静电现象及其应用-精美解析版
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静电现象的应用同步练习一、选择题1.在下列各种措施中,目的是为了防止静电危害的是()A.电视机后盖上开有许多小孔B.电视机上装有一条户外天线C.在高大的建筑物顶端装有避雷针D.在烟道的中央装有静电除尘器2.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开,()A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合3.如图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个正点电荷,达到静电平后()A.a端电势比b端低B.b端电势与d点的电势相等C.a端电势一定不比d点低D.感应电荷在杆内c处的场强方向由a指向b4.如图所示,一对绝缘支柱支撑的金属导体A和B彼此接触,起初它们不带电,贴在它们下面的金属箔片是闭合的.现在把带正电荷的球C移近金属导体A,可以看到金属导体A、B下面的金属箔片都张开了.下列说法正确的是()A.导体A,B带上了电,说明电荷是可以凭空产生的B.由于导体A比导体B更靠近球C,所以导体A带的负电荷比导体B带的正电荷多C.这种起电方式为接触起电D.这种起电方式为感应起电5.如图所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触,且未发生放电现象)时,下列说法中正确的是()A.B端的感应电荷越来越多B.导体内部场强越来越大C.导体的感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强D.导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等6.当导体球靠近带正电的金属球时,周围的电场线如图所示。
则a、b两点的电场强度()A.大小不等,方向不同B.大小不等,方向相同C.大小相等,方向不同D.大小相等,方向相同7.一个不带电的空心金属球,在它的球心处放一个正电荷,其电场分布是下图中的哪一个() A.B.C.D.8.如图是某种静电矿料分选器的原理示意图,带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后,分落在收集板中央的两侧.对矿粉分离的过程,下列表述正确的有()A.带正电的矿粉落在右侧B.电场力对矿粉做正功C.带负电的矿粉电势能变大D.带正电的矿粉电势能变小9.如图所示,一个枕形导体AB原来不带电,将它放在一个负点电荷的电场中,点电荷的电荷量为Q,与AB中心O点的距离为R.由于静电感应,在导体A、B两端分别出现感应电荷.当达到静电平衡时,()A.导体A端电势高于B端电势B.导体A端电势低于B端电势C.导体中心O点的场强为0D.枕形导体两端的感应电荷在O点产生感应电场强度E感=k QR2,方向水平向左10.导体处于静电平衡时,下列说法正确的是()A.导体内部电场强度一定为0B.导体的电势一定为0C.导体表面和内部的电势相等D.导体表面的电势可能大于内部的电势11.如图所示,原来不带电的金属球壳内壁接地,将一带正电的小球放入其中,但不与球壳接触,则()A.球壳内壁带负电B.球壳外壁带正电C.球壳外壁不带电D.若将接地线去掉再移去正电荷,球壳外壁带负电12.如图所示,真空中将一不带电的绝缘枕形导体P放在正点电荷Q形成的电场中,枕形导体P的a、b两端分别带上了感应负电荷与等量的感应正电荷,另外导体内部还有c、d两点,则下列说法中正确的有()A.导体上a、b两端的电势高低关系可能是φa<φbB.导体上a、b两端的电势高低关系一定是φa=φbC.导体内部c、d两点的场强大小关系是E c>E dD.感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是E c>E d二、填空题13.如图所示,把带正电荷的导体球C移近彼此接触的不带电的绝缘金属导体A、B,金属薄片张开,此时金属导体A带电荷(填“正”或“负” );如果先把C移走,再将A和B分开后,金属导体上的金属箔片是否张开(填“是”或“否” ).三、解答题14.电业工人创造了具有世界先进水平的超高压带电作业法.利用“绝缘梯”使输电线间的电势差逐渐变小,直到最后使人体的电势与输电线电势相等.试问:(1)人与输电线电势相等时,为什么没有危险?(2)超高压输电线周围存在强电场,人靠近输电线时,人体会有什么现象发生?(3)工人带电作业时穿着由金属丝和棉纱织成的均压服,有什么作用?15.如图所示,真空中有相距为L=3.0m的A、B两点放置着等量同种正点电荷Q=3.0×10−6C,现在A、B连线的中垂线上放一个不带电的导体棒,棒内有一点P(恰好落在中垂线上),且∠PAB=300,已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,当棒达到静电平衡后,求:(1)两点电荷间的库仑力大小(2)A、B两点电荷在棒内P点产生的场强E感的大小答案解析部分1.