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第7节　静电的利用和防护
(分值:100分)
选择题1~11题,每小题8分,共88分。
基础对点练
题组一　静电的利用
1.下列关于静电除尘的说法中正确的是 (　　)
进入除尘器后,烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电,颗粒向电源负极运动
除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动
烟雾颗粒带电后,受到竖直向下的电场力而向下运动
烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒,排到大气中人眼看不到
2.静电复印机的中心部件,是一个可以旋转的接地的铝辊,表面镀着一层半导体硒,叫作硒鼓。半导体硒有特殊的光电性质,没有光线照射时是很好的绝缘体,能保持电荷,受到光的照射就立刻变成导体,将所带的电荷导走。复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤,这些步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的。如图所示,曝光后的硒鼓上留下H字符,关于H字符,下列说法中正确的是 (　　)
H字符是没有光照射的地方,不带电荷
H字符是没有光照射的地方,保持着正电荷
H字符是有光照射的地方,不带电荷
H字符是有光照射的地方,带正电荷
3.(多选)工人在对带电高压电缆进行检修工作时需全身穿戴屏蔽服进行作业。下列有关屏蔽服说法正确的是 (　　)
屏蔽服功能的实现利用了电阻分流的原理
屏蔽服可以保护人体免受高压电场、电磁波的危害
屏蔽服一般使用电阻率较大的材料制成
屏蔽服必须是密封的,才能起到静电屏蔽的作用
4.如图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,以达到除尘目的,下列表述正确的是 (　　)
到达集尘极的尘埃带正电荷
电场方向由放电极指向集尘极
带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
5.(多选)(2024·浙江金华高二期中)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图,污浊空气通过过滤网后使尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极(接地)下列说法正确的是 (　　)
通过过滤网后空气中的尘埃带负电
尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大
c、d两个电极之间的电场方向竖直向上
尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功
题组二　静电的危害与防治
6.下列措施中不是为了防治静电产生危害的是 (　　)
飞机的轮胎使用导电橡胶制成的
罐车尾部常拖一条铁链
电视机上装一根户外天线
在高大的建筑物顶端装上避雷针
7.(多选)(2024·四川绵阳高二期中)如图所示是闪电击中广州塔的画面,广州塔的尖顶是一避雷针,雷雨天气时,底端带负电的云层经过避雷针上方时,避雷针尖端放电形成瞬间强电流,乌云所带的负电荷经避雷针导入大地,在此过程中,下列说法正确的是 (　　)
云层靠近避雷针时,针尖感应出正电荷
避雷针上的电流方向从尖端流向底端
避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
云层上负电荷流向避雷针的过程中,其电势能减小
综合提升练
8.(多选)研究表明,地球表面存在微弱的电场。某次科学研究中,为了研究电子只在重力作用下的运动,将产生电子的装置放入如图所示的导体空腔中,导体空腔已在电场中达到了静电平衡,则下列说法正确的是 (　　)
导体空腔达到静电平衡时,内表面没有电荷
电子在导体空腔内运动时,不受电场力的作用
若在导体空腔上打多个小孔,则电子在空腔内会受到电场力
若在导体空腔内放一带电体,则外电场的电场分布不会受到影响
9.(2024·浙江宁波高二期中)如图所示,是一个用来研究静电除尘的实验装置,铝板与手摇起电机的正极相连,钢针与手摇起电机的负极相连,在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机,蚊香放出的烟雾会被电极吸附,停止转动手摇起电机,蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象,下列说法中正确的是 (　　)
烟尘因为带正电而被吸附到钢针上
同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度越大
10.如图所示,气球在头发上摩擦几下,靠近水流时会发生静电感应,让水流弯曲。元电荷e=1.6×10-19 C。下列说法正确的是 (　　)
摩擦后气球与头发都带负电荷
气球在头发上摩擦产生了电荷
水流靠近气球的那一侧带与气球相同的电荷
若气球得到1012个电子,则气球带1.6×10-7 C的负电荷
11.如图是EST模块净水技术简化原理图,水中溶解的盐类及其他带电物质被两侧电极吸引并吸附在两侧的极板上,从而实现了水的除盐及净化。两极板间电场视为匀强电场,元电荷e=1.6×10-19 C,Na+受到的电场力大小约为4×10-13 N。关于此净水技术下列说法正确的是 (　　)
该技术与活性碳的吸附原理相同
两极板间电场方向向下
带正电的粒子向正极板迁移
极板间的电场强度大小为2.5×106 N/C
培优加强练
