高中物理 第1章 从富兰克林到库仑 1_4静电与生活教师用书 沪科版选修1-1

1.4静电与生活1(2分)(多选)下列说法中正确的是()A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B电场是一种物质，与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C电荷间的相互作用是通过电场产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用D电场是人为设想出来的，其实并不存在【解析】电荷的周围存在着由它产生的电场，A对；物质并非都是由分子、原子组成，电场是电荷周围存在的一种特殊物质，B对；电荷间的相互作用是通过电场产生的，C对；电场客观存在，D错【答案】ABC2(2分)在如图141所示的电场中的P点放置一正电荷，使其从静止开始运动，其中加速度逐渐增大的是图中的()图141【解析】由于正电荷由静止释放，它将在电场力作用下运动，在本题四个图中电荷均向右运动，A图中，电场线越来越稀疏，所以加速度越来越小，A错C图表示匀强电场，加速度不变，C错D图中，正电荷的加速度先增大后减小，D错所以只有B正确故选B.【答案】B3(2分)(多选)图142中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有A、B两点，EA、EB表示A、B两处的场强大小，则()图142AA、B两点的场强方向相同B电场线从A指向B，所以EAEBCA、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以EAEBD不知A、B附近的电场线分布状况，EA、EB的大小不能确定【解析】根据电场线的物理意义，线上各点的切线方向表示该点的场强方向，因题中的电场线是直线，所以A、B两点的场强方向相同，都沿着电场线向右；因为电场线的疏密程度反映场强的大小，由于题中仅给出一条电场线，不知道A，B附近电场线的分布状态，所以无法确定EA、EB的大小关系故答案为A，D.【答案】AD4(4分)在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为2q和q.两小球用长为l的绝缘细线系住，带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态，如图143所示，重力加速度为g，则细线对悬点O的作用力等于_图143【解析】依平衡条件对上面小球受力分析有：T1T22qEmg0；对下面小球受力分析有：T2qEmg0.将以上两式相加，解得T12mgqE，由于细线两端的拉力相等，细线对悬点O的作用力大小为T12mgqE.【答案】2mgqE课标导思1.知道静电对日常生活、生产有利也有弊2通过实例，了解在生产和生活中静电的应用与防止(重点难点)一、从闪电的功过说起1闪电时，云层间(或云层与地面间)的电压可达108_V，放电电流可达105_A，闪电功率可达1010 kW，闪电放出的能量极为巨大2闪电的过：如果闪电发生在云层和地面的某个物体间，遭遇雷击的地面物体瞬间受到这么大能量的轰击，会导致森林起火，房屋倒塌，人畜伤亡等造成巨大损失3闪电的功：闪电可以产生一氧化氮，随雨水形成硝酸盐，这是一种很好的氮肥人类最先获得的火种可能来自闪电吃熟食促使了人类智力的发展，加快了进化的步伐二、静电的利用1静电利用的原理：静电能停留在物体的某一部分并能吸引轻小物体2在生产生活中静电有许多应用，如静电复印机、静电喷漆、静电植绒、静电除尘等三、静电的防止1静电产生危害的原因(1)静电的显著特点是电压高在干燥的空气里极易产生电火花，使一些易燃物品自燃甚至引起爆炸(2)静电的同性相斥、异性相吸的性质，有时也会给人们的生活和工作带来烦恼2防止静电最基本的方法：尽快把静电导走，避免过多的积累.一、造成静电危害的原因及如何防止1静电危害起因于静电力和静电火花，静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸2防止静电危害的常见措施(1)使用良导体把易产生静电的部分接地，及时把电荷放出，这是一种安全又可靠的办法如印染厂车间里保持一定的湿度，就是为了及时让电荷放出再如油罐车和输油管道要保持良好接地，也是为了把电荷导入大地(2)静电屏蔽可以避免外界静电场对电或非电设备的影响，同时也可避免设备产生的静电场对外界的影响如有线电视电缆等通信用电缆，为保证通信质量，要在一般电缆外加一层金属丝织网套；计算机以及许多无线电元器件要装在金属壳里；有