【答案】C【解析】【解答】A、电视机后盖上开有许多小孔目的是散热,故A错误B、电视机上装有一条户外天线目的接受电磁波,故B错误C、在高大的建筑物顶端装有避雷针是静电现象的防止,故C正确D、在烟道的中央装有静电除尘器,是静电现象的应用,故D错误故选C【分析】静电现象的应用与防止,静电现象的好处要加以利用,如静电除尘、植绒、喷漆等;缺点要加以防止,如避雷针、油罐车的拖地的铁链、地毯中夹杂细金属丝等.2.【答案】C【解析】【解答】解:A、物体C靠近A附近时,由于静电感应,A端带上负电,B端带上正电;故A错误;B、此时AB为等势体,两端电势相等;故B错误;C、移去C后,由于电荷间相互作用,重新中和,达电中性状态,两金属箔均闭合;故C正确;D、先把AB分开,则A带负电,B带正电,移去C后,电荷不能再进行中和,故两金属箔仍然张开;故D错误;故选:C.【分析】根据静电感应规律可明确AB两端所带电性,再根据电荷间的相互作用分析移走C后AB 所带电量,即可明确金箔能否闭合.3.【答案】D【解析】【解答】ABC、达到静电平衡后,导体为等势体,导体上的电势处处相等,所以可以得到φa =φb=φc,由于正电荷在右边,所以越往右电场的电势越高,则有:φd>φb=φc=φa,ABC不符合题意.D、由于杆处于静电平衡状态,所以内部的场强为零,正电荷和感应电荷在内部产生的合场强为零;正电荷在c处产生的场强方向由b指向a,所以感应电荷在杆内c处产生的场强方向由a指向b,D 符合题意.故答案为:D.【分析】a端带正电荷,b端带负电荷,故导体内部的电场由a指向b,电势沿电场线方向降低。
新课练12 静电现象的应用(解析版)基本要求1.了解静电平衡的概念。
2.知道处于静电平衡的导体上电荷分布的特点。
3.知道静电平衡的导体表面是一个等势面,整个导体是一个等势体。
4.知道处于静电平衡的导体腔内场强为零。
5.了解尖端放电现象和避雷针的工作原理,了解金属壳的静电屏蔽作用及其应用。
发展要求应用尖端放电、静电屏蔽的相关知识解释简单的现象。
说明1.不要求计算感应电荷的场强和静电力。
2.不要求应用“处于静电平衡的导体是一个等势体”的知识解决有关问题。
一、单选题1.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【答案】C【解析】本题主要考查了生活中的静电现象,比较容易。
手接触车体发生“触电”是静电现象,“静电消除器”并不是消除了电荷,而是发生了电荷的中和。
【解答】A.干燥的冬天,人体容易带上静电,当接触金属车门时就会出现放电现象,所以这种“触电”现象是一种静电现象,故A正确;B.手持“静电消除器”与车体金属部分接触一下,人体带上静电通过“静电消除器”发生中和,所以“静电消除器”为导体,故B正确;C.根据电荷守恒定律,人体通过“静电消除器”与车体接触时,人体与车体上的电荷通过“静电消除器”发生中和,而不是被“静电消除器”吸收而消失了,故C错误;D.人体通过“静电消除器”与车体接触时,人体与车体处于静电平衡,处于静电平衡的整个导体是等势体,故D正确。
本题选不正确的,故选C。
2.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()A. 电工穿普通衣服比穿金属丝织成的衣服安全B. 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施C. 制作汽油桶的材料用塑料比用金属好D. 打雷时,待在木屋里比待在汽车里要安全【答案】B【解析】明确电学的防范知识,利用静电屏蔽和尖端放电原理进行逐项分析。
第7节静电现象的应用1.了解静电平衡的概念,知道处于静电平衡状态的导体的特性。
2.了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。
3.了解尖端放电和静电屏蔽现象。
一、静电平衡状态下导体的电场1.静电感应现象:把导体放入电场,导体内的□01自由电荷在电场力作用下定向移动,而使导体两端出现□02等量异号电荷的现象。
2.静电平衡状态:导体在电场中发生静电感应现象,感应电荷的电场与原电场叠加,使导体内部各点的合电场□03等于零,导体内的自由电子不再□04发生定向移动的状态。
3.静电平衡状态下导体的特征(1)处于静电平衡状态的导体,内部的场强□05处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体,外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面□06垂直。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个□07等势体,导体的表面是个□08等势面。
二、静电平衡导体上电荷的分布1.导体内部没有电荷,电荷只分布在导体的□01外表面。
