(chǎn)生尖端放電． 2．雷電：云層之間或云層與地面之間發(fā)生強烈放電時，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

9、設(shè)計制作的，如圖1-4-4所示． 圖1-4-4 帶電云層靠近建筑物時，同種電荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了異種電荷．當電荷積累到一定程度時，會發(fā)生強烈放電現(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)電荷會通過針尖放出，逐漸中和云中的電荷，保護建筑物，使其免遭雷擊． 【深化探究】　我國古代有建寶塔保護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了一方安寧？ 探究：寶塔尖頂?shù)乃x其實就是一個避雷針．塔剎是用銅、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

10、巧妙的避雷裝置． 一、靜電的利用 　 (多選)如圖1-4-5所示為靜電除塵示意圖，在M、N兩點間加高壓電源時，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動，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電荷，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：17592016】 圖1-4-5 A．N接電源的正極 B．M接電源的正極 C．電場強度EB>EA D．電場強度EB

11、如圖所示．由圖可知金屬棒附近B點的電場強度比A點的電場強度大，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． (2)中心電極附近的空氣被強電場電離，形成電子和正離子． (3)中心為負極，電子向管壁運動的加速度比正離子大得多，運動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)微粒在電場作用下奔向并吸附到電極上．現(xiàn)有三個粒子a、b、c從P點向下射入由正、負電極產(chǎn)生的電場中，它們的運動軌跡如圖1-4-6所示，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：1

12、7592017】 圖1-4-6 A．a(chǎn)帶負電荷，b帶正電荷，c不帶電荷 B．a(chǎn)帶正電荷，b不帶電荷，c帶負電荷 C．a(chǎn)帶負電荷，b不帶電荷，c帶正電荷 D．a(chǎn)帶正電荷，b帶負電荷，c不帶電荷 【解析】　正電荷所受電場力與電場強度方向相同，負電荷所受電場力與電場強度方向相反．結(jié)合兩等量異種點電荷之間的電場線的分布可知，a帶正電荷，b不帶電荷，c帶負電荷． 【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

13、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是利用鐵鏈將摩擦產(chǎn)生的

14、靜電荷導(dǎo)走．B，D兩項是靜電的應(yīng)用．故選項A，C正確． 【答案】　AC 1．(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，在電場力作用下吸附到帶異種電荷

15、的預(yù)期部位；靜電復(fù)印曝光時，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，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】　ABC 2．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，常會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，因此對人不會造成傷害 C．摩擦起電產(chǎn)生的電壓可能高達幾千伏以上 D．脫化纖服裝時，由于摩擦起電產(chǎn)生的靜電能量很小，通常不會對人造成傷害 【解析】　化纖服裝與人的毛發(fā)或其他衣物摩擦起電，帶

16、靜電并產(chǎn)生火花放電，我們會聽到“噼啪”聲并能觀察到電火花．脫化纖衣服時產(chǎn)生的靜電壓很高，可高達數(shù)萬伏，但靜電荷量很小，不會對人體造成傷害，選項A，C，D說法是正確的．故選B. 【答案】　B 3．(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A、B對．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C、D錯．

17、 【答案】　AB 4．電視機的熒光屏表面經(jīng)常有很多灰塵，這主要是因為(　　) 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．電視機工作時，熒光屏表面溫度較高 D．電視機工作時，熒光屏表面有靜電 【解析】　電視機工作時，熒光屏的表面有靜電，會吸引灰塵顆粒，所以選項D正確． 【答案】　D 5．在干燥的天氣里，脫毛衣時會聽到噼里啪啦的響聲，還會伴有點點火花，在鋪有地毯的房間內(nèi)，手摸門的金屬把手時常常被電擊，你能用所學(xué)過的知識來解釋這一現(xiàn)象嗎？ 【解析】　由于在脫毛衣時，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，物體與物體之間發(fā)生摩擦，使物體帶了電，用手和金屬接觸時發(fā)生了放電的現(xiàn)象，所以有被電擊的情況． 8