2018-2019版高中物理 第一章 電場電流 第3講 生活中的靜電現(xiàn)象學(xué)案 新人教版選修1 -1.doc
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第3講生活中的靜電現(xiàn)象目標定位1. 了解生活中常見的靜電現(xiàn)象,會用所學(xué)知識解釋簡單的靜電現(xiàn)象.2.了解一些常見的靜電的應(yīng)用和防止的事例.一、放電現(xiàn)象1.火花放電:身體上積累大量電荷,如果手指靠近金屬物品,會看到火花、聽到噼啪聲.2.接地放電:為了防止電荷在導(dǎo)體中過量聚集,常常用導(dǎo)線把帶電導(dǎo)體與大地連接起來,進行接地放電.二、雷電和避雷1.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.2.避雷針(1)尖端放電:電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的,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)避雷針利用了尖端放電的原理.想一想一般情況下避雷針的頂端應(yīng)做成尖頭還是圓頭?答案尖頭.由于導(dǎo)體尖銳部分電荷分布密集,易發(fā)生尖端放電,故要讓導(dǎo)體上的電荷盡快通過尖端放電原理放走,應(yīng)將導(dǎo)體的某部位做得尖銳些,所以避雷針應(yīng)做成尖頭的.三、靜電的應(yīng)用和防止1.應(yīng)用:靜電除塵、靜電噴漆、靜電復(fù)印等.2.防止:避雷針、接地放電等.想一想靜電除塵的過程中,煙塵在什么力的作用下向筒壁運動?答案電場力.當管內(nèi)接通高壓時,管內(nèi)存在強電場,它使空氣電離而產(chǎn)生負離子和正離子.負離子在電場力的作用下,向正極移動時,碰到煙塵微粒使它帶負電.因此,帶電塵粒在電場力的作用下,向管壁移動,并附在管壁上,這樣,消除了煙塵中的塵粒. 一、尖端放電與避雷針1.尖端放電原理:電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的,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.尖端放電現(xiàn)象的應(yīng)用避雷針避雷針利用了尖端放電原理,使建筑物附近的云中的電荷積累不很多時,就能通過避雷針的尖端放電而逐漸中和,因而不會在建筑物附近產(chǎn)生雷電,使其免遭雷擊.例1油罐車后面都有一條拖地的鐵鏈,其作用是()A.向外界散熱B.把電荷導(dǎo)入大地,避免由靜電造成危害C.作為油罐車的標志D.發(fā)出響聲,提醒其他車輛和行人的注意答案B解析油罐車上的搭地鐵鏈是為了把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走,屬于接地放電,故B正確.針對訓(xùn)練1下列關(guān)于避雷針的說法中,正確的是()A.避雷針避雷是中和云層中的異種電荷B.為了美觀,通常把避雷針頂端設(shè)計成球形C.避雷針是利用了尖端放電的原理制成的D.以上說法都不對答案AC解析避雷針通過尖端放電中和了云層中的異種電荷而避雷的,所以避雷針的頂端設(shè)計成尖頭,選項A、C正確,B、D錯誤.二、靜電的應(yīng)用與防止1.靜電的應(yīng)用(1)靜電除塵(如圖131所示)靜電除塵的基本原理是在A、B間接上高電壓使空氣電離,電子在向著正極A運動的過程中,遇到煙氣中的煤粉,使煤粉帶負電,吸附到正極A上,最后在重力的作用下落入下面的漏斗中.圖131(2)靜電噴漆當油漆從噴槍中噴出時,噴嘴使油漆微粒帶正電.它們相互排斥,擴散開來形成一大團漆云,被吸附在帶負電的物體表面.2.靜電的防止:避雷針、運輸汽油的車輛有一條鐵鏈、飛機輪胎使用導(dǎo)電橡膠、地毯中加入銅絲等。例2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132所示,則()圖132A.a帶負電荷,b帶正電荷,c不帶電荷B.a帶正電荷,b不帶電荷,c帶負電荷C.a帶負電荷,b不帶電荷,c帶正電荷D.a帶正電荷,b帶負電荷,c不帶電荷答案B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.針對訓(xùn)練2下列關(guān)于靜電除塵的說法中正確的是()A.進入除塵器后,煙霧中的顆粒被強電場電離而帶正電,顆粒向電源負極運動B.除塵器中的空氣被電離,煙霧顆粒吸附電子而帶負電,顆粒向電源正極運動C.煙霧顆粒帶電后,受到豎直向下的電場力而向下運動D.煙霧顆粒被強電場粉碎成更小的顆粒,排到大氣中人眼看不到答案B解析靜電除塵器的兩個電極接高壓電源,極間形成強電場,使空氣發(fā)生電離,自由電子在電場力作用下,向正極加速運動,電子被煙霧顆粒吸附后,一起向電源正極運動,在正極積聚大量顆粒,在重力作用下,從除塵器的下部排出,B正確.