資源簡介

(共38張PPT)
4.靜電的防止與利用
必備知識·自主學習
關(guān)鍵能力·合作探究
課堂檢測·素養(yǎng)達標
新課程標準 核心素養(yǎng)目標 了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護 物理觀念 通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，感受靜電平衡概念的建立過程
科學思維 掌握歸納、演繹推理的方法，訓練學生的推理能力，親身感受知識的建立過程
科學探究 通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，知道處于靜電平衡的導體的特征
科學態(tài)度 與責任 經(jīng)歷觀察、實驗、探究等學習活動，培養(yǎng)尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度
必備知識·自主學習
一、靜電平衡
1.靜電平衡：導體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生________的狀態(tài)．
2．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內(nèi)部的電場強度處處為________.
定向移動
0
二、尖端放電
1．導體上電荷的分布
(1)靜電平衡時，導體________沒有凈剩電荷，電荷只分布在導體的________．
(2)在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)________，凹陷的位置幾乎沒有電荷．
2．空氣的電離：在一定條件下，導體尖端電荷________很大，導體尖端周圍的強電場足以使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷________的現(xiàn)象．
內(nèi)部
外表面
越大
密度
分離
3．尖端放電：所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被________，而與尖端上的電荷________，相當于導體從尖端________的現(xiàn)象．
4．尖端放電的應(yīng)用與防止：
(1)應(yīng)用：________是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施．
(2)防止：高壓設(shè)備中導體的表面盡量________會減少電能的損失．
吸引
中和
失去電荷
避雷針
光滑
三、靜電屏蔽
1．靜電屏蔽：靜電平衡時，帶空腔的導體內(nèi)表面沒有電荷，導體殼內(nèi)空腔里的電場強度處處為________．外電場對殼內(nèi)的儀器不會產(chǎn)生影響，金屬殼的這種作用叫作________．
2．靜電屏蔽的應(yīng)用：電學儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導線與大地相連．
0
靜電屏蔽
[情境思考]　油罐車尾部都裝有導電拖地帶，你知道這是為什么嗎？
提示：油罐車在運輸?shù)臅r候，油會與桶壁摩擦起電，油罐車后面拖一條導電拖地帶就可以將產(chǎn)生的靜電及時導走，防止靜電積累到一定程度再放電發(fā)生爆炸危害．
[提升]　靜電屏蔽的應(yīng)用：電學儀器和電子設(shè)備的外面套有金屬罩，同軸電纜(電視信號線)和雙絞線(網(wǎng)線)、音頻線等外面都有一層金屬網(wǎng)，高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣，都是應(yīng)用了靜電屏蔽．
四、靜電吸附
1．靜電吸附：在電場中，帶電粒子在________作用下，向著電極運動，最后被吸附在電極上的現(xiàn)象．
2．靜電除塵：當空氣中的塵埃帶電時，在靜電力作用下，塵埃到達________而被收集起來的過程．
3．靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為________的工件運動，并沉積在工件表面．
4．靜電復?。簭陀C應(yīng)用了________的原理，復印機的有機光導體鼓表面涂覆有機光導體(OPC)，無光照射，OPC是________，受光照時變成導體．
靜電力
電極
正極
靜電吸附
絕緣體
【思考辨析】　判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”．
(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，表面處的電場強度不為零，方向跟導體表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夾角．(　　)
(2)因為外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導體內(nèi)部疊加的合電場強度為0，所以處于靜電平衡的導體內(nèi)部電場強度處處為0.(　　)
(3)避雷針能避免建筑物被雷擊是因為云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地．(　　)
(4)用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則驗電器箔片能張開．(　　)
(5)飛機輪上裝有拖地線，油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導入大地．(　　)
×
√
×
×
√
關(guān)鍵能力·合作探究
探究點一　靜電平衡
導學探究
如圖所示，不帶電的金屬導體放到電場中，導體內(nèi)的自由電子將發(fā)生定向移動，使導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷．請思考下列問題：
(1)自由電子定向移動的原因是什么？定向移動的方向如何？
(2)自由電子能否一直定向移動？為什么？
提示：(1)自由電子受外加電場的靜電力作用而定向移動，向著與電場相反的方向定向移動．
(2)不能. 感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場與外加電場反向，阻礙電子的定向移動，當這兩個電場大小相等時，電子的定向移動終止．
探究總結(jié)
1.處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強為零的本質(zhì)是外電場E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E′的合場強為0，即E0＝－E′.
2．孤立的帶電導體處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場強為0的本質(zhì)是分布在導體外表面的電荷在導體內(nèi)部的合場強為0.