2.在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的□02密度越大,凹陷的位置□03几乎没有电荷。
三、尖端放电和静电屏蔽尖端放电静电屏蔽原理导体尖端的强电场使附近的空气□01电离,电离后的带□02异种电荷的离子与尖端的电荷□03中和,相当于导体从尖端失去电荷当金属壳达到静电平衡时,壳内电场处处为□040,因而金属外壳会对其□05内部起保护作用,使它不受□06外部电场的影响续表尖端放电静电屏蔽应用或防止应用:□07避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施防止:高压设备中导体的表面尽量□08光滑,以减少电能的损失应用:电学仪器外面有金属壳,以使壳外电场对壳内仪器不会产生影响;野外高压线上方还有两条导线与大地相连,形成一个稀疏的金属“网”,把高压线屏蔽起来,免遭雷击家用电视机、收音机外壳的制作材料为何一般是塑料,而不用金属?提示:若用金属制作家用电视机、收音机外壳,用电器的金属外壳就形成静电屏蔽,电磁信号就难以被电视机、收音机这类电磁波接收器接收,电视机、收音机就不能正常工作。
第09章 静电场及其应用 练习与应用(解析版)—2019版新教科书《物理》选修第三册第1节 电荷 练习与应用(教科书第5页)1.在天气干燥的季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电一下。
这是为什么?【解析】脱掉外衣后,由于摩擦起电,手带电,再去摸金属门把手时,手和门把手之间放电,常常会被电一下。
2.在图 9.1-3 所示的实验中,导体分开后,A 带上了-1.0×10-8 C 的电荷。
实验过程中,是电子由A 转移到B 还是由B 转移到A ?A 、B 得到或失去的电子数各是多少?【解析】是电子由A 转移到B 。
A 得到或B 失去的电子数是101981025.6106.1100.1⨯=⨯⨯==--e q N 。
3.如图 9.1-5,将带正电荷Q 的导体球C 靠近不带电的导体。
若沿虚线1将导体分成A 、B 两部分,这两部分所带电荷量分别为 Q A 、Q B ;若沿虚线 2 将导体分成两部分,这两部分所带电荷量分别为Q A′和Q B′。
(1)请分别说出以上四个部分电荷量的正负,并简述理由。
(2)请列出以上四个部分电荷量(绝对值)之间存在的一些等量关系,并简述理由。
【解析】(1)Q A 为正、Q B 为负, Q A′为正、Q B′为负。
(2)Q A = Q A′,Q B = Q B′。
4.关于电荷,小明有以下认识 :A. 电荷量很小的电荷就是元电荷 ;B. 物体所带的电荷量可以是任意的。
你认为他的看法正确吗?请简述你的理由。
【解析】A 错误,元电荷是电子所带电荷量C e 19106.1-⨯=. B 错误,物体所带的电荷量只可以是元电荷的整数倍。
第2节 库仑定律 练习与应用(教科书第10页)1.有三个完全相同的金属球,球A 带的电荷量为q ,球B 和球C 均不带电。
现要使球B 带的电荷量为q 83,应该怎么操作?【解析】先把球B 与球A 接触后分开,则球B 带电量为2q,再把球C 与球A 接触后分开,则球A 或球C 带电量为4q,然后再把球B 与球A 或球C 接触后分开,则球B 带电量为q 83.2.半径为r 的两个金属球,其球心相距3r ,现使两球带上等量的同种电荷Q ,两球之间的静电力229rQ k F =吗?说明道理。
静电现象及其应用一、单选题(本大题共5小题,共30.0分)1.为了减少污染,工业废气需用静电除尘器除尘,某除尘装置如图所示,其收尘极为金属圆筒,电晕极位于圆筒中心。
当两极接上高压电源时,电晕极附近会形成很强的电场使空气电离,废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积,以达到除尘目的。
假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变,下列判断正确的是()A. 金属圆筒内存在匀强电场B. 金属圆筒内越靠近收尘极电势越低C. 带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大D. 带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小D(济南一中)解:A、根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场,电场线方向由收尘极指向电晕极,故A错误;B、逆电场线方向,电势变高,故越靠近收尘极,电势越高,故B错误;C、尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动,电场力做正功,电势能越来越小,故C 错误;D、离电晕极越远,场强越小,尘埃带电量不变,电场力越小,故D正确,故选:D。
尖端电荷密度大,附近的场强强,空气越容易电离,画出金属筒和金属丝之间的电场线分布图,比较场强的大小,带负电的细颗粒物根据受力判断运动情况。
