备考2024届高考物理一轮复习强化训练第九章静电场第1讲静电场中力的性质热点9静电现象的利用和防护

热点9　静电现象的利用和防护静电现象在生活中随处可见，随着人们对静电的认知逐渐深入，人们开始科学对待静电.要关注日常生活中常见的静电现象，养成用物理知识解释生活现象的习惯.1.[静电吸附]在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶中固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连.在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕.当摇动起电机时，塑料瓶里变得清澈透明，停止摇动，瓶里又是烟雾缭绕.关于以上实验，下列说法正确的是（　B　）A.室内的空气湿度越大，实验效果越好B.若锯条接电源负极，金属片接正极，则这些烟尘附着在金属片上面C.摇动起电机前，需先让烟尘颗粒带上电荷，实验才能成功D.起电机摇动时，塑料瓶内金属片处电场强度最大解析　潮湿的空气易于导电，则起电机产生的静电不容易在铁锯条和易拉罐（金属）片上积累，则该实验不易成功，A错误；锯条和金属片间的电场让空气电离，电离出的电子让烟尘颗粒带负电，不需先让烟尘颗粒带上电荷，C错误；若锯条接电源负极，金属片接正极，带负电的烟尘附着在金属片上面，B正确；起电机摇动时，铁锯条处聚集的电荷最密集，则电场强度最大，D错误.2.[静电应用]如图所示是用一种新型“静电”绝缘纤维布制成的口罩.熔喷布经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔直径极微小的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　D　）A.静电屏蔽B.摩擦起电C.尖端放电D.静电吸附解析　熔喷布表面带有电荷，当极微小的病毒靠近时，由于静电感应而带电，从而被熔喷布吸附，其原理为静电吸附，选项D正确. 3.[静电现象理解]如图所示，某同学在桌上放两摞书，然后把一块洁净的玻璃板放在上面，使玻璃板离开桌面2～3cm，在宽约0.5cm的纸条上画出各种舞姿的人形，用剪刀把它们剪下来，放在玻璃板下面，再用一块硬泡沫塑料在玻璃上来回擦动，此时会看到小纸人翩翩起舞.下列哪种做法能使实验效果更好（　D　）A.将玻璃板换成钢板B.向舞区哈一口气C.将玻璃板和地面用导线连接D.用火把舞区烤一烤解析　钢板是导体，与泡沫塑料摩擦时不易带电，效果并不好，故A错误；向舞区哈一口气时，由于哈出的气中含有大量的水分，玻璃板所带电荷量会减小，效果减弱，故B错误；将玻璃板和地面用导线连接时，可能会有一部分电荷流入大地，效果不明显，故C错误；用火烤会使玻璃板更加干燥，更容易发生静电现象，实验现象更明显，故D正确.4.[点电荷模型＋场强叠加/2023全国乙]如图，等边三角形ABC位于竖直平面内，AB边水平，顶点C在AB边上方，3个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上.已知AB边中点M处的电场强度方向竖直向下，BC边中点N处的电场强度方向竖直向上，A点处点电荷的电荷量的绝对值为q，求（1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负；（2）C点处点电荷的电荷量.答案　（1）q　3个点电荷均带正电　（2）3－33q解析　（1）题中已知M点的场强竖直向下，可知A、B处点电荷在M点产生的场强等大反向，C处点电荷带正电，又M为AB边的中点，结合点电荷的场强公式E＝kqr2可知，A、B处两点电荷的电荷量大小相等，电性相同，即B点处点电荷的电荷量的绝对值为qC处点电荷在N点产生的电场强度方向为N→B，假设A、B两点处点电荷均带负电，则三个点电荷在N处产生的合场强方向不可能竖直向上，所以A、B两点处点电荷均带正电，即3个点电荷均带正电（2）设C点处点电荷的电荷量为qC，等边三角形的边长为2L，则AN＝3L，对三个点电荷在N处产生的电场强度分析，如图所示，其中EBC是B、C处点电荷在N处产生的合场强，EAN是A处点电荷在N处产生的场强，EN为N点处的合场强 根据几何关系得EANEBC＝tan30°故kq（3L）2＝（kqL2－kqCL2）tan30°解得qC＝3－33q.