2019-2020学年高中物理 第1章 电荷的相互作用 3 静电与生活学案 沪科版选修3-1

静电与生活1.知道静电的特点及在新技术中的应用2.知道静电的危害及控制(重点)一、雷电与避雷1雷电的形成自然界中的云层相互摩擦，导致云层间异种电荷大量集聚靠近地面的云层中电荷的大量集聚，会使地面因静电感应而引起电荷集聚云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏以上的高压这个高电压击穿空气(使空气电离)，产生最高可达几十万安培的瞬间电流电流生热使空气发光产生闪电，空气受热突然膨胀发出巨响形成雷声2避雷针是利用尖端放电原理来避雷的二、静电与现代科技静电在现代科技中有着广泛的应用1用静电净化空气2用静电提高喷洒农药效果3静电复印4静电植绒三、静电的危害及控制1危害：无论在日常生活和工农业生产中，还是在科学实验中随时都可能发生因静电作用而引起的危害，主要表现在由于静电力作用产生的不良后果和静电火花引起的危害2控制：工业生产中常用导线接地，适当增加空气湿度，用抗静电材料包装电子产品等方式防止静电的危害为什么安装了防盗网的室内手机信号不好，没安防盗网的室内手机信号好？提示：若把手机放入金属网罩中，金属网罩对手机信号起到屏蔽作用，安装防盗网对手机信号有一定影响故安装了防盗网的室内手机信号不如没安防盗网的室内手机信号好静电的应用学案导引生活中的静电应用的基本原理是什么？1避雷针电荷在导体表面的分布是不均匀的：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端部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电避雷针就是应用了导体尖端放电的原理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，会发生强烈的放电现象，可能产生雷击如果建筑物上安装了避雷针，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，就能保护建筑物，使其免遭雷击2电子空气净化器电子空气净化器利用风扇将空气送入机内空气流经正、负电极间时，首先经过带正电的网格，这时带负电的烟尘等粒子被吸附在其上接着，空气又通过带负电的网格，这时带正电的烟尘等粒子被吸附在其上最后，活性炭过滤器再将空气中的剩余尘粒过滤一遍，把洁净的空气送入室内3静电复印机激光扫描原稿上的文字或图案，经反射聚焦在携带静电的硒鼓上激光扫描到原稿上的空白处，硒鼓上相应部位的静电荷就被消除，留在硒鼓上的静电荷就形成了原稿的文字或图案墨粉被硒鼓上的静电吸引，被转移到复印纸上并被加热固定，复印纸上就出现了原稿上的文字或图案(多选)如图所示是静电除尘的原理示意图，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是()a中间金属丝a与金属管b分别接高压电源的电极b金属丝和金属管带电后具有吸引轻小物体的作用c烟尘通过该空间时被a、b两个电极的电荷吸引而被吸附，能起到除尘的作用d烟筒本身就有除尘作用，没有必要加高压电源思路点拨 解此题可利用静电吸引轻小物体的原理，结合电源两极的作用来分析解析烟筒内的两个金属电极必须接在高压电源上，使两个电极被充电而带上等量异种电荷，而电荷又有吸引轻小物体的作用，所以从下而上的烟尘被吸附在电极上，从上面的排烟口排出的气体就清洁了，从而起到除尘的作用，所以前三项正确，最后一项错误答案abc善于透过现象，挖掘现象的本质，从而提高分析、解决实际问题的能力 1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()a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，待在汽车里比待在木屋里要危险解析：选b电工高压带电作业时，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业，电工穿绝缘衣容易产生大量的静电，反而比较危险，选项a错误；因为塑料和油摩擦容易起电，产生的静电不易导走，形成静电积累，易造成爆炸和火灾事故，而用金属则能避免此危险，选项b正确；小鸟停在单根高压输电线上，小鸟两脚间的电压很小，小鸟不会被电死，选项c错误；金属车身的汽车也是很好的“避雷所”，一旦汽车被雷击中，它的金属外壳能起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，选项d错误.静电的危害及控制方法学案导引静电的存在有时会有不利的方面，如何控制？