的精密电子仪器要安装在金属房里(3)用抗静电剂和放射性消毒电器等设备有效地消除静电的聚积二、静电复印机的工作原理(如图144所示)复印机内有一重要部件硒鼓，它是金属制成的圆筒，其上布满一层硒预先充电，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导走，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然后将带负电的黑色着色粉喷在硒鼓上，色粉只吸附在带电区当纸张压过带电圆筒时，色粉可粘在纸上，加热后纸上便留下永久的影像，最后被送出来图144三、避雷针1尖端放电：尖端放电跟电荷在导体表面的分布规律有关导体突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电2雷电：云层之间或云层与地面之间发生强烈放电时，能产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电和雷鸣3避雷针：根据尖端放电的原理设计制作的，如图145所示图145带电云层靠近建筑物时，同种电荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了异种电荷当电荷积累到一定程度时，会发生强烈放电现象，可能产生雷击如果建筑安装了避雷针，在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出，逐渐中和云中的电荷，保护建筑物，使其免遭雷击【深化探究】我国古代有建宝塔保护一方免遭雷击的事例，如江苏高淳县的保圣宝塔，是否是寺中供奉的神灵保护了一方安宁？探究：宝塔尖顶的塔刹其实就是一个避雷针.塔刹是用铜、铁金属制成的葫芦，四周用铁链连着通到塔底，或把它与涂了金属粉末的塔心柱连接起来，柱的下端又设置了贮藏金属的龙窟，组成了一套十分巧妙的避雷装置.一、静电的利用 (多选)如图146所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了就此示意图，下列说法正确的是() 【导学号：22940010】图146AN接电源的正极BM接电源的正极C电场强度EBEAD电场强度EBEA【解析】电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉若能吸附在管壁上，说明管壁带正电荷，因此可知N接电源正极金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，电场线分布情况如图所示由图可知金属棒附近B点的电场强度比A点的电场强度大，故A、C正确【答案】AC(1)静电除尘器金属管内中心与管壁之间形成辐射型电场.(2)中心电极附近的空气被强电场电离，形成电子和正离子.(3)中心为负极，电子向管壁运动的加速度比正离子大得多，运动过程中被微尘吸收的几率大，除尘效果好.1静电除尘原理中应用了静电的什么性质()A同种电荷相斥B异种电荷相吸C静电吸引轻小物体D将静电荷导走【解析】利用了静电吸引轻小物体的性质，选项C正确【答案】C二、静电的防止盛放在油罐车内的石油产品，振荡时可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，这是利用了铁具有_的性质【导析】防止静电的方法就是将产生的电荷导走【解析】铁链具有良好的导电性，能把由于振荡产生的静电导入大地从而防止火灾等危险情况的发生【答案】良好的导电静电的产生及利弊静电是由于两物体在相互接触的过程中，相互的摩擦作用使得正、负电荷发生了重新的分布，使原来不带电的物体都带了电，在我们的现实生活中有利也有害，我们要掌握防止静电的方法2(多选)下列哪些措施是为了防止静电产生的危害()A在高大的建筑物顶端装上避雷针B在高大的烟囱中安装静电除尘器C油罐车安装拖地的铁链D静电复印【解析】避雷针是利用尖端放电原理，导出地面电荷与云层电荷中和，油罐车安装拖地铁链是利用铁链将摩擦产生的静电荷导走B，D两项是静电的应用故选项A，C正确【答案】AC1(多选)下列说法正确的是()A静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附到异性电极上B静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附到带异种电荷的白纸上C静电喷漆的原理是让油漆带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附到吸引油漆的工件上D静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方【解析】静电除尘的原理：灰尘很容易吸附电子，这些带电灰尘在电场力作用下易被吸附到带正电的圆筒上静电复印和静电喷墨是分别使油墨和油漆带电，在电场力作用下吸附到带异种电荷的预期部位；静电复印曝光时，在光学系统作用下，将原稿图像投射到感光板上，并使其形成静电潜像的过程，曝光时，感光板亮区光导体导通，表面电荷迅速消失(亮衰)，暗区光导体绝缘表面电荷基本保持(暗衰)故正确答案为ABC.