2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 静电现象的应用（含解析）新人教版选修3-1

2020学年高中物理（课堂同步系列一）每日一题 静电现象的应用（含解析）新人教版选修3-1

静电现象的应用 ‎ 高考频度：★☆☆☆☆‎ 难易程度：★★☆☆☆‎ 复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂覆一层有机光导体OPC（没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体）制成的。复印机的基本工作过程是：‎ ‎（1）在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带上正电；‎ ‎（2）文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成“静电潜像”；‎ ‎（3）鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位；‎ ‎（4）鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上。‎ 以下说法中正确的是 A．步骤（1）中发生了静电感应现象 B．步骤（2）中发生了局部导电现象 C．步骤（3）中发生了静电平衡现象 D．步骤（4）中发生了静电屏蔽现象 ‎【参考答案】B ‎【试题解析】在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；通过反射的强光使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷引导走，有字的部分则仍是绝缘体，保留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C 错误；鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异种电荷相互吸引现象，D错误。‎ ‎【知识补给】‎ 静电现象 ‎1．静电平衡状态下导体的电场 ‎（1）静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。‎ ‎（2）静电平衡状态下导体的特点：‎ ‎①处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。‎ ‎②处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。‎ ‎③表面处的电场强度不为零，表面处的电场强度方向跟导体表面垂直。‎ ‎2．导体上电荷的分布 ‎（1）处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。‎ ‎（2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。‎ ‎3．尖端放电 ‎（1）电离：使空气分子中的正负电荷分离，这种现象叫做空气的电离。‎ ‎（2）尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性空气分子电离，变成带电离子，这些带电离子在强电场的作用下加速，会使更多的空气分子电离，产生大量的正负离子，与导体尖端的电荷符号相反的离子被吸引到尖端，跟尖端上的电荷中和，这相当于尖端失去电荷，这种现象叫做尖端放电。‎ ‎（3）应用与防止 应用：避雷针；防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电。‎ ‎4．静电屏蔽 导体处于静电平衡时，内部电场强度处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的电场强度也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会深入到导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。‎ 小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是 A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C．化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患 D．用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系 ‎（2020·广西陆川县中学高二月考）如图所示，P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪种情况中，放在绝缘板上的小纸屑S不会被P吸引 A．①③ B．②③‎ C．②④ D．③④‎ ‎（2020·山东省威海市高考模拟）如图所示，半径为R的均匀带电球壳带电荷量为Q（Q>0）。已知半径为R的均匀带电球壳在球壳的外部产生的电场与一个位于球心O点的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同。静电力常量为k，下列说法正确的是 A．球心O处的场强为 B．在球壳外距球壳为r处的电场强度为 C．球壳的表面为等势面 D．若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势小于零 电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要的原因 A．灰尘的自然堆积 B．玻璃具有较强的吸附灰尘的能力 C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘 D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘 ‎（2020·浙江省杭州市高考命题预测卷）干燥的冬天开车门时手与金属车门之间容易“触电”，为了防止“触电”，在淘宝上出现了名叫“静电消除器”的产品，手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下（如图所示），就可以防止“触电”。关于这一现象及这一产品，下列说法不正确的是 A．这种“触电”现象是一种静电现象 B．“静电消除器”应该为导体 C．人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体上的电荷都被“静电消除器”吸收而消失了 D．人体通过“静电消除器”与车体接触时，人体与车体最终构成一个等势体 ‎（2020·北京市密云区高三零模试题）利用静电除尘可以大量减少排放烟气中的粉尘。如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的。根据上述原理，下面做法正确的是 A．A端接高压正极，B端接高压负极 B．A端接高压负极，B端接高压正极 C．A端、B端都接高压正极 D．A端、B端都接高压负极 ‎【参考答案】‎ 上的小纸屑（图中S）会被吸引，故②错误；③当负电荷放在金属壳内时，由于接地，则使金属壳外不带电，所以外部没有电场，从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）不会被吸引，故③正确；④当负电荷放在金属壳外时，使金属壳上端带正电荷，下端带负电，导致出现感应电场。从而使得绝缘板上的小纸屑（图中S）会被吸引，故④错误。本题选择小纸屑S不会被P吸引的，故选：A。‎ C 由对称性可知，球心O处的场强为零，选项A错误；在球壳外距球壳为r处的电场强度为，选项B错误；球壳的表面处的电场线垂直于表面，则球壳表面为等势面，选项C正确；因球壳带电荷量为正，则若取无穷远处电势为零，则球壳表面处的电势大于零，选项D错误。‎ D 电视机工作时，由于电子运动到了屏幕上，使屏幕带了电，而带电体有吸引轻小物体的性质，故把灰尘吸引到了屏幕上，故选D。‎ B 管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子。负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。所以金属管B应接高压电源的正极，金属丝A接负极，故B正确，ACD错误。‎ ‎【名师点睛】本题关键是高清静电除尘的原理。当管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子。负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电。因此，带电尘粒在电场力的作用下，向管壁移动，并附在管壁上，这样消除了烟尘中的尘粒。‎