12.(12分)以煤作燃料的电站,每天排出的烟气带走大量的煤粉,不仅浪费燃料,而且严重污染环境,利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图,除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,在A、B上各引电极a、b接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电子,而且距金属丝B越近场强越大。
(1)(4分)试判断所接高压电源的极性;
(2)(4分)试定性说明静电除尘器的工作原理;
(3)(4分)设金属管A的内径r=3 m,长为L=50 m,该除尘器吸附煤粉的能力D=3.5×1 kg/(s·m2),求其工作一天能回收煤粉多少吨(最后结果取3位有效数字)
第7节　静电的利用和防护
1.B　[静电除尘器的两个电极接高压电源，极间形成强电场，使空气发生电离，自由电子在电场力作用下，向正极加速运动，电子被烟雾颗粒吸附后，一起向电源正极运动，在正极积聚大量颗粒，在重力作用下，从除尘器的下部排出，B正确。]
2.B　[根据题意可知，硒鼓没有光线照射时是很好的绝缘体，能保持电荷，受到光照时立刻变成导体，电荷会被中和。若利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，硒鼓上字迹的像应是没有光照射的地方，保持着正电荷，其他地方受到了光线照射，正电荷被导走，不带电荷，B正确。]
3.AB　[屏蔽服、人体与高压电线组成并联电路，屏蔽服制作采用小电阻率的材料，由于电阻分流原理，可以让绝大部分电流不经过人体，A正确，C错误；屏蔽服利用了静电屏蔽的原理，其内部电场强度为零，可以保护人体免受高压电场、电磁波的危害，B正确；实现静电屏蔽不一定要用密封的金属壳，金属网也能起到屏蔽作用，D错误。]
4.D　[尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；由于集尘极与电池的正极连接，电场方向由集尘极指向放电极，B错误；负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反，C错误；根据F＝qE可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确。]
5.AB　[尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A正确；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以 c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误。]
6.C　[飞机的轮胎使用导电橡胶制成的，可以有效将飞机上的静电导入大地，属于防治静电产生危害，故A不符合题意；油罐车在运动的过程中，因为里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走，属于防治静电产生危害，故B不符合题意；电视机上装一根户外天线的目的是接受电磁波，不属于防治静电产生危害，故C符合题意；在高大的建筑物顶端装上避雷针是静电现象的防治，故D不符合题意。]
7.AD　[根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确；负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，B错误；由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误；云层上负电荷流向避雷针的过程中，电场力做正功，电势能减小，D正确。]
8.AB　[导体空腔达到静电平衡时，电荷只分布在外表面，内表面没有电荷，A正确；导体空腔达到静电平衡后，空腔内电场强度为零，电子在空腔内不受电场力的作用，B正确；静电屏蔽不需要容器完全封闭，打有小孔的导体空腔内电场强度仍可为零，电子不会受到电场力，C错误；带电体的电场会使空腔外表面感应出电荷，会影响到空腔外部的电场分布，D错误。]
9.C　[在铝板和钢针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，进而被吸附到铝板上，A错误；由于电场力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大，选项C正确，B错误；由于离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，选项D错误。]
10.D　[气球与头发摩擦时，头发失去电子带正电荷，气球得到电子带负电荷，A错误；摩擦起电的本质是电荷的转移，并没有产生电荷，B错误；带电气球靠近水流时，水流因为感应起电带上电荷。靠近气球一侧水流带上与气球异种的电荷，而远离气球那一侧带上与气球同种的电荷，C错误；气球得到电子带负电，Q气＝1012×1.6×10－19 C＝1.6×10－7 C，D正确。]
11.D　[由题意知，该技术的原理为静电吸附带电粒子，活性碳的吸附原理为活性碳中的小孔与被吸附物质充分接触，进而吸附，两者原理不同，A错误；两极板间的电场方向应由正极板指向负极板，即电场方向向上，B错误；带正电的粒子受到向上的电场力向负极板迁移 ，C错误；由电场强度的定义式可知，极板间的电场强度大小为E＝＝＝2.5×106 N/C，D正确。]
12.(1)a为正极，b为负极　(2)带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上　(3)28.5 t
解析　(1)a为正极，b为负极。
(2)由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上。
