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- 2021-05-24 发布
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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。
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