【答案】ABC2以下说法不正确的是()A穿着化纤服装的人在晚上脱衣服时，常会看到闪光并伴有轻微的“噼啪”声，这是由摩擦起电所造成的现象B摩擦起电产生的电压总是很低的，因此对人不会造成伤害C摩擦起电产生的电压可能高达几千伏以上D脱化纤服装时，由于摩擦起电产生的静电能量很小，通常不会对人造成伤害【解析】化纤服装与人的毛发或其他衣物摩擦起电，带静电并产生火花放电，我们会听到“噼啪”声并能观察到电火花脱化纤衣服时产生的静电压很高，可高达数万伏，但静电荷量很小，不会对人体造成伤害，选项A，C，D说法是正确的故选B.【答案】B3(多选)关于避雷针，以下说法正确的是()A避雷针避雷是中和云层中的异种电荷B避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地C为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形D避雷针安装在高大建筑物顶部，而不必接地【解析】避雷针起的作用一是导走云层中的静电荷；二是通过尖端放电中和云层中的电荷，故选项A、B对避雷针是应用尖端放电的原理，因此，一般做成尖的，并需要接地良好，故选项C、D错【答案】AB4电视机的荧光屏表面经常有很多灰尘，这主要是因为()A荧光屏具有吸附灰尘的能力B房间内灰尘的自然堆积C电视机工作时，荧光屏表面温度较高D电视机工作时，荧光屏表面有静电【解析】电视机工作时，荧光屏的表面有静电，会吸引灰尘颗粒，所以选项D正确【答案】D5在干燥的天气里，脱毛衣时会听到噼里啪啦的响声，还会伴有点点火花，在铺有地毯的房间内，手摸门的金属把手时常常被电击，你能用所学过的知识来解释这一现象吗？【解析】由于在脱毛衣时，物体与物体之间发生摩擦，使物体带了电，即摩擦起电，所以电荷在发生中和时就发出了噼里啪啦的声音由于人在地毯上行走人带了静电，在用手开门与金属接触时发生了放电的现象，所以有被电击的情况【答案】在脱毛衣时，物体与物体之间发生摩擦，使物体带了电，用手和金属接触时发生了放电的现象，所以有被电击的情况学业达标测评(四) (建议用时：45分钟)1身穿化纤衣服的人在晚上脱衣服时，会看到电火花，并伴有“叭叭”的响声，其原因是()A由于化纤衣物间的摩擦产生了静电B人体本身带电C空气带电，在衣服上产生放电现象D以上说法都不正确【解析】正常情况下，物体(包括气体物质)都是电中性的，人体、空气本身不可能带电，故B、C错误晚上脱衣服时，衣物间的摩擦产生静电，积聚的大量电荷导致火花放电，故A正确【答案】A2避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D以上说法都不对【解析】带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针的尖端感应出与云层电性相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免建筑物遭受雷击，所以只有选项B正确【答案】B3请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A维修高压电路的电工穿绝缘衣比穿金属衣安全B制作汽油桶的材料用金属比用塑料好C小鸟停在单根高压输电线上会被电死D打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险【解析】由电学知识可知汽油桶用金属材料制作时可以及时将产生的静电导走，故B对；绝缘衣在高电压下不但不能屏蔽高压电场对人体的损害，而且还可能被击穿，而穿金属衣不但可以起到屏蔽作用还不会被击穿，故A错；由静电屏蔽知识可知在汽车里更安全，故D错；小鸟站在高压输电线上，因为两爪之间电压为零，故小鸟不会被电死，C错【答案】B4如图147所示，先用绝缘细线将导体悬挂起来，并使导体带电然后用带绝缘柄的不带电小球接触A点，再用小球与验电器接触用同样的方法检验B、C部位的带电情况，则()图147A与A接