(3)设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积S＝2πrL
则m＝＝ t＝28.5 t。第7节　静电的利用和防护
学习目标　1.知道静电在生活生产中的利用。2.了解静电喷漆、静电除尘和静电复印的工作原理。3.知道静电的危害及防治的方法。
知识点一　静电的利用
如图所示，将铝片和铜丝放入去掉底部的矿泉水瓶中，用静电高压电源的负极连接铜丝，正极连接铝片，这样便制成了简易的静电除尘器。你知道其中的道理吗？
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1.静电喷漆
利用________在物体上喷涂液体或固体涂料，即静电喷漆。设法使雾化的油漆液滴或固体涂料的细小颗粒飞离喷嘴时带上________电荷，在电场力作用下飞向作为________的工件，由于同种电荷的排斥作用，就能够比较均匀地沉积于工件表面。
2.静电除尘
除尘装置由金属管A和悬挂在管中心的________B组成，工作时，使中心的金属导线B带________，金属管A接地，A、B之间产生如图甲所示的强电场，距B越近，电场越强。导线B附近的气体分子被强电场电离，形成电子和正离子，电子在向正极A运动的过程中，使烟尘中的颗粒带上负电。这些带电颗粒在静电力作用下被吸附到正极A上，最后在重力作用下落入下方的漏斗中，如图乙所示。
3.静电复印机的基本工作原理
激光扫描原稿上的文字或图案，经反射聚焦在携带静电的________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________，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________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。
4.静电的应用主要有以下几个方面
(1)根据静电能吸引轻小物体的性质，应用有：静电复印、静电喷洒农药、静电喷漆、静电除尘、静电植绒、静电净化空气等。
(2)利用高压静电产生的电场，应用有：静电保鲜、静电灭菌、处理作物种子等。
(3)利用静电放电时产生的臭氧灭菌消毒等。
5.静电利用的原理
带电粒子在静电力作用下聚集到相应带电极板，从而达到除尘、喷漆、复印等目的。
6.静电屏蔽的典型模型
电荷分布在导体表面，内部场强为0，虽然电场线中断，但是要从整体上观察，沿电场线的方向，电势逐渐降低，电场线的疏密表示电场的强弱，则有EA>EC>EB＝0，φA>φB>φC。
思考
1.班级在布置元旦晚会的会场时需要把气球布置到墙上和黑板上，你有什么好办法吗？
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2.请再列举几个静电的应用。
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例1 (多选)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>EA D.电场强度EB训练1 (多选)静电喷漆是利用静电现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是(　　)
A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B.涂料微粒一定带正电
C.涂料微粒一定带负电
D.涂料微粒可能带正电，也可能带负电
知识点二　静电的危害与防治
如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人容易受到电击。经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电。
(1)为什么靠近传送带的物体会带电？
(2)你可以用什么方法来解决这个问题？
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1.危害
(1)雷雨云的雷鸣电闪。云层向地面________，有可能造成人畜伤亡、击毁树木房屋、造成停电事故、酿成飞行事故、引发森林大火、________无线电通信等。
(2)在存放易燃易爆品或产生粉尘、油雾较多的生产场所，________火花极易点燃这些易燃物质，引起________和火灾。
(3)静电放电可能引起电子设备的故障，造成电________干扰。静电放电还可能导致火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的运行。
(4)静电放电还可以击穿集成电路和精密的电子元件。
2.静电危害的防治
(1)要尽快________多余电荷，避免静电积累。
(2)调节空气的________。空气的湿度增大后，原来绝缘体的表面变得潮湿，从而成为导体，一些地方积累的电荷容易随时放出，无法进一步积累。潮湿的天气里不容易做好________实验，也是这个道理。
3.在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风、消除________火花的引爆条件。
4.给导体加一个________尖端，就能把积累的电荷由尖端放走，这称为________放电。
思考
1.如图是医院常用的手术室，手术中给病人用的麻醉药是易燃品，因此手术室不允许出现任何电火花。
思考：医用手术室中对人员和设备有何要求？
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2.油罐车尾部都装有导电拖地带，你知道这是为什么吗？
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例2 生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；下列关于静电防止与应用说法正确的是(　　)
