静电知识考核试卷及答案

静电知识考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列关于静电的说法正确的是A.静电只能存在于绝缘体表面B.静电荷的定向移动形成持续电流C.摩擦起电的本质是电荷的转移而非创造D.金属导体无法积累静电答案：C2.用丝绸摩擦玻璃棒后，玻璃棒带正电，其原因是A.丝绸失去电子B.玻璃棒获得质子C.玻璃棒失去电子D.丝绸获得中子答案：C3.在相对湿度为80%的车间里，静电最易积累的材料是A.铝箔B.浸盐水棉布C.表面涂抗静电剂的PVCD.干燥聚四氟乙烯薄膜答案：D4.一台电子天平称量塑料零件时读数漂移，最可能由下列哪种静电效应导致A.静电屏蔽B.静电吸附C.静电感应D.静电放电答案：B5.当带电云团与地面间场强超过3×10⁶V/m时发生闪电，该数值对应的物理机制是A.欧姆定律B.帕邢定律C.高斯定理D.空气击穿阈值答案：D6.下列哪项操作可有效降低粉末气力输送管道的静电风险A.提高气流速度至50m/sB.采用导电率小于10⁻¹²S/m的塑料管C.每30m设置一处静电接地金属刷D.在管道内壁喷涂环氧树脂绝缘层答案：C7.在静电喷涂工艺中，旋杯边缘场强最大处最先出现A.电晕放电B.刷形放电C.火花放电D.沿面放电答案：A8.人体电容一般按100pF估算，若操作者带电量2μC，其对地电位为A.20VB.200VC.2kVD.20kV答案：D9.静电消除器中的“针尖阵列”利用的物理原理是A.热电效应B.场致发射C.压电效应D.霍尔效应答案：B10.下列关于静电接地的说法错误的是A.静电接地电阻一般要求≤10ΩB.静电接地可与防雷接地共用同一网络C.静电接地目的是提供电荷泄放通道D.静电接地无法降低绝缘体表面电位答案：B11.在电子制造车间，离子风机平衡度测试通常使用A.法拉第笼B.充电板监测仪C.高阻计D.钳形电流表答案：B12.静电放电模型中，MM模型指A.机器模型B.人体金属模型C.带电器件模型D.传输线脉冲模型答案：A13.当绝缘液体流速超过7m/s时，静电起电量急剧增加，其主导机制为A.双电层分离B.电解电离C.光电效应D.汤姆孙效应答案：A14.下列哪项不是IEC6134051标准要求的EPA必备要素A.静电接地腕带B.静电屏蔽袋C.湿度控制≥30%RHD.防静电工作台面答案：C15.静电放电对CMOS器件最敏感的管脚通常是A.电源VDDB.地VSSC.高阻输入端D.输出驱动端答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分；每题至少两个正确答案，多选少选均不得分）16.下列哪些措施可降低非导电薄膜卷绕过程的静电A.在收卷前安装静电刷B.提高环境湿度至65%RHC.使用导电性能良好的纸管芯D.降低卷绕张力答案：A、B、C17.静电感应现象可应用于A.静电复印机感光鼓充电B.电容式触摸屏坐标检测C.静电喷涂粉末吸附D.验电器箔片张开答案：A、B、D18.关于静电屏蔽，下列说法正确的是A.金属网可屏蔽外部静电场B.屏蔽体必须完全封闭C.屏蔽效果与孔径尺寸有关D.接地后的屏蔽体内部场强为零答案：A、C、D19.静电放电引发的危害包括A.电子设备软错误B.粉尘爆炸C.精密天平称量误差D.金属电化学腐蚀答案：A、B、C20.下列哪些属于静电测试仪器A.静电场强计B.高阻计C.静电电荷量表D.扭秤答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）21.静电荷只能在物体表面分布，不能进入内部。答案：×22.摩擦起电序列中位置相距越远，产生的电荷密度越大。答案：√23.静电接地后，绝缘体表面电荷会立即消失。答案：×24.静电放电可以产生X射线。答案：×25.相对湿度升高会降低聚合物的表面电阻率。答案：√26.静电屏蔽袋的金属层厚度越厚，屏蔽效能越好。答案：√27.静电放电对LED器件的损伤阈值普遍高于HBM2kV。答案：√28.静电喷涂中，粉末粒径越小，所需充电电压越高。答案：×29.静电消除器产生的正负离子复合速率与风速无关。答案：×30.静电放电波形上升时间越短，对高速IC威胁越大。答案：√四、填空题（每空2分，共20分）31.库仑定律公式F=________，其中ε₀=________F/m。答案：k·|q₁q₂|/r²，8.85×10⁻¹²32.静电场中电势梯度与场强关系为E=________。答案：−∇φ33.表面电阻率单位是________，体积电阻率单位是________。答案：Ω，Ω·m34.人体静电放电HBM模型标准电阻为________Ω，电容为________pF。答案：1500，10035.