此题考查静电的应用−静电除尘,解答本题关键是要知道金属圆筒和金属丝之间的电场分布,电场强度越大的地方气体越容易电离。
2.如图所示,绝缘空心金属球壳不带电,现在中间放一带电量为Q的正点电荷,a、b、c分别是球壳内、球壳中、球壳外的点,下列分析正确的是()A. b点的场强为零B. a、b、c三点中,b点的电势最低C. Q在b点产生的场强为零D. 球壳内壁不带电,感应电荷全部分布在外表面上A(济南一中)解:A、静电平衡后,金属球壳中的场强处处为零,则b点的场强为零。
故A正确。
B、球壳内部电场线从Q出发到球壳内壁终止,球壳外部电场线从外表面出发到无穷远处终止,根据顺着电场线方向电势逐渐降低,且整个金属球壳是一个等势体,可知,a,b,c三点中,a点的电势最高,c点的电势最低,故B错误。
C、b点的合场强为零,但Q在b点产生的场强不为零,故C错误。
D、由于静电感应,金属球壳内壁感应出负电荷,外表面感应出正电荷,故D错误。
第 1 页故选:A由于静电感应,金属球壳内壁感应出负电荷,外表面感应出正电荷。
B的空腔内电场强度不为零。
金属球壳是一个等势体,内部场强处处为零。
根据静电平衡的特点分析。
本题考查对于静电感应的理解能力。
抓住静电平衡导体的特点:导体内部场强处处为零,整个导体是一个等势体,就能正确解答。
3.下列用电器中,利用静电的吸附作用进行工作的是()A. 电饭煲B. 电话机C. 复印机D. 电冰箱C(济南一中)解:A、电饭煲是利用了电流的热效应,来加热的.故A错误;B、电话是利用电磁波传递信息,利用了电流的磁效应工作的,故B错误;C、复印机复印文件资料,就是利用静电墨粉吸附在鼓上.故C正确;D、电冰箱是利用物态变化时的吸热和放热原理制冷的,故D错误;故选:C本题考查各种电器的工作原理,从各种实例的原理出发可以得出结论.本题是常识性问题,只有认真把握它们的定义,才能真正区分它们利用的是哪个工作原理.体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念.4.下列说法正确的是( )A. 做斜抛运动的物体到达最高点时速度为零B. 处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零C. 元电荷就是带电量最小的带电粒子D. 电容器所带电荷量为两板量所带电荷量绝对值之和B(济南一中)【分析】本题考查了斜抛运动,静电平衡,元电荷,和电容器基本概念的运用。
【解答】斜抛运动上升过程是匀减速曲线运动,到达最高点时速度不为零,但速度方向是水平,而物体受到有合力是重力,加速度是加速度,在整个过程中保持不变,到达最高点时加速度仍为g,故A错误;处于静电平衡状态的导体,导体的内部场强处处为零,故B正确;元电荷是最小的电荷量,故C错误;电容器所带的电荷量是指任何一个极板所带电荷量的绝对值,而不是指两个极板所带电荷量的绝对值的和,故D错误;5.为了防止静电产生的危害,下列做法正确的()A. 在高大的建筑物顶端装上避雷针B. 小汽车上有一根露在外面的小天线C. 在高大的烟囱中安装静电除尘器D. 汽车制造厂车间里进行静电喷漆A(济南一中)解:A.当打雷的时候,由于静电的感应,在高大的建筑物顶端积累了很多的静电,容易导致雷击事故,所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以把雷电引入地下,保护建筑物的安全,属于防止,符合题意;B.小汽车上有一根露在外面的小天线,属于尖端放电,属于静电的应用,不符合题意;C.静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向电源正极运动,属于静电应用,不符合题意;D.喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,属于静电应用,不符合题意.故选A.本题考查是关于静电的防止与应用,从各种实例的原理出发就可以判断出答案.本题考查是关于静电的防止与应用,要求同学们熟练掌握静电的防止与应用的具体实例.二、多选题(本大题共4小题,共24分)6.如图所示是静电喷涂的原理装置图,喷涂时让所要喷涂的物质与电源负极相连接,喷涂对象与电源正极相连接,所要喷涂的物质从喷枪喷射出来时会带上负电,下列关于带负电的喷涂物质在运动过程中的说法中正确的是()A. 动能变大B. 电场力做负功C. 电势能增大D. 电势能减小AD(济南一中)解:由于静电感应工件的表面将会带上正电荷,对周围的带负电的涂料微粒产生吸引力,带负电的涂料微粒在库仑力的作用下向工件做加速运动电场力做正功,粒子的电势能减小,动能增大.故AD正确,BC错误.故选:AD.静电喷涂机接高压电源的负极,所以喷出的涂料微粒带负电荷;喷出的涂料微粒带负电荷,在空间形成一个负电荷的电场区域,此时的工件处于负电荷飞电场中,由于静电感应工件的表面将会带上正电荷,对周围的带负电的涂料微粒产生吸引力.本题结合生活中的具体应用,考查了静电感应,题目难度不大.7.