1静电的危害(1)静电的主要危害是其放电火花引发事故，如油罐车运油时，因为油与金属的振荡摩擦，会产生静电的积累，达到一定程度产生火花放电，容易引爆燃油，引起事故，所以要用一根铁链拖到地上，以导走产生的静电(2)另外，静电的吸附性会使印染行业的染色出现偏差等2防止静电的基本方法(1)防止静电危害的基本原则有：控制静电的产生，把产生的静电导走、中和，防止静电荷的积累(2)避免电荷积累的常用方法用导线接地、增加湿度、对非导电材料进行抗静电处理(多选)在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是()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思路点拨 根据避免静电积累方法及结合题目中静电积累的原因分析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，静电会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使车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，刚好需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保护电工的安全答案ab2.(多选)下列静电现象中有害并需要防止的是()a煤矿里产生静电火花b半导体器件生产车间芯片吸附尘埃c静电纸在喷墨打印机中吸附炭粉d静电在印刷车间使纸张粘在一起解析：选abd煤矿里产生的静电火花会引起瓦斯爆炸；半导体器件往往用抗静电材料包装，原因是它们在车间里会吸附一些尘埃，在运输途中也会吸附一些尘埃；静电在车间里使纸张粘在一起，会给印刷带来不便，这些都是有害的典例分析物体起电原因和静电控制的分析(9分)一同学根据自己的所学所想，总结了一篇科学生活报告，以下是报告中的部分内容，该内容中有部分认识是不科学或不正确的，请你依据所掌握的知识，将不合适的内容标号填入题后空格，并说明理由或加以修正“在我们身边有好多产生静电或放电的现象：冬天，空气干燥时，人们穿在身上的化纤服装经过摩擦可产生静电，当脱衣时会看到火花放电；汽车在长途行驶时，车身与空气摩擦也会产生静电，为了安全，车上一般都有一个“尾巴”导电的金属吊链，将电荷随时导入地下；冬天，放学回家，用手推金属门时，也会产生放电，这是人体与金属门之间的温差所致；云彩中的微尘常常带有大量的静电，当不同电性的云块遇到一起，或带电云块与地面之间遇上潮湿的空气时，都容易发生放电，引起闪电和雷声；一些工厂的车间内往往存在大量的带电浮尘，为防止静电过多发生放电，引起火灾；可以在车间两端的墙壁上，加上两个大电极，通过吸附带电浮尘来消除静电；也可以经常喷洒水雾，增加空气湿度，防止产生静电；或者增加厂房的干燥程度，使空气处处绝缘，带电的粉尘就不能放电了”以上所述，不科学或不正确的有：(1)标号不正确，理由或修正为人身上的静电与接地的金属门发生放电，与温差无关(2)标号_，理由或修正为_(3)标号_，理由或修正为_(4)标号_，理由或修正为_思路点拨 解此题的关键是对题目中提及的各种现象结合所学物体起电原因和静电控制的方法分析解析中所述现象正确中所述不正确，一般是在油罐车或运输易燃的物品的车辆后面有一金属吊链(3分)中现象产生的原因是人带电后与接地的金属门发生放电，与温差无关中所述现象正确中所述方法是不科学的，不可能制作很大的极板，这样效果差，同时也不安全(3分)中所述方法正确中所述不正确，空气越干燥，电荷越容易积累，一旦放电危险更大(3分)答案(2)不正确运输燃油或易燃物品的车后要挂金属吊链，普通车一般不挂(3)不科学厂房较大，制作大电极板耗材多，效果差，也不安全(4)不正确空气越干燥，电荷越容易积累，一旦放电危险更大随堂检测1(多选)有关静电的以下说法中正确的是()a干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，听到噼啪声，这是一种静电现象b室内栽花种草可有效防止静电c家用电器上装一根接地线能防止静电危害d地毯中夹杂很细的不锈钢纤维能防止静电危害解析：选abd选项a中的现象是摩擦起电现象属于静电现象，a正确；室内栽花种草可调节室内湿度，能有效防止静电，b正确；选项c主要是用来防止漏电触电，c错误；防止静电危害的最好方法是及时把产生的静电导走，选项d采用这种方法来防止静电，d正确2下列与静电屏蔽无关的是 ()a避雷针的顶端做的很尖细b用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙c超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成d电视闭路线芯外常包有一层金属网解析：选a避雷针是应用尖端放电的原理，其余三项均是利用了金属对内部的静电屏蔽作用3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以上解释都不正确解析：选b带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层电性相反的静电，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，故b正确4常见的电脑显示器的玻璃荧光屏容易布满灰尘，这主要是因为()a灰尘的自然堆积b电脑工作时，荧光屏表面有静电而吸附灰尘c玻璃有极强的吸附灰尘的能力d电脑荧光屏表面温度较高而吸附灰尘解析：选b荧光屏由于受阴极射线的冲击而使屏外表面带上大量的静电，从而吸附灰尘5. 