A.印刷车间应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B.静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关
C.在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害
D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害
训练2 人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。防静电地板又叫作耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。地板在施工时，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的说法，正确的是(　　)
A.地板下面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，地板材料是绝缘的或导电的均可
随堂对点自测
1.(静电的利用))(多选)在下列各种措施中，属于利用静电的是(　　)
A.静电除尘 B.静电喷雾
C.激光打印 D.在高大的建筑物顶端安装避雷针
2.(静电除尘)静电除尘器常用于除去空气中的粉尘，其原理简化如图所示。板状收集器A接电源正极，线状电离器B接电源负极，A、B之间有很强的电场，且距离B越近，电场强度越大。静电除尘器工作时，空气中的粉尘被吸附到A上，最后在重力的作用下落入收集器A下面的漏斗中(未画出)。不计粉尘重力，下列说法正确的是(　　)
A.A和B所接电源正负极可以对调
B.A板收集到的粉尘都是带正电的
C.保证用电安全的情况下，电源电压越高，除尘的效率越高
D.粉尘靠近A的过程中加速度不变
3.(静电的防治)(多选)武当山主峰——天柱峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新洗过一般，如图所示，对此下列分析正确的是(　　)
A.出现雷火炼殿现象时，大殿内的人是危险的
B.金殿肯定是一个庞大的优良导体
C.金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电
D.金殿如果安装了避雷针，这种雷火炼殿现象仍会经常出现
第7节　静电的利用和防护
知识点一
导学　提示　空气中的带电尘埃，在静电力作用下，到达电极而被收集起来。
知识梳理
1.静电　同种　电极　2.金属导线　负电　3.硒鼓　消除　静电
[思考]
1.提示　可以将气球在头发上摩擦后使气球带电，从而吸附到墙上和黑板上。
2.提示　静电植绒、静电净化空气、静电灭菌、静电保鲜等。
例1 AC　[电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉吸附在管壁上，说明管壁带正电，因此可知N接电源正极，故A正确，B错误；金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，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处场强比A处场强大，即EB>EA，故C正确，D错误。]
训练1 AC　[静电喷漆的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，由正电荷对涂料的吸引作用可得出涂料带负电荷，故A、C正确。]
知识点二
导学　提示　(1)传送带因为与被传送的物体发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为静电感应也带上了电。
(2)要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累。
知识梳理
1.(1)放电　干扰　(2)静电　爆炸　(3)磁　2.(1)导走　(2)湿度　静电　3.静电　4.金属　尖端
[思考]
1.提示　人员要穿导电材料制成的鞋子和外套，设备要用导电性好的材料制成且有良好的接地。
2.提示　油罐车在运输的时候，油会与桶壁摩擦起电，油罐车后面拖一条导电拖地带就可以将产生的静电及时导走，防止静电积累到一定程度再放电发生爆炸危害。
例2 C　[印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；静电复印机是利用静电工作的，与静电有关，故B错误；不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故C正确；小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线，接收无线电信号用，不属于防止静电危害，故D错误。]
训练2 C　[地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即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，故C正确。]
随堂对点自测
1.ABC　[静电喷雾同静电除尘、激光打印都是静电的应用；而安装避雷针是静电的防止，故A、B、C正确。]
2.C　[A和B所接电源正负极对调后，粉尘将会被吸附到线状电离器上，无法落入下面漏斗中，故不能对调，A错误；板状收集器A接电源正极，A带正电，由异种电荷相互吸引可知，A板收集到的粉尘都是带负电的，B错误；电源电压越高，线状电离器附近的电场强度越强，气体分子越容易被电离，除尘效率越高，C正确；粉尘只受到电场力的作用，由题意知，A、B之间为非匀强电场，粉尘靠近A时，受到的电场力为变力，故粉尘的加速度会改变，D错误。]
