熱點10現(xiàn)代科技中的靜電場問題靜電場在現(xiàn)代科技中的應用主要是運用電場對不同粒子的加速和偏轉狀況不同的原理以及電容器的動態(tài)變更原理.高考常結合現(xiàn)代科技考查考生對帶電粒子在電場中運動的靈敏應用以及將實際問題模型化的實力，試題難度中等.1.[靜電噴涂]靜電噴涂是利用高壓靜電電場使帶負電的涂料微粒沿著與電場相反的方向定向運動，并將涂料微粒吸附在工件表面上的一種噴涂方法，其工作原理如圖所示.忽視運動中涂料微粒間的相互作用和涂料微粒的重力.下列說法中正確的是（D）A.當靜電噴涂機與被噴涂工件之間的距離增大時，運動中的涂料微粒所受電場力增大B.涂料微粒的運動軌跡僅由被噴涂工件與靜電噴涂機之間所接的高壓電源確定C.在靜電噴涂機水平向左移動的過程中，有兩個帶有相同電荷量的微粒先后經(jīng)過被噴涂工件右側P點（相對工件的距離不變）處，先經(jīng)過的微粒電勢能較大D.涂料微粒在向被噴涂工件運動的軌跡中，在直線軌跡上電勢上升最快解析當靜電噴涂機與被噴涂工件之間的距離增大時，由于靜電噴涂機與被噴涂工件之間電壓恒定，電場強度減小，故涂料微粒所受電場力減小，A錯誤；涂料微粒的運動軌跡與初速度和受力狀況均有關，B錯誤；工件接地，電勢為零，P處電勢為負值，噴涂機左移會使空間場強變大，P點電勢變低，因微粒帶負電，先經(jīng)過的微粒電勢能小，C錯誤；涂料微粒在向被噴涂工件運動的軌跡中，直線的距離最小，結合公式U＝Ed，在直線軌跡上電勢上升最快，D正確.2.如圖是某款家用空氣凈化器的原理示意圖，污濁空氣通過過濾網(wǎng)后塵埃帶電.圖中充電極b、d接電源負極，集塵極a、c、e接電源正極（接地）.以下說法正確的是（B）A.通過過濾網(wǎng)后空氣中的塵埃帶正電B.塵埃被吸附到集塵極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功解析塵埃經(jīng)過過濾網(wǎng)后被正極吸引，所以塵埃帶負電，故A錯誤；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；塵埃帶負電，受力方向與電場線方向相反，故吸附到集塵極a的過程中所受電場力做正功，故D錯誤.3.[心臟除顫器]心臟除顫器的工作原理是向儲能電容器充電，使電容器獲得確定的儲能，對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電，讓一部分電荷通過心臟，刺激心顫患者的心臟，使之復原正常跳動.如圖是一次心臟除顫器的模擬治療，該心臟除顫器的電容器電容為14μF，充電至10kV電壓，假如電容器在2ms時間內(nèi)完成放電，放電結束時電容器兩極板間的電勢差減為零，下列說法正確的是（B）A.這次放電過程中通過人體組織的電流恒為70AB.這次放電有0.14C的電荷量通過人體組織C.若充電至5kV，則該電容器的電容為7μFD.人體起到絕緣電介質(zhì)的作用解析依據(jù)C＝QU可知該電容器所帶電荷量在放電過程中漸漸減小，電壓也在漸漸減小，所以電流漸漸減小，A錯誤；依據(jù)C＝QU可知充電至10kV時電容器帶的電荷量為Q＝CU＝0.14C，故這次放電過程中有0.14C的電荷量通過人體組織，B正確；在充電過程中，電容器的電容C不變，照舊為14μF，C錯誤；人體為導體，D4.[電子束熔煉/多選]電子束熔煉是指高真空下，將高速電子束的動能轉換為熱能作為熱源來進行金屬熔煉的一種熔煉方法.如圖所示，陰極燈絲被加熱后產(chǎn)生初速度為0的電子，在3×104V加速電壓的作用下，以極高的速度向陽極運動；穿過陽極后，在金屬電極A1、A2間1×103V電壓形成的聚焦電場作用下，轟擊到物料上，其動能全部轉換為熱能，使物料不斷熔煉.已知某電子在熔煉爐中的軌跡如圖中虛線OPO'所示，P是軌跡上的一點，聚焦電場過P點的一條電場線如圖中弧線所示，則（ABD）A.電極A1的電勢高于電極A2的電勢B.電子在P點時速度方向與聚焦電場強度方向夾角大于90°C.聚焦電場只變更電子速度的方向，不變更電子速度的大小D.電子轟擊到物料上時的動能大于3×104eV解析由粒子運動軌跡與力的關系可知電子在P點受到的電場力斜向左下方，電子帶負電，所以電場強度方向與電子受到的電場力方向相反，即電極A1的電勢高于電極A2的電勢，A正確；電子在P點時速度方向與聚焦電場強度方向夾角大于90°，B正確；聚焦電場不