在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带电，如图所示(1)解释为什么靠近传送带的任何物体都会带电(2)你可以用什么方法来解决这个问题？解析： (1)传送带在传送货物过程中由于与货物摩擦而带电，而靠近它的物体又由于感应而带电(2)要消除静电，应设法让产生的静电尽可能导走可以在传送带上镀上金属膜并接地或增加空气的湿度等答案：(1)传送带与货物摩擦而带电，而靠近它的物体又由于感应而带电(2)传送带上镀上金属膜并接地或增加空气的湿度等课时作业一、单项选择题1高压供电线路在不断电的情况下进行检修，检修人员必须穿上特制的用金属丝编制的工作服才能安全作业这是因为人穿上金属丝衣服工作时()a人体的电势为零，且电场强度为零b人体的电势为零，但电场强度不为零c人体的电势不为零，且人的电势低于高压线路的电势d人体的电势不为零，且人和高压线路的电势相等解析：选d金属网能起到屏蔽电场的作用，使人体内的场强保持为零，对人体起到保护作用但是，人体的电势与高压线路的电势始终相等，所以本题只有d正确2静电在生产生活中有许多应用，下列技术中不是利用静电原理的是()a激光打印b电蚊拍c静电喷洒 d电子空气净化解析：选b激光打印和激光复印的原理是相似的，也是靠硒鼓上的静电吸附墨粉来工作的；电蚊拍是利用高压电所产生的电流来杀死蚊子的；静电喷洒和静电喷涂是一个道理，都是使洒出的液体带上静电以利于吸附到要喷的介质上；电子空气净化设备都是靠静电来吸附空气中的微尘，从而净化空气的3人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘，这是因为()a人造纤维的导电性好，容易吸引灰尘b人造纤维的导电性好，容易导走静电，留下灰尘c人造纤维的绝缘性好，不易除掉灰尘d人造纤维的绝缘性好，容易积累静电，吸引灰尘解析：选d人造纤维比棉纤维绝缘性好，与空气摩擦产生的静电不易导走而使电荷积累，积累的电荷对灰尘有吸附作用故选项d正确4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防止漏电解析：选b在可燃气体环境(如乙醚)中，产生静电时，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除掉(如导入大地)，因此只有b选项正确5在利用静电为人类服务的同时，静电也给人们的生产和生活带来一定的麻烦，下列各现象中，不是由于静电而引起的是()a化纤的衣服容易吸引灰尘b买食品时，装食品的塑料袋粘在手上甩不掉c冬天用温手去摸室外的铁棒，手会被粘在铁棒上d在北方的冬季，触摸门把手时，常会有被电击的感觉解析：选ca、b、d三项中都是因为摩擦起电而产生的静电现象，而c项中的现象则是由于手上的水遇冷凝固所致6静电在各种生产和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上现有三个粒子a、b、c从p点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则()aa带负电荷，b带正电荷，c不带电荷ba带正电荷，b不带电荷，c带负电荷ca带负电荷，b不带电荷，c带正电荷da带正电荷，b带负电荷，c不带电荷解析：选b同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以飞向左侧负电荷的粒子带正电，飞向右侧正电荷的粒子带负电，在电场中不偏转的是中性粒子，即不带电二、多项选择题7为了防止静电危害，下列措施正确的是()a油罐车上拖一条与地面接触的铁链b飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎c在地毯中夹杂不锈钢纤维d尽可能保持印染厂空气干燥解析：选abc油罐车上拖一条与地面接触的铁链，是为了导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电，以防止静电积累，a正确；飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了导走飞机与空气、灰尘等摩擦时产生的静电，以防止静电积累，故b正确；在地毯中夹杂不锈钢纤维，是为了将人走动时产生的静电导走，以防止静电积累，故c正确；印染厂里的空气应保持适当的湿度，以便导走纸页间相互摩擦产生的静电，防止静电积累，所以只有选项d错误8下列与雷电和避雷相关的说法中正确的是()a雷电是云层间或云层与地面间产生的放电b雷声是由于空气受热突然膨胀发出的巨响c闪电是由于电流生热而使空气发光产生的d导体的尖端易放电，不能用尖端导体避雷解析：选abc导体的尖端容易放电，也正是因为这个特点，可以利用尖端放电制作避雷针来减小雷电造成的危害9.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