3.BC　[雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一个优良导体，由于静电屏蔽作用，大殿内的人是安全的，A错误，B正确；金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，C正确；金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空聚集的电荷将被导入大地，雷火炼殿现象将无法被观察到，D错误。](共53张PPT)
第7节　静电的利用和防护
第一章　静电场
1.知道静电在生活生产中的利用。
2.了解静电喷漆、静电除尘和静电复印的工作原理。
3.知道静电的危害及防治的方法。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　静电的危害与防治
知识点一　静电的利用
知识点一　静电的利用
如图所示，将铝片和铜丝放入去掉底部的矿泉水瓶中，用静电高压电源的负极连接铜丝，正极连接铝片，这样便制成了简易的静电除尘器。你知道其中的道理吗？
提示　空气中的带电尘埃，在静电力作用下，到达电极而被收集起来。
1.静电喷漆
利用______在物体上喷涂液体或固体涂料，即静电喷漆。设法使雾化的油漆液滴或固体涂料的细小颗粒飞离喷嘴时带上______电荷，在电场力作用下飞向作为______的工件，由于同种电荷的排斥作用，就能够比较均匀地沉积于工件表面。
静电
同种
电极
2.静电除尘
除尘装置由金属管A和悬挂在管中心的__________B组成，工作时，使中心的金属导线B带______，金属管A接地，A、B之间产生如图甲所示的强电场，距B越近，电场越强。导线B附近的气体分子被强电场电离，形成电子和正离子，电子在向正极A运动的过程中，使烟尘中的颗粒带上负电。这些带电颗粒在静电力作用下被吸附到正极A上，最后在重力作用下落入下方的漏斗中，如图乙所示。
金属导线
负电
3.静电复印机的基本工作原理
激光扫描原稿上的文字或图案，经反射聚焦在携带静电的______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______，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______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。
硒鼓
消除
静电
4.静电的应用主要有以下几个方面
(1)根据静电能吸引轻小物体的性质，应用有：静电复印、静电喷洒农药、静电喷漆、静电除尘、静电植绒、静电净化空气等。
(2)利用高压静电产生的电场，应用有：静电保鲜、静电灭菌、处理作物种子等。
(3)利用静电放电时产生的臭氧灭菌消毒等。
5.静电利用的原理
带电粒子在静电力作用下聚集到相应带电极板，从而达到除尘、喷漆、复印等目的。
6.静电屏蔽的典型模型
电荷分布在导体表面，内部场强为0，虽然电场线中断，但是要从整体上观察，沿电场线的方向，电势逐渐降低，电场线的疏密表示电场的强弱，则有EA>EC>EB＝0，φA>φB>φC。
【思考】
1.班级在布置元旦晚会的会场时需要把气球布置到墙上和黑板上，你有什么好办法吗？
提示　可以将气球在头发上摩擦后使气球带电，从而吸附到墙上和黑板上。
2.请再列举几个静电的应用。
提示　静电植绒、静电净化空气、静电灭菌、静电保鲜等。
例1 (多选)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>EA D.电场强度EBAC
解析　电子附着在煤粉上，使煤粉带上负电荷，煤粉吸附在管壁上，说明管壁带正电，因此可知N接电源正极，故A正确，B错误；金属棒与金属管可看成圆柱电极与圆环电极，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处场强比A处场强大，即EB>EA，故C正确，D错误。
训练1 (多选)静电喷漆是利用静电现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是(　　)
A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B.涂料微粒一定带正电
C.涂料微粒一定带负电
D.涂料微粒可能带正电，也可能带负电
解析　 静电喷漆的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，由正电荷对涂料的吸引作用可得出涂料带负电荷，故A、C正确。
AC
知识点二　静电的危害与防治
如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人容易受到电击。经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电。
(1)为什么靠近传送带的物体会带电？
(2)你可以用什么方法来解决这个问题？
提示　(1)传送带因为与被传送的物体发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为静电感应也带上了电。
(2)要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累。
1.危害
(1)雷雨云的雷鸣电闪。云层向地面______，有可能造成人畜伤亡、击毁树木房屋、造成停电事故、酿成飞行事故、引发森林大火、______无线电通信等。
(2)在存放易燃易爆品或产生粉尘、油雾较多的生产场所，______火花极易点燃这些易燃物质，引起______和火灾。
(3)静电放电可能引起电子设备的故障，造成电____干扰。静电放电还可能导致火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的运行。