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大B与C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大C与A、B、C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度一样大D通过实验可确定导体上平坦部位电荷分布比较密集【解析】带电导体的平坦部位电荷比较稀疏，凸出部位电荷比较密集，即C处电荷最密集，B处次之，A处最稀疏因此小球接触A点时，取得的电荷最少，与验电器接触时，验电器箔片得到的电荷最少，箔片张开的角度最小；反之与C处接触时，箔片张开的角度最大【答案】B5(多选)静电喷涂是利用静电现象制造的，其喷涂原理如图148所示，则以下说法正确的是()图148A在喷枪喷嘴与被喷涂工作之间有一强电场B涂料微粒一定带正电C涂料微粒一定带负电D涂料微粒可能带正电，也可能带负电【解析】由正电荷对涂料的吸引作用可得出涂料带负电荷【答案】AC6(多选)雷雨天气，应谨防雷电，下面哪些做法是正确的？()A雷雨天气外出时，可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨B雷雨天气外出时，在空地上应立即蹲下，以免成为雷电的袭击目标C雷雨天气外出时，不可以在户外打手机D以上说法都不对【解析】在雷雨天气，树、手机都是好的导体，树木和手机类似于避雷针，能将雷电引入大地，人在其附近易发生危险【答案】BC7.如图149所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成，有关静电除尘的原理，以下说法正确的是() 【导学号：22940011】图149AA接高压电源负极，B接高压电源正极B煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上C靠近B处电场强度大，B附近空气被电离成阳离子和电子D煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成阴、阳离子，分别吸附在B和A上【解析】除尘器圆筒的外壁连接在高压电源的正极，中间的金属丝连接到高压电源的负极，靠近金属丝的气体在强电场作用下，电离成阳离子和电子，电子飞向筒壁的过程中，附着在煤粉上，使煤粉飞向筒壁，最后在重力作用下落至筒壁，故C正确，A、B、D均错误【答案】C8在干燥的环境里，复印机工作时常因出现复印纸粘在一起影响复印质量可用什么方法防止纸粘在一起？试说明理由【解析】复印纸粘在一起，是因为互相摩擦而产生了静电荷，由于正负电荷互相吸引，使复印纸不易分开增大空气的湿度，可防止纸粘在一起因为空气湿度大时，不易产生摩擦起电现象；产生的一些静电荷也容易泄漏而消失，所以复印纸就容易分开了【答案】见解析9如图1410所示，在桌上放两摞书，把一块洁净的玻璃垫起来，使玻璃离开桌面2030 cm.在宽0.5 cm的纸条上画出各种舞姿的人形，用剪刀把它们剪下来，放在玻璃下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上擦，就可以看到小纸人翩翩起舞了图1410(1)为什么小纸人会翩翩起舞？(2)如果实验前用一根火柴把“跳舞区”烤一烤，实验效果会更好，此现象说明了什么？(3)如果向“跳舞区”哈一口气，小纸人跳得就不活跃了，此现象说明了什么？(4)通过以上实验现象，找出一种防止静电的方法【解析】(1)玻璃板被摩擦后产生电荷使硬泡沫塑料与纸人相互吸引，小纸人就翩翩起舞了(2)说明在干燥环境中容易起电，其中就是干燥的空气不会把被摩擦后的玻璃板上产生的电荷导走(3)说明在潮湿的条件下不易摩擦起电，因为潮湿的空气具有导电能力，把被摩擦后的玻璃板上产生的电荷导走了(4)增加空气的湿度，可防止静电【答案】见解析尚未握手已出“火花”许多人都有过以上经历，握手时，指尖接触时或者手接触到金属物体时，有“触电”的刺痛感；早晨梳头时越梳越乱，甚至“怒发冲冠”；晚上脱衣服时，会伴着蓝色闪光和“啪啪”响声等等，这些都是静电现象当感觉到电击时，人身上的静电电压已超过2 000 V；当看到放电火花时，身上的静电电压已经超过3 000 V，这时手指会有针刺般的痛感；当听到放电的“啪啪”声音时，身上的静电电压已高达7 0008 000 V医学专家说，持久的静电会使人体血液的碱性升高，血钙减少，尿中钙排泄量增加，对于血钙水平低的患者十分不利尤其对有心血管系统疾病的老年人来说，静电更易使其病情加重或诱发早搏从中医角度来说，人体静电太强，是体内隐藏某种病症的先兆，不能不防