高中物理粵教版 (2019)必修第三冊第三節(jié) 靜電的利用與防護(hù)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

第三節(jié)　靜電的利用與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]了解尖端放電、靜電噴涂等現(xiàn)象及其應(yīng)用。　2.[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]了解如何防止靜電危害。一、靜電的應(yīng)用1．靜電噴涂：利用靜電作用使霧化涂料微粒在高壓電場作用下帶上負(fù)電荷，并吸附于帶正電荷的被涂物的涂裝技術(shù)。2．靜電除塵：利用電荷相互作用的性質(zhì)，把帶有不同電性的粉塵從煙氣中分離出來，再分類處理的過程。3．靜電復(fù)?。豪谜?、負(fù)電荷的吸引力進(jìn)行油墨轉(zhuǎn)移的印刷方式。4．靜電植絨：利用同種電荷相到排斥，異種電荷相互吸引的性質(zhì)，通過使絨毛帶上負(fù)電荷，令絨毛被吸引到帶正電的被植體表面上。5．尖端放電：導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。二、防止靜電危害防止靜電產(chǎn)生措施：一是控制靜電的產(chǎn)生，可以采用起電較少的設(shè)備材料；二是把產(chǎn)生的電荷盡快導(dǎo)走，最簡單的方法就是用導(dǎo)線把設(shè)備接地，這樣可以把電荷導(dǎo)入大地，避免靜電積累。1．正誤判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”) (1)靜電噴漆時，當(dāng)油漆從噴槍噴出時，油漆微粒帶正電，物體也帶正電，相互排斥而擴(kuò)散開來。????????????? (×)(2)靜電噴漆時，當(dāng)油漆從噴槍噴出時，油漆微粒帶負(fù)電，物體帶正電，相互吸引而被物體吸附。????????????? (×)(3)靜電噴漆時，從噴槍噴出的油漆微粒帶正電，相互排斥而擴(kuò)散開來，被吸附到帶負(fù)電的物體上。????????????? (√)(4)手機(jī)一般裝有一根天線是為了利用靜電。 (×)(5)家用電器如洗衣機(jī)接有地線是為了利用靜電。 (×)2．(多選)一帶負(fù)電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該小球上凈電荷幾乎不存在，這說明(　　)A．小球上原有的負(fù)電荷逐漸消失了B．在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C．小球上負(fù)電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了D．該現(xiàn)象是由于電子的轉(zhuǎn)移引起，仍然遵循電荷守恒定律CD　[根據(jù)電荷守恒定律，電荷不能消滅，也不能創(chuàng)生，只會發(fā)生轉(zhuǎn)移，故A錯誤；此過程中電荷仍然守恒，電荷沒有消失，只是被潮濕的空氣導(dǎo)走而已，仍然遵循電荷守恒定律，故B錯誤；金屬小球上的負(fù)電荷減少是由于潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了，故C正確；該現(xiàn)象是潮濕的空氣將電子導(dǎo)走了，是電子的轉(zhuǎn)移引起，仍遵守電荷守恒定律。故D正確。]3．如圖是某款家用空氣凈化器及其原理示意圖，污濁空氣通過過濾網(wǎng)后塵埃帶電。圖中充電極b、d接電源負(fù)極，集塵極a、c、e接電源正極(接地)下列說法正確的是(　　)A．通過過濾網(wǎng)后空氣中的塵埃帶負(fù)電B．塵埃在被吸附到集塵極e的過程中動能增大C．c、d兩個電極之間的電場方向豎直向上D．塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做負(fù)功AB　[塵埃經(jīng)過過濾網(wǎng)后被正極吸引，所以塵埃帶負(fù)電，故A正確；塵埃在被吸附到集塵極e的過程中電場力做正功，動能增大，故B正確；因為充電極b、d接電源負(fù)極，集塵極a、c、e接電源正極，所以 c、d兩個電極之間的電場方向豎直向下，故C錯誤；塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做正功，故D錯誤。]