尖端放電與避雷針1.如圖133所示是模擬避雷針作用的實驗裝置.金屬板M接高壓電源的正極,金屬板N接負極.金屬板N上有兩個等高的金屬柱A、B,A為尖頭,B為圓頭.逐漸升高電源電壓,當電壓達到一定數(shù)值時,可看到放電現(xiàn)象.先產(chǎn)生放電現(xiàn)象的是()圖133A.A金屬柱B.B金屬柱C.A、B金屬柱同時D.可能是A金屬柱,也可能是B金屬柱答案A解析由于導(dǎo)體尖端電荷比較密集,故容易產(chǎn)生放電現(xiàn)象.2.我國是世界文明古國之一,在古代書籍中有許多關(guān)于物理現(xiàn)象的記載.西晉張華的博物志中寫道:“今人梳頭、脫著衣時,有隨梳、解結(jié)有光者,也有咤聲”.此處所描述的現(xiàn)象屬于()A.靜電現(xiàn)象 B.磁化現(xiàn)象C.退磁現(xiàn)象 D.摩擦生熱現(xiàn)象答案A靜電的應(yīng)用與防止3.專門用來運輸柴油、汽油的油罐車,在它的尾部都裝有一條拖在地上的鐵鏈,對它的作用,下列說法中正確的是()A.讓鐵鏈與路面摩擦產(chǎn)生靜電,使油罐車積累一定的靜電荷B.讓鐵鏈發(fā)出聲音,以引起其他車輛的注意C.由于罐體與油摩擦產(chǎn)生了靜電,罐體上的靜電被鐵鏈導(dǎo)入大地,從而避免了火花放電D.油罐車的尾部裝有拖地的鐵鏈,這是一種時尚答案C解析在運輸柴油、汽油時,油罐車由于上下、左右顛簸搖擺,造成油和油罐的摩擦而產(chǎn)生靜電,汽車輪胎導(dǎo)電性能不好,難以把靜電導(dǎo)入大地,安裝鐵鏈的目的就是避免靜電的積累.4.靜電噴涂是利用靜電現(xiàn)象制造的,其噴涂原理如圖134 所示,則以下說法正確的是()圖134A.在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強電場B.涂料微粒一定帶正電C.涂料微粒一定帶負電D.涂料微??赡軒д?,也可能帶負電答案AC解析由正電荷對涂料的吸引作用可得出涂料帶負電荷.(時間:60分鐘)題組一、尖端放電與避雷針1.人們在晚上脫衣服時,有時會看到火花四濺,并伴有“噼啪”聲,這是因為()A.衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電B.人體本身是帶電體C.空氣帶電,在衣服上放電所致D.以上說法均不正確答案A解析若我們身穿含有化纖成分的衣服,且不斷運動,使衣服與衣服之間,衣服與皮膚之間不停地摩擦,在摩擦中會使衣服上帶有異種電荷.在脫衣服時正電荷和負電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象,于是我們聽到“噼啪”的放電聲音,在晚上還可以看見火花.2.避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是()A.云層中帶的電荷被避雷針通過導(dǎo)線導(dǎo)入大地B.避雷針的尖端向云層放電,中和了云層中的電荷C.云層與避雷針發(fā)生摩擦,避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D.以上說法都不對答案B解析帶電荷的云層靠近避雷針時,在避雷針尖端感應(yīng)出與云層相反的電荷,達到一定程度后就向空中放電,中和云層中的電荷,從而避免建筑物遭受雷擊.3.在建筑物上安裝避雷針的目的是()A.避免電荷在建筑物上過多地積累B.避免強烈放電現(xiàn)象的發(fā)生C.可以直接導(dǎo)走云層中的電荷D.可以直接導(dǎo)走建筑物上的電荷答案ABD解析避雷針應(yīng)用了尖端放電的原理.避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷通過尖端放電,中和了云層中的電荷,使建筑物免遭雷擊,故A、B、D對,C錯.4.古希臘貴族婦女外出時都喜歡穿柔軟的絲綢衣服,帶琥珀做的首飾.人們發(fā)現(xiàn),不管將琥珀首飾擦得多干凈,它很快就會吸上一層灰塵,這主要是因為()A.琥珀是一種樹脂化石,樹脂具有黏性,容易吸附灰塵B.室外的灰塵比較多,在琥珀上積聚的速度比較快C.經(jīng)絲綢摩擦后的琥珀帶電,能吸引灰塵D.琥珀具有磁性,周圍的灰塵經(jīng)磁化后被琥珀吸引答案C解析帶電體能吸引輕小物體,所以C項正確.題組二、靜電的應(yīng)用與防止5.下列哪項不屬于靜電的利用()A.靜電復(fù)印 B.靜電除塵C.使用避雷針 D.靜電噴涂答案C解析復(fù)印機復(fù)印文件資料,就是利用靜電使墨粉吸附在鼓上,故A屬于靜電的利用;靜電除塵時除塵器中的空氣被電離,煙霧顆粒吸附電子而帶負電,顆粒向電源正極運動,故B屬于靜電應(yīng)用;下雨天,云層帶電打雷,往往在屋頂安裝避雷針,是導(dǎo)走靜電,防止建筑物遭雷擊,故C屬于靜電防止;噴槍噴出的油漆微粒帶正電,因相互排斥而散開,形成霧狀,被噴涂的物體帶負電,對霧狀油漆產(chǎn)生引力,把油漆吸到表面,D屬于靜電應(yīng)用.6.