Question

【題目】在化學工業和食品工業生產中，液體和粉末通過管道傳輸時，由于與管壁摩擦而產生靜電，它們長時間地保存著大量的電荷，與管壁間的電壓可高達幾萬伏，如果突然發生放電，就會產生電火花而引發火災．

我們用如圖所示的模擬裝置對上述過程進行研究．在該裝置中，用聚苯乙烯小球模擬管道中流動的粉末上電荷積累的情況，本裝置還可用來研究如下的可能因素對電荷積累多少的影響，這些可能因素是：小球的速度，管道的長度，在貯存筒中攪動小球，把導電的添加劑與小球混合等．

（1）簡述該裝置的工作原理．

（2）設計一個方案，研究小球上電荷的積累與小球速度的定性關系．

（3）在實際生產中，為減少管道傳輸中由于靜電積累而引起的火花的危險，你有什么建議嗎？

（4）實際傳輸時，由于金屬導管深入金屬貯存筒內，導管與筒、帶電的粉末和液體與筒之間也會有因高電壓而產生電火花的危險，這個問題如何解決？

Answer 1

【答案】（1）見解析 （2）見解析 （3）見解析 （4）把管子與貯存筒用金屬導線連接起來，并把貯存筒接地

【解析】

（1）聚苯乙烯是不良導體，用它做成的小球在沿導管下落時由于摩擦而帶電，小球進入金屬貯存筒使筒也帶上電荷，靜電計指針就張開，可以從指針張開的角度來了解小球積累電荷的多少 。（2）控制小球用不同的速度通過金屬導管倒入金屬貯存筒內，分別觀察記錄速度不同時靜電計指針張開的角度，通過比較速度和指針張開角度的大小來確定關系。 （3）①在保證完成生產任務的前提下盡量減小小球的流動速度。②在保證將小球輸送到金屬貯存簡的前提下盡量縮短金屬導管的長度。③減少攪拌次數。④將導電添加劑與小球混合并攪拌均勻。（4）把管子與貯存筒用金屬導線連接起來，并把貯存筒接地