靜電的產(chǎn)生雷電現(xiàn)象在夏天常見，你知道是怎么回事嗎？云層為什么會帶電？打雷是怎么回事？提示：水蒸氣在空間運動時，會因摩擦而使云層帶電，打雷指的是兩塊帶異種電荷的云之間如果有了足夠大的電壓就會產(chǎn)生劇烈的火花放電，產(chǎn)生幾十萬安培的瞬間電流。電流生熱使空氣發(fā)光，叫作閃電；空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，叫作雷聲。靜電的產(chǎn)生是由于不同的物體相互接觸或摩擦?xí)r，一個物體失去一些電子而帶正電，電子轉(zhuǎn)移到另一物體上使其帶負(fù)電。若在物體分離的過程中電荷難以中和，積累在物體上的電荷就形成了靜電。【例1】　陰極射線管電視機(jī)的玻璃熒光屏表面經(jīng)常有許多灰塵，這主要是因為(　　)A．灰塵的自然堆積B．電視機(jī)工作時，屏表面溫度較高而吸附C．灰塵玻璃有較強(qiáng)的吸附灰塵的能力D．電視機(jī)工作時，屏表面有靜電而吸附灰塵D　[灰塵的自然堆積，但不是主要原因，故A錯誤；電視機(jī)工作時，屏表面溫度較高而吸附，但不是主要原因，主要原因是靜電吸附灰塵，故B錯誤；灰塵玻璃有較強(qiáng)的吸附灰塵的能力，故C錯誤；陰極射線管電視機(jī)的工作原理：陰極射線管發(fā)射的電子打在電視機(jī)的玻璃熒光屏上，而顯示圖像。由于屏表面有靜電而吸附灰塵，故表面經(jīng)常有許多灰塵，故D正確。]1．人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵，這是因為(　　)A．人造纖維的導(dǎo)電性好，容易吸引灰塵B．人造纖維的導(dǎo)電性好，容易導(dǎo)走靜電，留下灰塵C．人造纖維的絕緣性好，不易除掉灰塵D．人造纖維的絕緣性好，容易積累靜電，吸引灰塵D　[人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵是由于人造纖維易帶電，使灰塵產(chǎn)生靜電感應(yīng)而被吸引。而易帶電的原因是絕緣性好，不易導(dǎo)走靜電而使電荷積累，所以D正確。]靜電的應(yīng)用油罐車上常拖有一條鐵鏈，紡織車間中的地毯都織有金屬絲，你知道這是為什么嗎？提示：通過接地放電防止物體上過量積累電荷，而導(dǎo)體與大地連接，把電荷導(dǎo)入大地進(jìn)行放電，這樣能有效防止靜電的危害。目前靜電在各種產(chǎn)業(yè)和日常生活中有著重要的應(yīng)用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電分選、靜電復(fù)印、激光打印、噴墨打印等。所依據(jù)的基本原理幾乎都是讓帶電的物質(zhì)微粒在電場力作用下奔向并吸附到電極上。鎖住黑煙原理：1．原理圖(如圖)2．基本構(gòu)造：金屬筒A和懸在管中的金屬絲B，A接高壓電源正極，B接高壓電源負(fù)極。3．原理：A、B之間產(chǎn)生強(qiáng)電場，距B越近，場強(qiáng)越大，B附近的空氣中的氣體分子被電離，成為電子和正離子。正離子被吸到B上，得到電子又成為分子；電子在向正極運動的過程中，使煙氣的煤粉帶負(fù)電，吸附到正極A上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。4．應(yīng)用：靜電除塵可除去有害的微粒，也可以回收物資，如回收水泥粉塵。【例2】　(多選)如圖所示是靜電除塵的原理示意圖，A為金屬管，B為金屬絲，在A、B之間加上高電壓，使B附近的空氣分子被強(qiáng)電場電離為電子和正離子，電子在向A極運動過程中被煙氣中的煤粉俘獲，使煤粉帶負(fù)電，最終被吸附到A極上，排出的煙就比較清潔了。有關(guān)靜電除塵的裝置，下列說法正確的是(　　)A．金屬管A應(yīng)接高壓電源的正極，金屬絲B接負(fù)極B．金屬管A應(yīng)接高壓電源的負(fù)極，金屬絲B接正極C．C為煙氣的進(jìn)氣口，D為排氣口D．D為煙氣的進(jìn)氣口，C為排氣口 AC　[靜電除塵的理解：強(qiáng)電場把空氣電離成電子和帶正電的空氣分子，電子極小易被粉塵吸附，而空氣分子較大不易被粉塵吸附。由于電子易被粉塵吸附，在B處空氣被電離后，如果正電荷向A極運動，即A為負(fù)極，此過程中正電荷不易被粉塵吸附，故達(dá)不到除塵的目的；如果A極為正極，則電子由B向A運動，此過程中電子極易被粉塵吸附，使得粉塵向A極運動而達(dá)到除塵的目的，所以A項正確。]