2019-2020学年高中物理 第1章 电场 第8节 静电与新技术课件 粤教版选修3-1

第八节静电与新技术1．关于电容器的下列说法中不正确的是()A．电容大小与两板间电势差成正比B．两板间电势差与电容器所带电荷量成正比C．两板间电势差从10V升高到11V或从50V升高到51V，电荷量的增加相等D．电容大小与两板间电势差无关【答案】A【解析】电容器的电容是由电容器本身决定的，与两极板间电压无关，A错误，D正确；由C＝QU知，U与Q成正比，B正确；由C＝ΔQΔU知，ΔQ与ΔU成正比，C正确．2．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明()A．A所带的电荷量比B多B．A比B能容纳更多的电荷量C．A的体积比B的体积大D．两电容器的电压都改变1V时，A的电荷量改变比B的大【答案】D3．如图中，开关S闭合后不断开，当增大两板间距离后，则电容器所带电荷量Q、电容器电容C、两板电压U及极板间电场强度E的变化情况为()A．Q不变，C不变，U不变，E变小B．Q变大，C不变，U变大，E不变C．Q变小，C减小，U不变，E减小D．Q不变，C减小，U不变，E减小【答案】C一、静电除尘静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在________的作用下，奔向并吸附到异性电极上．二、防止静电危害防止静电灾害的基本原则是：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．避免静电积累的常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等．电场力家用电视机荧光屏表面经常有许多灰尘，其主要原因是什么？【答案】静电产生后吸引轻小的灰尘．在静电应用技术中，有一种较常见的装置，那就是静电除尘装置．在此装置中，通过金属圆筒与金属线之间加上的高电压在两者之间产生场强很强的电场，而且靠近金属丝附近场强更大．金属丝附近的强电场将周围空气电离成电子和正离子．筒里面的灰尘很容易吸附电子，因此这些带负电的灰尘就被吸附到金属圆筒上，从而达到静电除尘的目的．静电除尘装置例1如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离出的电子在电场力的作用下运动，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()A．N接电源的正极B．M接电源的正极C．电场强度EB＞EAD．电场强度EB＜EA解析：电子附在煤粉上，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，N接电源正极．将金属棒与金属管壁看做电容器，则其内部电场线分布情况如图所示．由图可知金属棒附近的B点处电场线较密，而靠近金属管壁的A点处电场线较疏，故B处电场强度比A处电场强度大，即EB＞EA．答案：AC例2为研究静电除尘，有人设计了一种盒状容器．容器侧面是绝缘的透明玻璃，它的上下底面是面积S＝0.04m2的金属板，间距L＝0.05m，当连接到U＝2500V的高电压电源正负极时，能在两金属极板间产生一个匀强电场．如图所示．现将一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米的烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处在静止状态，每个颗粒带电荷量均为q＝＋1.0×10－17C，质量m＝2.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气的阻力，并忽略烟尘颗粒所受到的重力．求合上开关后：(1)经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？(2)除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功？(3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？解析：(1)只有当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下极板时，烟尘才全部被吸附．将烟尘颗粒的运动处理为初速度为零的匀加速运动．由运动学公式和牛顿第二定律得L＝12·qUmLt2，t＝L2mqU＝0.02s．(2)将整个烟尘颗粒整体带电看作为处在中心位置的点电荷，并根据电场力做功公式可得W＝12NSLqU＝2.5×10－4J．(3)设烟尘颗粒下落距离为x，动能表达式为Ek＝12mv2·NS(L－x)＝qUxL·NS(L－x)．当x＝12L时，动能值Ek最大，此时x＝12at′2，所以t′＝LmqU≈0.014s．答案：(1)0.02s(2)2.5×10－4J(3)0.014s1．(2018·福建模拟)为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心．当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的．假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是()A．金属圆筒内存在匀强电场B．金属圆筒内越靠近收尘极电势越低C．带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大D．带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小【答案】D【解析】根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故A错误；逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故B错误；尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故C错误；离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，故D正确．静电的危害很多，它的第一种危害来源于带电体的互相作用．在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电，会使纸页黏合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧光屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图象的清晰程度和亮度降低；就连混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼．静电的危害静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸．漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，这对人体基本无害．但在手术台上，静电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，导致工人死伤，矿井报废．例3下列措施中，不属于防止静电危害的是()A．油罐车后有一条拖在地面上的铁链条B．小汽车上有一根露在外面的小天线C．在印染厂中保持适当的湿度D．在地毯中夹杂不锈钢丝导电纤维解析：油罐车后装一条拖在地面上的铁链条，可以及时导走油罐车上产生(摩擦等原因)的静电荷，避免电荷越积越多，从而产生高压放电，使油罐车起火爆炸，所以A项正确；在地毯中夹杂导电纤维，同样是为了导走摩擦产生的静电荷，而印染厂中保持适当湿度，是为了使静电荷及时散失，避免干扰印染的质量，所以C、D项正确；而在小汽车外露出一根小天线，是为了接收无线电信号，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，因静电屏蔽作用，无法收到无线电信号，因此，B项错；所以A、C、D项正确．答案：B2．下列说法错误的是()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墨粉带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到带异性电荷的白纸上C．静电喷墨的原理是让油滴带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到吸引油滴的工件上D．静电复印中的硒鼓上字迹的像，实际是曝光的地方【答案】D【解析】A、B、C均是利用静电，先让微粒带电，然后在电场力作用下奔向并吸附在异性电极上，都是正确的；静电复印中的字迹是光照射不到的地方，D错．