帕邢定律描述气体击穿电压与________和________的函数关系。答案：气压，极距36.静电喷涂常用负高压电源输出________kV，电流小于________mA。答案：60，0.237.静电接地电阻测试仪通常采用________Hz交流信号，以避免________腐蚀。答案：128，电化学38.静电消除器平衡电压应小于________V，衰减时间常数应小于________s。答案：±50，139.静电放电敏感度分级中，Class0器件耐压小于________V。答案：25040.法拉第笼原理基于________定理，其表面电荷分布满足________条件。答案：高斯，等势五、简答题（每题6分，共30分）41.简述静电放电三要素及其相互关系。答案：静电放电三要素为电荷积累、能量存储、放电通道。电荷积累源于接触分离、摩擦或感应；能量存储表现为物体间电位差与电容储能；放电通道提供电荷快速泄放路径，三者缺一不可。电荷量决定储能大小，储能大小决定放电能量，通道阻抗决定放电波形与危害程度。42.说明静电喷涂中“环抱效应”产生的原因及改善措施。答案：环抱效应指带电粉末粒子受电场力作用向工件背面绕射沉积，导致膜厚不均。原因：1.边缘场强集中，2.粉末电荷质量比高，3.气流曳力与电场力耦合。改善：降低喷枪电压至40kV，提高输送风速至15m/s，采用多角度喷枪布置，使用反向电离风刀吹除过喷粉末。43.列举三种静电测试方法并比较其适用场景。答案：1.充电板监测仪：测试离子风机性能，量程±1kV，适合EPA日常巡检；2.静电场强计：非接触测量表面场强，量程0–200kV/m，适合薄膜生产线；3.高阻计：测材料体积电阻率，量程10⁶–10¹⁷Ω·cm，适合实验室材料认证。44.解释为何干燥冬季脱毛衣易见火花，而夏季罕见。答案：冬季相对湿度低（<30%），纤维表面水膜薄，电阻率高，摩擦分离后电荷不易泄漏；同时空气击穿场强随湿度降低而下降，易达放电阈值。夏季湿度高（>60%），纤维表面形成导电水膜，电荷快速泄漏；且空气击穿场强升高，需更高电位才能放电。45.概述静电接地与电气安全接地的区别。答案：静电接地目的为泄放静电荷，电阻要求≤10Ω，电流通常微安级，可与防雷、电源接地共网但需评估电位差；电气安全接地为保护人身设备，电阻要求≤4Ω，故障电流可达千安级，必须独立设置保护导体，禁止与静电接地混用保护器件。六、计算题（共25分）46.（8分）平行板电容器极板面积0.02m²，间距2mm，中间填充εr=3.5的聚丙烯薄膜，极板带电量Q=5×10⁻⁷C，求：(1)电容C；(2)极板间电压U；(3)存储能量W。答案：C=ε₀εrA/d=8.85×10⁻¹²×3.5×0.02/0.002=3.10×10⁻¹⁰FU=Q/C=5×10⁻⁷/3.10×10⁻¹⁰=1.61×10³VW=½QU=0.5×5×10⁻⁷×1.61×10³=4.03×10⁻⁴J47.（9分）某油罐车容积30m³，灌装流速为2m/s，油管直径0.1m，液体电导率σ=5×10⁻¹²S/m，相对介电常数εr=2.3，求：(1)流量Q；(2)流动电流I（按Schön公式I=5.1×10⁻⁶·v²·d²）；(3)若对地电容C=1nF，求5分钟后罐内电压U。答案：Q=v·πd²/4=2×π×0.1²/4=1.57×10⁻²m³/sI=5.1×10⁻⁶×2²×0.1²=2.04×10⁻⁷At=300s，Qcharge=I·t=6.12×10⁻⁵CU=Qcharge/C=6.12×10⁻⁵/1×10⁻⁹=61.2kV48.（8分）人体电容100pF，对地电阻1×10⁹Ω，初始电位U₀=10kV，求：(1)放电时间常数τ；(2)电位降至1kV所需时间t；(3)若并联1MΩ电阻，重新计算t。答案：τ=RC=10⁹×100×10⁻¹²=0.1sU=U₀e^(−t/τ)⇒1000=10000e^(−t/0.1)⇒t=0.1·ln10=0.230s并联1MΩ后R′≈1MΩ，τ′=10⁶×100×10⁻¹²=1×10⁻⁴st′=1×10⁻⁴·ln10=2.30×10⁻⁴s=230μs七、综合应用题（共20分）49.某芯片封装车间新建EPA区域，面积200m²，温度23±2℃，相对湿度45±5%RH，地面为导静电橡胶垫（R≤10⁸Ω），操作台铺静电耗散台垫（R=10⁶–10⁹Ω）。请完成：(1)绘制EPA接地系统拓扑图（文字描述即可）；(2)列出关键监测项目及周期；(3)若实测某操作者腕带对地电阻为1.2×10⁸Ω，判断是否符合ESDS20.20要求并给出整改措施。答案：(1)拓扑：总接地汇流排→建筑钢筋网（≤1Ω）；分支A→台垫接地扣（1MΩ限流电阻）；分支B→腕带插座（1MΩ限流）；