為了防止靜電產(chǎn)生的危害,下列做法正確的()A.在高大的建筑物頂端裝上避雷針B.小汽車上有一根露在外面的小天線C.在高大的煙囪中安裝靜電除塵器D.汽車制造廠車間里進行靜電噴漆答案A解析當打雷的時候,由于靜電感應(yīng),在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電,容易導(dǎo)致雷擊事故,所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以利用尖端放電,中和云層電荷,保護建筑物的安全,屬于靜電危害的防止,選項A符合題意;小汽車上有一根露在外面的小天線,是接收無線電信號的,與靜電的利用和防止無關(guān),選項B不符合題意;靜電除塵時除塵器中的空氣被電離,煙霧顆粒吸附電子而帶負電,顆粒向電源正極運動,屬于靜電應(yīng)用,選項C不符合題意;噴槍噴出的油漆微粒帶正電,因相互排斥而散開,形成霧狀,被噴涂的物體帶負電,對霧狀油漆產(chǎn)生引力,把油漆吸到表面,屬于靜電應(yīng)用,選項D不符合題意.7.小強在加油站加油時,看到加油機上有如圖135所示的圖標,關(guān)于圖標涉及的物理知識及其理解,下列說法正確的()圖135A.制作這些圖標的依據(jù)是靜電屏蔽原理B.工作人員工作時間須穿絕緣性能良好的化纖服裝C.化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患D.用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)該沒有關(guān)系答案C解析據(jù)題意,梳頭過程中梳子與頭發(fā)摩擦?xí)a(chǎn)生放電現(xiàn)象,選項D錯誤;非棉手套、衣服與身體摩擦更容易產(chǎn)生靜電,選項B錯誤,選項C正確;脫衣服過程因為摩擦?xí)a(chǎn)生靜電,這些圖標都是為了防止靜電引起火災(zāi),故選項A錯誤.8.關(guān)于靜電的利用和防止,以下說法正確的是()A.沒有安裝避雷針的建筑物一定會被雷電擊毀B.油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上,避免產(chǎn)生電火花引起爆炸C.飛機起落架的輪胎用絕緣橡膠制成,可防止靜電積聚D.手術(shù)室的醫(yī)生和護士都要穿絕緣性能良好的化纖制品,可防止麻醉藥燃燒答案B解析下雨時,一般會有雷電,如果在高大建筑物頂端裝上避雷針,通過避雷針與大地相連,就能及時把電荷導(dǎo)入大地,從而避免建筑物被雷電擊壞,如果沒有安裝會有危險,但對低矮的建筑不至于一定被雷電擊毀,選項A說法錯誤;油罐車在運動的過程中,由于里面的油在晃動,也會摩擦產(chǎn)生靜電,后面拖一條的鐵鏈就可以及時的把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走,有利于消除靜電,故B符合題意;飛機上的著地輪裝有搭地線或用導(dǎo)電橡膠做輪胎,是為了及時地把飛機在飛行過程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過導(dǎo)體而轉(zhuǎn)移給大地,以免發(fā)生放電現(xiàn)象,保證飛機和乘客的安全,選項C說法錯誤;絕緣性能良好的化纖制品的衣服不能及時把靜電導(dǎo)入大地,容易造成手術(shù)事故,選項D說法錯誤.9.圖136為靜電除塵器除塵機理的示意圖,塵埃在電場中通過某種機制帶電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵目的,下列說法正確的有()圖136A.到達集塵極的塵埃帶正電荷B.電場方向由集塵極指向放電極C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D.在同一位置帶電量越多的塵埃所受電場力越大答案BD解析由圖可知,集塵極帶正電,電場方向應(yīng)由集塵極指向放電極,帶電塵埃帶負電,所受電場力的方向與電場方向相反,故B正確,A、C錯誤;由FEq可知D正確.10.靜電除塵器是目前普遍采用的一種高效除塵器,如圖137所示,A為帶電極板,實線為除塵器內(nèi)電場的電場線,虛線為某粒帶電粉塵的運動軌跡,P、Q為運動軌跡上的兩點,下列說法正確的是()圖137A.該電場是一個勻強電場B.帶電極板A帶負電C.該帶電粉塵帶負電D.該帶電粉塵在P、Q兩點所受電場力的大小FPFQ答案C解析根據(jù)電場線的分布可知,該電場不是勻強電場,電極板A應(yīng)帶正電,帶電粉塵在P、Q兩點所受電場力的大小FPFQ,故A、B、D錯誤;由帶電粒子的運動軌跡可知C正確.- 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