2018-2019版物理新设计同步粤教版选修3-1讲义：第一章

[目标定位] 1.了解静电的产生；了解现实生活中静电的应用.2.知道如何防止静电的危害．
一、锁住黑烟
在静电除尘装置中，高压电源的正、负极分别接到金属圆筒和管心的金属线上，它们之间有很强的电场，使空气分子被电离，电子在向着金属圆筒正极运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使尘埃带负电，并被吸附到金属圆筒上．
例1为模拟空气净化过程，有人设计了如图1所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等．第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒的运动方向如图乙所示．已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即f＝k v(k为一定值)，假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中()
图1
A．尘粒最终一定都做匀速运动
B．电场对单个尘粒做功的最大值相等
C．尘粒受到的电场力大小相等
D．第一种方式除尘的速度比第二种方式除尘的速度快
解析尘粒在两种装置中开始时都做加速直线运动，随着速度都增大，阻力增大，由于尘粒离板的距离不一样，不是所有尘粒都最终能达到匀速，A选项错误；电场力做功与路径无关，只与初、末位置电势差有关，所以两种装置中，电场力做功的最大值均为W＝Uq，B选项正确；乙图中电场为辐射状，所以越靠近筒边缘场强越小，尘粒受到的电场力越小，C选项错误，故选B.
答案 B
二、防止静电危害
1．静电的危害：
(1)衣服上的静电使人感到不自在．
(2)影响半导体器件的产品质量．
(3)在印刷行业，静电影响纸张的正常分离、叠放．
(4)静电会发生火花放电，引起易燃物品的燃烧和爆炸．
2．防止静电危害的基本原则是：控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免静电的积累．通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电．调节空气的湿度也是防止静电危害的好办法．
3．避免静电积累的常用方法：静电接地、增加湿度，非导电材料的抗静电处理等．
【例2】由于人们行走时鞋子和地板摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对于电脑机房、电子厂等单位会造成一定的影响，防静电地板又叫做耗散静电地板(如图2所示)，当它接地或连接到任何较低电势点时，使电荷能够耗散，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，下列关于防静电地板正确的是()
图2
A．地板下面要铺设铝箔的作用是防潮
B．地板必须是绝缘体材料
C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维
D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料无所谓绝缘体或导体
解析在该情景中，地板在施工中，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体就是要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，这样才能将静电通过地板下面铺设的铝箔导走，故选项C正确，A、B、D错误．
答案 C
1．(静电的应用)下列措施利用了静电的是()
A．油罐车的油罐有条铁链搭到地上
B．农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电
C．家用电器如洗衣机接有地线
D．手机一般都装有天线
答案 B
解析油罐车的油罐有条铁链搭到地上，目的是把油罐车产生的静电导到地下，保证油罐车的安全，家用电器也一样，A、C错误；农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，而叶子上都带有负电，农药不会被风吹走，B正确；手机接有天线目的是为了更好的接收信号，D错误．
2．(防止静电危害)最近，一则“女子自助加油静电起火点燃油枪”的视频被微信疯转！有关加油时静电起火，下列说法正确的是()
A．加油时可以通过整理衣服导走静电
B．通过加油机接地的金属面板进行操作，不会导走身上的静电
C．加油前可以先通过洗手以清除静电
D．衣服上的静电产生方式属于接触起电
答案 C
解析加油时整理衣服，衣服与空气产生摩擦，不仅不会导走静电，还会产生更多的静电，故A错误；通过加油机接地的金属面板进行操作，会导走身上的静电，故B错误；加油前可以先通过洗手消除静电，同时手比较湿润，也不会产生静电，故C正确；衣服上的静电产生方式属于摩擦起电，故D错误.
