题目内容

【题目】N95口罩中起阻隔作用的关键层是熔喷布,熔喷布的纤维里加入了驻极体材料,它能依靠静电感应吸附比熔喷布网状纤维孔洞小很多的0.1μm量级或更小的微粒,从而有了更好的过滤效果。制备驻极体的一种方法是对某些电介质材料进行加热熔化,然后在强电场中进行极化冷却。电介质中每个分子都呈电中性,但分子内正、负电荷分布并不完全重合,每个分子可以看成是等量异号的电荷对。如图所示,某种电介质未加电场时,分子取向随机排布,熔化时施加水平向左的匀强电场,正、负电荷受电场力的作用,分子取向会发生一致性的变化。冷却后撤掉电场,形成驻极体,分子取向能够较长时间维持基本不变。这个过程就像铁在强磁场中被磁化成磁铁的过程。根据以上信息可知,下列说法中正确的是(  )

A.驻极体能够吸引带电的微粒,但不能吸引电中性的微粒

B.驻极体吸附小微粒利用了静电感应,所以驻极体所带的总电荷量一定不为零

C.不带电的微粒也能被驻极体吸引,但并不会中和驻极体表面的电荷

D.加有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是驻极体向外放电使电荷减少的结果

【答案】C

【解析】

A.极体不仅能够吸引带电的微粒,还能依靠静电效应吸引微小的电中性颗粒,故A错误;

B.极体吸附小微粒利用了静电感应,但驻极体内部的总电荷量为零,只是分子取向一致,对外显示静电效应而已,故B错误;

C.带电的微粒由于静电效应能被驻极体吸引,但驻极体内部正负电荷代数和为零,不存在中和现象,故C正确;

D.有驻极体的口罩会因存放时间过长其中的电场衰减而过期,这是因为驻极体内部的分子取向再次变得杂乱无章的缘故,故D错误。

故选C

练习册系列答案
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(2)在电路中电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程,电流做功的过程本质上是导体中的恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功的过程。由同种材料制成的很长的圆柱形实心金属导体,在其上选取长为L的导体做为研究对象,如图所示,当其两端的电势差恒为U时,形成的恒定电流的大小为I。设导体中的恒定电场为匀强电场,自由电子的电荷量为e,它们定向移动的速率恒定且均相同。

①求恒定电场对每个自由电子作用力的大小F

②在任意时间t内,恒定电场的电场力对这段导体内的所有自由电子做的总功为W,请从功的定义式出发,推导W=UIt。已知对于横截面积为S的均匀导体,其单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动的速率均为v,则通过导体的恒定电流I=neSv

(3)如图所示为简化的直流电动机模型,固定于水平面的两根相距为L的平行金属导轨,处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,在两导轨的左端通过开关连接电动势为E、内阻为r的电源。导体棒MN放置在导轨上,其与导轨接触的两点之间的电阻为R,导体棒与导轨间的阻力恒定且不为0。闭合开关S后,导体棒由静止开始运动,运动过程中切割磁感线产生动生电动势,该电动势总要削弱电源电动势的作用,我们把这个电动势称为反电动势E,此时闭合回路的电流大小可用来计算,式中R为闭合电路的总电阻。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计,导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导体棒运动所能达到的最大速度大小为v。求达到最大速度后经过时间t导体棒克服阻力做的功W

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