如图所示,电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业,电工全身穿戴带电作业用屏蔽服,屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装,下列说法正确的是()A. 采用金属材料编织的衣服目的是使衣服不易拉破B. 采用金属材料编织的衣服目的利用静电屏蔽C. 电工穿上屏蔽服后,使体内场强为零D. 电工穿上屏蔽服后,使体内电势为零B C(济南一中)屏蔽服作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害.屏蔽服作用是在穿用后,使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面,从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害.等电位说明电势相等而不是等于0,等电势时电势差为0,电场强度为0.所以BC正确,AD错误故选BC.8.如图所示为静电除尘机理图,废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区,放电极和集尘极加上高压电场,使尘埃带上负电,尘埃只在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,达到除尘目的,图中虚线为电场线(方向未标出)。
不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化,则()第 3 页A. 电场线方向由集尘极指向放电极B. 图中A点场强小于B点场强C. 尘埃在迁移过程中电势能减小D. 沿水平方向进入的尘埃在迁移过程中可以做类平抛运动AC(济南一中)解:A、由题带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移,则知集尘极带正电荷,是正极,所以电场线方向由集尘极指向放电极。
故A正确。
B、由图可知,A点的电场线密,所以A点的电场强度大于B点的电场强度。
故B错误。
C、带电尘埃所受的电场力方向与位移方向相同,做正功,所以在迁移过程中电势能减小。
故C正确。
D、放电极与集尘极间建立非匀强电场,尘埃所受的电场力是变化的,所以尘埃的运动不可能是类平抛运动。
故D错误。
故选:AC。
根据电场方向,分析尘埃所受的电场力方向,判断其电性。
放电极与集尘极间建立非匀强电场,尘埃所受的电场力是变化的。
电场力对尘埃做正功。
本题考查运用分析实际问题工作原理的能力,剖题时,抓住尘埃的运动方向是突破口。
9.根据学过的物理知识判断,下列说法中正确的是()A. 小轿车车尾的导电链是为了防止静电积聚B. 洗衣机的脱水筒是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉C. 乘坐汽车时要系好安全带,这是为了防止汽车突然加速而对乘客造成伤害D. 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,俗称电晕,这是一种微弱的尖端放电ABD(济南一中)解:A、车尾的导电链,可以及时导走由摩擦产生的大量静电,是为了防止静电积聚,故A正确;B、洗衣机的脱水筒是利用离心现象来甩干衣物,故B正确;C、司机和前排乘客必须系好安全带,当突然刹车时,可以防止由于惯性而前冲带来的危害,故C错误;D、夜间高压线周围出现的绿色光晕,由于电压高,是一种微弱的尖端放电现象,故D 正确.故选:ABD.导电链是为了防止静电积聚;洗衣机的脱水筒是利用离心现象来甩干衣物;系好安全带,这样可以防止惯性的危害;夜间高压线周围出现的绿色光晕是尖端放电现象.考查惯性的概念、静电的防止与偏振的应用,注意惯性不是因状态变化,而出现的,总是存在的.三、填空题(本大题共1小题,共3分)10.利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘.静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成,A和B分别接到高压电源正极和负极,其装置示意图如图所示.A、B之间有很强的电场,距B越近,场强______(填:“越大”或“越小”).B附近的气体分子被电离成为电子和正离子,粉尘吸附电子后被吸附到______ (填“A”或“B”)上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中.越大;A(济南一中)解:电极截面如图所示,由电场线可判断越靠近B场强越大;粉尘吸附电子后带负电,因此向正极A运动.故答案为:越大,A.电极A、B间接高电压后,之间产生了很强的电场,气体分子被电离成为电子和正离子,电子较轻,容易被粉尘吸附,故粉尘带负电,被正极A吸引,从而达到除尘的目的.本题涉及静电除尘的原理,关键是电子容易被吸附到灰尘上,故灰尘会吸附带带正电的A上.第 5 页。