(时间：40分钟)
题组一静电的应用
1．对于静电喷漆的说法，下列正确的是()
A．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来
B．当油漆从喷枪喷出时，油漆粒子带负电，物体不带电，相互吸引而被物体吸附
C．从喷枪喷出的油漆粒子带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上
D．因为油漆粒子相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆答案 C
解析喷枪喷出的油漆粒子带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，从而减少了浪费，所以只有C正确．
2. (多选)某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图1，带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，以下说法正确的是()
图1
A．该电场是匀强电场
B．a点电势高于b点电势
C．电场力对粉尘做正功
D．粉尘的电势能增大
答案BC
解析该电场的电场线疏密不均匀，所以不是匀强电场，故A错误；沿着电场线方向电势降低，所以a点电势高于b点电势，故B正确；带负电粉尘受电场力向右，由b点运动到a点，电场力对粉尘做正功，故C正确；带负电粉尘被吸附时由b点运动到a点，电场力对粉尘做正功，电势能减小，故D错误．3．(多选)如图2所示，在玻璃管中心轴上安装一根直导线，玻璃管外绕有线圈，直导线的一端和线圈的一端分别跟感应圈的两放电柱相连．开始时，感应圈未接通电源，点燃蚊香，让烟通过玻璃管冒出．当感应圈电源接通时，玻璃管中的导线和管外线圈间就会加上高电压，立即可以看到不再有烟从玻璃管中冒出来了．过一会儿还可以看到管壁吸附了一层烟尘，这是因为()
图2
A．烟尘在高压电场作用下带上了负电
B．烟尘在高压电场作用下带上了正电
C．带负电的烟尘吸附在线圈上，因此看不到有烟冒出
D．带正电的烟尘吸附在直导线上，因此看不到有烟冒出
答案AC
解析烟尘在直导线和管外线圈形成的高压电场作用下，带上了负电，带负电的烟尘颗粒被吸附到了带正电的线圈上，因此看不到有烟冒出．A、C项正确．4．(多选)如图3为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是()
图3
A．到达集尘极的尘埃带正电荷
B．电场方向由集尘极指向放电极
C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
答案BD
解析集尘极与电源的正极相连带正电，放电极带负电，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移，说明尘埃带负电荷，A项错误；电场方向由集尘极指向放电极，B 项正确；带电尘埃带负电，因此所受电场力方向与电场方向相反，C项错误；同一位置电场强度一定，由F＝qE可知，尘埃电荷量越多，所受电场力越大，D 项正确．
题组二静电的防止
5．专门用来运输柴油、汽油的油罐车，在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链，对它的作用下列说法正确的是()
A．让铁链与路面摩擦产生静电，使油罐车积累一定的静电荷
B．让铁链发出声音，以引起其他车辆的注意
C．由于罐体与油摩擦产生了静电，罐体上的静电被铁链导入大地，从而避免了火花放电
D．由于罐体与油摩擦产生了静电，铁链将油的静电导入大地，从而避免了火花放电
答案 C
解析在运输柴油、汽油时，由于上下左右颠簸摇摆，造成油和油罐摩擦而产生静电，所以在油罐车尾部装一条拖在地上的铁链能将静电导入大地从而避免静电的积累．
6．(多选)在下列措施中，哪些能将产生的静电尽快导走()
A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度
C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套
答案AB
解析飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量静电荷，降落时会对地面人员带来危害及火灾隐患．因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中安全措施之一就是车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，则需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保证电工的安全．
7．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了()
A．除菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电答案 B
8．小明在加油站看到一条醒目的标语：“严禁用塑料桶装运汽油”小明对此有下列理解，你认为其中正确的是()
A．塑料桶易破损，不适合装汽油
B．汽油与塑料桶发生化学反应，塑料桶将被溶化
C．汽车运动中汽油和塑料桶不断发生摩擦，积累的电荷太多容易发生放电引起火灾
D．塑料是热的良导体，汽车运行要发热，热通过塑料桶传给汽油达到燃点会引起火灾
答案 C
解析汽油和塑料属于不同的物质，汽车运行中汽油和塑料桶不断发生摩擦，积累的电荷太多容易发生放电引起火灾．
9．随着人们生活水平的提高，各种家用电器日益走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电荷会被人体吸收并积存起来，加之室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰，由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化，抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电
的影响，心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重，过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽，我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列可行的是()
①要勤拖地、勤洒些水②要勤洗澡、勤换衣服③选择柔软、光滑的化纤类衣物④尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具
A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④
答案 C
解析空气干燥，人在走动的过程中容易产生静电，所以勤拖地、勤洒些水可以有效防止静电．故①正确；勤洗澡、勤换衣服，可以有效防止静电，故②正确；化纤类衣服和化纤地毯和以塑料为表面材料的家具容易因摩擦产生静电，而且容易积累，所以要尽量避免选择化纤类衣物，尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，故③错误，④正确．
10．在冬天或者秋天，当我们用塑料或牛角制成的梳子梳头发时，往往会听到轻微的“淅淅”声．这是什么原因？
答案见解析
解析在用塑料或牛角制成的梳子梳头发时，会产生静电．部分异种静电中和时就会形成题中所介绍的现象．。