(4)静电放电还可以击穿集成电路和精密的电子元件。
放电
干扰
静电
爆炸
磁
2.静电危害的防治
(1)要尽快______多余电荷，避免静电积累。
(2)调节空气的______。空气的湿度增大后，原来绝缘体的表面变得潮湿，从而成为导体，一些地方积累的电荷容易随时放出，无法进一步积累。潮湿的天气里不容易做好______实验，也是这个道理。
3.在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风、消除______火花的引爆条件。
4.给导体加一个______尖端，就能把积累的电荷由尖端放走，这称为______放电。
导走
湿度
静电
静电
金属
尖端
【思考】
1.如图是医院常用的手术室，手术中给病人用的麻醉药是易燃品，因此手术室不允许出现任何电火花。
思考：医用手术室中对人员和设备有何要求？
提示　人员要穿导电材料制成的鞋子和外套，设备要用导电性好的材料制成且有良好的接地。
2.油罐车尾部都装有导电拖地带，你知道这是为什么吗？
提示　油罐车在运输的时候，油会与桶壁摩擦起电，油罐车后面拖一条导电拖地带就可以将产生的静电及时导走，防止静电积累到一定程度再放电发生爆炸危害。
C
例2 生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；下列关于静电防止与应用说法正确的是(　　)
A.印刷车间应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害
B.静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关
C.在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害
D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害
解析　印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；静电复印机是利用静电工作的，与静电有关，故B错误；不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故C正确；小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线，接收无线电信号用，不属于防止静电危害，故D错误。
C
训练2 人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。防静电地板又叫作耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。地板在施工时，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的说法，正确的是(　　)
A.地板下面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，地板材料是绝缘的或导电的均可
解析　地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即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，故C正确。
随堂对点自测
2
ABC
1.(静电的利用))(多选)在下列各种措施中，属于利用静电的是(　 　)
A.静电除尘 B.静电喷雾
C.激光打印 D.在高大的建筑物顶端安装避雷针
解析　静电喷雾同静电除尘、激光打印都是静电的应用；而安装避雷针是静电的防止，故A、B、C正确。
C
2.(静电除尘)静电除尘器常用于除去空气中的粉尘，其原理简化如图所示。板状收集器A接电源正极，线状电离器B接电源负极，A、B之间有很强的电场，且距离B越近，电场强度越大。静电除尘器工作时，空气中的粉尘被吸附到A上，最后在重力的作用下落入收集器A下面的漏斗中(未画出)。不计粉尘重力，下列说法正确的是(　　)
A.A和B所接电源正负极可以对调
B.A板收集到的粉尘都是带正电的
C.保证用电安全的情况下，电源电压越高，除尘的效率越高
D.粉尘靠近A的过程中加速度不变
解析　A和B所接电源正负极对调后，粉尘将会被吸附到线状电离器上，无法落入下面漏斗中，故不能对调，A错误；板状收集器A接电源正极，A带正电，由异种电荷相互吸引可知，A板收集到的粉尘都是带负电的，B错误；电源电压越高，线状电离器附近的电场强度越强，气体分子越容易被电离，除尘效率越高，C正确；粉尘只受到电场力的作用，由题意知，A、B之间为非匀强电场，粉尘靠近A时，受到的电场力为变力，故粉尘的加速度会改变，D错误。
BC
3.(静电的防治)(多选)武当山主峰——天柱峰上有一座金殿，常出现雷火炼殿的奇观：在雷雨交加时，屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿屋顶金光灿灿，像被重新洗过一般，如图所示，对此下列分析正确的是(　　)
A.出现雷火炼殿现象时，大殿内的人是危险的
B.金殿肯定是一个庞大的优良导体
C.金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电
D.金殿如果安装了避雷针，这种雷火炼殿现象仍会经常出现
解析　雷雨天气时，金殿上空聚集大量电荷，金殿是一个优良导体，由于静电屏蔽作用，大殿内的人是安全的，A错误，B正确；金殿顶部如果有较多带尖的结构，尖端放电效果明显，则无法观测到雷火炼殿现象，因此可以断定金殿顶部肯定很少有带尖的结构，不易放电，C正确；金殿如果安装了避雷针，雷雨天气时金殿上空聚集的电荷将被导入大地，雷火炼殿现象将无法被观察到，D错误。
课后巩固训练
3
B
题组一　静电的利用
1.下列关于静电除尘的说法中正确的是(　　)