2．如圖所示為靜電除塵裝置示意圖，它由金屬管A和管中金屬絲B組成。有關(guān)靜電除塵的原理，以下說法正確的是(　　)A．A接高壓電源負(fù)極，B接高壓電源正極B．煤粉等煙塵吸附電子后被吸在B上C．靠近B處電場強(qiáng)度大，B附近空氣被電離成陽離子和電子D．煤粉等煙塵在強(qiáng)大電場作用下電離成陰、陽離子，分別吸附在B和A上C　[在靜電除塵器中，通過除塵器中的金屬絲與金屬管間直流高壓，在金屬絲附近產(chǎn)生極強(qiáng)的電場，該強(qiáng)電場附近將空氣電離成正離子及電子，煤粉吸收電子后，在電場力的作用下被吸附到金屬管的內(nèi)壁上。根據(jù)金屬絲與金屬管間電場線的分布可分析出靠近金屬絲處場強(qiáng)比靠近金屬管處的電場強(qiáng)度大。]靜電的防止在印染車間，為了保證花布的印染質(zhì)量，通常是使車間內(nèi)的濕度大一些，為什么？提示：在印染車間，由于在印染過程中布與機(jī)械間的相對運動，造成摩擦，摩擦產(chǎn)生的靜電會吸引輕小的物體，就會使空氣中的一些漂浮物吸附在印制好的花布上，使印染的效果大打折扣，因此要消除靜電對印染質(zhì)量造成的影響，就必須將因摩擦而產(chǎn)生的靜電荷導(dǎo)走，在車間里最好的方法就是使空氣潮濕，摩擦產(chǎn)生的靜電直接對空氣放電，就可以消除靜電的影響。1．靜電的危害(1)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。(2)妨礙電子器件的正常工作甚至損壞某些部件。(3)由于火花放電而引起火災(zāi)或爆炸。2．防止靜電危害的基本方法(1)把產(chǎn)生的靜電迅速導(dǎo)走，以避免靜電積累。(2)通過工藝控制減少因摩擦產(chǎn)生的靜電。(3)靜電接地，增加濕度，非導(dǎo)電材料的抗靜電處理(在非導(dǎo)電材料中添加導(dǎo)電材料，制成抗靜電材料)。3．油罐車上常拖有一根鐵鏈，它一端與油罐相連、一端拖在地上。在油罐車中因摩擦產(chǎn)生的靜電就通過這根鐵鏈及時導(dǎo)入大地，從而避免靜電的積累。飛機(jī)的輪胎用導(dǎo)電橡膠制造，也是方便在著陸時把機(jī)身的靜電引入大地。【例3】　(多選)下列措施中，哪些能將產(chǎn)生的靜電盡快導(dǎo)走(　　)A．飛機(jī)輪子上的搭地線B．印染車間保持濕度C．復(fù)印圖片D．電工鉗柄裝有絕緣套AB　[A、B項是把靜電導(dǎo)走，C項是利用靜電，D項電工鉗柄上套有絕緣手套，是為了絕緣防止電工觸電。]3．關(guān)于靜電的利用和防范，以下說法正確的是(　　)A．印染廠應(yīng)保持環(huán)境干燥，避免靜電積累帶來的潛在危害B．油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸C．飛機(jī)起落架的輪胎用絕緣橡膠制成，可防止靜電積聚D．手術(shù)室的醫(yī)生和護(hù)士都要穿絕緣性能良好的化纖制品，可防止麻醉藥燃燒B　[印染廠的車間，有大量靜電產(chǎn)生，因此要保持潮濕，這樣才能及時將靜電導(dǎo)走，故A錯誤；油罐車在運動的過程中，由于里面的油在晃動，也會摩擦產(chǎn)生靜電，后面拖一條的鐵鏈就可以及時的把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸，故B正確；飛機(jī)上的著地輪裝有搭地線或用導(dǎo)電橡膠做輪胎，是為了及時地把飛機(jī)在飛行過程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過導(dǎo)體而轉(zhuǎn)移給大地，以免發(fā)生放電現(xiàn)象，保證飛機(jī)和乘客的安全，故C錯誤；絕緣性能良好的化纖制品制品的衣服不能及時把靜電導(dǎo)入大地，容易造成手術(shù)事故，故D錯誤。]1．下列關(guān)于靜電的說法中錯誤的是(　　)A．靜電植絨是利用異種電荷相互吸引而使絨毛吸附在底料上B．復(fù)印機(jī)是利用異種電荷相互吸引而使碳粉吸附在紙上C．電療針灸是靜電在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用D．飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成，是為了避免靜電對飛機(jī)造成的危害C　[靜電植絨和復(fù)印機(jī)是利用異種電荷間的吸引力來工作的，屬于靜電的利用；飛機(jī)在起飛和降落時與地面有摩擦，利用導(dǎo)電橡膠制成輪胎可以把靜電導(dǎo)走；電療針灸是利用經(jīng)絡(luò)學(xué)原理，生物電效應(yīng)對人體進(jìn)行保健和輔助治療，故應(yīng)選C。]2．下列措施中不是利用靜電作業(yè)的是(　　)A．靜電復(fù)印　　 B．靜電除塵C．靜電噴涂 D．高樓頂端安裝避雷針D　[復(fù)印機(jī)復(fù)印文件資料，就是利用靜電墨粉成在鼓上。故A屬于靜電的利用；靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負(fù)電，顆粒向電源正極運動。故B屬于靜電的利用；噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負(fù)電，對霧狀油漆產(chǎn)生引力，把油漆吸到表面。故C屬于靜電應(yīng)用；在高樓頂端安裝避雷針屬于防止靜電造成危害，D屬于靜電的防止，不屬于靜電應(yīng)用；故D符合題意。]3．下列措施是為了防止靜電產(chǎn)生的危害？(　　)A．在高大的建筑物頂端裝上避雷針B．靜電復(fù)印C．在高大的煙囪中安裝靜電除塵器D．靜電噴漆A　[當(dāng)打雷的時候，由于靜電的感應(yīng)，在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電，容易導(dǎo)致雷擊事故，所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以把雷電引入地下，保護(hù)建筑物的安全，屬于靜電防止，故A正確；靜電復(fù)印是利用靜電現(xiàn)象將墨粉印在紙上，屬于靜電的應(yīng)用，故B錯誤；靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負(fù)電，顆粒向電源正極運動，屬于靜電應(yīng)用，故C錯誤。靜電噴漆采用靜電作用給金屬等物體噴上均勻的漆，故屬于靜電的應(yīng)用，故D錯誤；故選A。]4．靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，下列不屬于靜電現(xiàn)象的是(　　)A．冬天睡覺脫毛衫時，常常會聽到噼里啪啦的響聲B．梳過頭發(fā)的塑料梳子會吸起紙屑C．將閉合小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流D．將一絕緣枕形導(dǎo)體靠近帶電小球時，枕形導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷C　[睡覺脫毛衫時衣服與頭發(fā)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，常常會聽到噼里啪啦的響聲，是靜電現(xiàn)象，選項A不符合題意；梳子與頭發(fā)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，吸起紙屑，是靜電現(xiàn)象，選項B不符合題意；線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不屬于靜電現(xiàn)象，選項C符合題意；將一絕緣枕形導(dǎo)體靠近帶電小球時，枕形導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，也是靜電現(xiàn)象，選項D不符合題意。]5．雷雨天氣假如在戶外我們遭遇雷電，下列防雷措施可行的是(　　)①在大樹下避雷雨②停留在山頂、山脊的涼亭等地方避雷雨③不要快速開摩托、快騎自行車和在雨中狂奔④在空曠地帶，最好關(guān)掉手機(jī)電源A．①③　　　B．②③ C．①④　　　D．③④D　[大樹、山頂、山脊的涼亭、樓頂?shù)鹊胤绞潜砻婢哂型怀黾舛说膶?dǎo)體，可能使其周圍的空氣發(fā)生電離而引發(fā)尖端放電，故不能避雷雨；快速開摩托車、騎自行車或在雨中狂奔，身體的跨步越大，電壓就越大，雷電也越容易傷人；在空曠地帶使用手機(jī)通話，手機(jī)很有可能成為閃電的放電對象。所以選D。]

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