A.进入除尘器后，烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动
B.除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动
C.烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动
D.烟雾颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到
解析　静电除尘器的两个电极接高压电源，极间形成强电场，使空气发生电离,自由电子在电场力作用下，向正极加速运动，电子被烟雾颗粒吸附后，一起向电源正极运动，在正极积聚大量颗粒，在重力作用下，从除尘器的下部排出，B正确。
基础对点练
2.静电复印机的中心部件，是一个可以旋转的接地的铝辊，表面镀着一层半导体硒，叫作硒鼓。半导体硒有特殊的光电性质，没有光线照射时是很好的绝缘体，能保持电荷，受到光的照射就立刻变成导体，将所带的电荷导走。复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，这些步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的。如图所示，曝光后的硒鼓上留下H字符，关于H字符，下列说法中正确的是(　　)
A.H字符是没有光照射的地方，不带电荷
B.H字符是没有光照射的地方，保持着正电荷
C.H字符是有光照射的地方，不带电荷
D.H字符是有光照射的地方，带正电荷
答案 B
解析　根据题意可知，硒鼓没有光线照射时是很好的绝缘体，能保持电荷，受到光照时立刻变成导体，电荷会被中和。若利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，硒鼓上字迹的像应是没有光照射的地方，保持着正电荷，其他地方受到了光线照射，正电荷被导走，不带电荷，B正确。
AB
3.(多选)工人在对带电高压电缆进行检修工作时需全身穿戴屏蔽服进行作业。下列有关屏蔽服说法正确的是(　　)
A.屏蔽服功能的实现利用了电阻分流的原理
B.屏蔽服可以保护人体免受高压电场、电磁波的危害
C.屏蔽服一般使用电阻率较大的材料制成
D.屏蔽服必须是密封的，才能起到静电屏蔽的作用
解析　屏蔽服、人体与高压电线组成并联电路，屏蔽服制作采用小电阻率的材料，由于电阻分流原理，可以让绝大部分电流不经过人体，A正确，C错误；屏蔽服利用了静电屏蔽的原理，其内部电场强度为零，可以保护人体免受高压电场、电磁波的危害，B正确；实现静电屏蔽不一定要用密封的金属壳，金属网也能起到屏蔽作用，D错误。
D
4.如图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，以达到除尘目的，下列表述正确的是(　　)
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由放电极指向集尘极
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
解析　尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A错误；由于集尘极与电池的正极连接，电场方向由集尘极指向放电极，B错误；负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反，C错误；根据F＝qE可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确。
AB
5.(多选)(2024·浙江金华高二期中)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后使尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极(接地)下列说法正确的是(　　)
A.通过过滤网后空气中的尘埃带负电
B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大
C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上
D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功
解析　尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A正确；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以 c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误。
C
题组二　静电的危害与防治
6.下列措施中不是为了防治静电产生危害的是(　　)
A.飞机的轮胎使用导电橡胶制成的
B.罐车尾部常拖一条铁链
C.电视机上装一根户外天线
D.在高大的建筑物顶端装上避雷针
解析　飞机的轮胎使用导电橡胶制成的，可以有效将飞机上的静电导入大地，属于防治静电产生危害，故A不符合题意；油罐车在运动的过程中，因为里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走，属于防治静电产生危害，故B不符合题意；电视机上装一根户外天线的目的是接受电磁波，不属于防治静电产生危害，故C符合题意；在高大的建筑物顶端装上避雷针是静电现象的防治，故D不符合题意。
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7.(多选)(2024·四川绵阳高二期中)如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，乌云所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A.云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷
B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端
C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度小
D.云层上负电荷流向避雷针的过程中，其电势能减小
解析　根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，可知云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷，A正确；负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，B错误；由于电荷更容易集中到尖端，从而避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误；云层上负电荷流向避雷针的过程中，电场力做正功，电势能减小，D正确。
AB
综合提升练
8.(多选)研究表明，地球表面存在微弱的电场。某次科学研究中，为了研究电子只在重力作用下的运动，将产生电子的装置放入如图所示的导体空腔中，导体空腔已在电场中达到了静电平衡，则下列说法正确的是(　　)
A.导体空腔达到静电平衡时，内表面没有电荷
B.电子在导体空腔内运动时，不受电场力的作用
C.若在导体空腔上打多个小孔，则电子在空腔内
会受到电场力
D.若在导体空腔内放一带电体，则外电场的电场分布不会受到影响
解析　导体空腔达到静电平衡时，电荷只分布在外表面，内表面没有电荷，A正确；导体空腔达到静电平衡后，空腔内电场强度为零，电子在空腔内不受电场力的作用，B正确；静电屏蔽不需要容器完全封闭，打有小孔的导体空腔内电场强度仍可为零，电子不会受到电场力，C错误；带电体的电场会使空腔外表面感应出电荷，会影响到空腔外部的电场分布，D错误。
C
9.(2024·浙江宁波高二期中)如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，钢针与手摇起电机的负极相连，在铝板和钢针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是(　　)
A.烟尘因为带正电而被吸附到钢针上
B.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大
解析　在铝板和钢针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，进而被吸附到铝板上，A错误；由于电场力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大，选项C正确，B错误；由于离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，选项D错误。
D
10.如图所示，气球在头发上摩擦几下，靠近水流时会发生静电感应，让水流弯曲。元电荷e＝1.6×10－19 C。下列说法正确的是(　　)
A.摩擦后气球与头发都带负电荷
B.气球在头发上摩擦产生了电荷
C.水流靠近气球的那一侧带与气球相同的电荷
D.若气球得到1012个电子，则气球带1.6×10－7 C的负电荷
解析　气球与头发摩擦时，头发失去电子带正电荷，气球得到电子带负电荷，A错误；摩擦起电的本质是电荷的转移，并没有产生电荷，B错误；带电气球靠近水流时，水流因为感应起电带上电荷。靠近气球一侧水流带上与气球异种的电荷，而远离气球那一侧带上与气球同种的电荷，C错误；气球得到电子带负电，Q气＝1012×1.6×10－19 C＝1.6×10－7 C，D正确。
D
11.如图是EST模块净水技术简化原理图，水中溶解的盐类及其他带电物质被两侧电极吸引并吸附在两侧的极板上，从而实现了水的除盐及净化。两极板间电场视为匀强电场，元电荷e＝1.6×10－19 C，Na＋受到的电场力大小约为4×10－13 N。关于此净水技术下列说法正确的是(　　)
A.该技术与活性碳的吸附原理相同
B.两极板间电场方向向下
C.带正电的粒子向正极板迁移
D.极板间的电场强度大小为2.5×106 N/C
培优加强练
12.以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉。如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源。假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大。
(1)试判断所接高压电源的极性；
(2)试定性说明静电除尘器的工作原理；
(3)设金属管A的内径r＝3 m，长为L＝50 m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4 kg/(s·m2)，求其工作一天能回收煤粉多少吨(最后结果取3位有效数字)
答案　(1)a为正极，b为负极　(2)带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上　(3)28.5 t
解析　(1)a为正极，b为负极。
(2)由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上。
(3)设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积S＝2πrL

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