3．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其外表面任一點的場強方向跟該點的表面垂直．
4．靜電平衡時，導體上的電荷分布在導體的外表面，其內(nèi)部沒有凈電荷，且凈電荷在導體外表面的分布不均勻，越是尖銳的地方電荷的分布越密集．
典例示范
例 1 如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正點電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡狀態(tài)．下列說法正確的是(　　)
A．導體內(nèi)部A點的電場強度大于B點的電場強度
B．感應(yīng)電荷在A、B兩點產(chǎn)生的附加電場強度EA＝EB
C．感應(yīng)電荷在A、B兩點產(chǎn)生的附加電場強度EA＜EB
D．當開關(guān)S閉合時，電子從大地沿導線向?qū)w移動
【答案】　D
【解析】　枕形導體在正點電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導致電荷重新分布，因此在枕形導體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場與點電荷的電場疊加，靜電平衡時，導體內(nèi)部電場強度處處為零，A錯誤；導體內(nèi)部的電場強度處處為零，所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場強度的大小與點電荷產(chǎn)生的電場強度的大小相等，方向相反，故EA＞EB，B、C錯誤；當開關(guān)S閉合時，電子從大地沿導線向?qū)w移動，D正確．
　求處于靜電平衡狀態(tài)的導體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強的方法是：
(1)先求出外電場場強E外的大小和方向．
(2)由于導體處于靜電平衡狀態(tài)，則滿足靜電平衡條件E合＝0.
(3)由E外＋E感＝0，求出感應(yīng)電場E感的大小和方向．
針對訓練1　矩形金屬導體處于正點電荷Q產(chǎn)生的電場中，靜電平衡時感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導體內(nèi)的電場線分布情況正確的是(　　)
答案：A
解析：導體處于靜電平衡狀態(tài)時，導體內(nèi)部場強處處為0，感應(yīng)電荷在導體內(nèi)部某處產(chǎn)生的電場與場源電荷Q在此處產(chǎn)生的電場場強大小相等，方向相反，故A正確，B、C、D錯誤．
針對訓練2　[2022·山東泰安月考]一個帶絕緣底座的空心金屬球A帶有4×10－8 C的正電荷，上端開有適當小孔，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10－8 C的負電荷，使B球和A球內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B帶電荷量分別為(　　)
A．QA＝1×10－8 C　QB＝1×10－8 C
B．QA＝2×10－8 C　QB＝0
C．QA＝0　QB＝2×10－8 C
D．QA＝4×10－8 C　QB＝－2×10－8 C
答案：B
解析：B球與A球內(nèi)壁接觸后成為一個新的導體，處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部凈電荷量為零，帶電導體的電荷只能分布于導體的外表面，故QB＝0，QA＝4×10－8 C－2×10－8 C＝2×10－8 C，B正確．
探究點二　尖端放電　靜電屏蔽
導學探究
請觀察古代建筑物上的避雷針(如圖)，看它們是如何巧妙設(shè)計的，分析它們?nèi)绾文馨踩姳芾?，它們的造型與建筑物是否協(xié)調(diào)，并與同學討論交流．
提示：在古建筑物的屋頂、屋角設(shè)置各種造型的動物，避雷針一端以動物頭上的角須形式或巨獸的舌頭向上探出的形式巧妙安裝，另一端引入大地，從而起到避雷效果．
探究總結(jié)
1.尖端放電
導體尖端電荷密度大，周圍的電場強度大，把周圍的空氣電離，帶電粒子在強電場的作用下加速撞擊空氣中的分子，使它們進一步電離，所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和．
2．靜電屏蔽
(1)靜電屏蔽的實質(zhì)
靜電屏蔽的實質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零．
(2)理解靜電屏蔽的兩種情況
屏蔽外電場 屏蔽內(nèi)電場
圖示
實現(xiàn) 過程 場源電荷在空腔內(nèi)產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)產(chǎn)生的電場的合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，起到屏蔽外電場的作用 當空腔外部接地時，外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球，外部電場消失，起到屏蔽內(nèi)電場的作用
最終 結(jié)論 空腔內(nèi)導體不受外界電場影響 接地導體空腔外部不受內(nèi)部電場影響
本質(zhì) 靜電感應(yīng)與靜電平衡 典例示范
例 2 如圖所示，放在絕緣臺上的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個不帶電的驗電器C，若把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B，則(　　)
A.金屬罩B的內(nèi)表面帶正電荷
B．金屬罩B的右側(cè)外表面帶正電荷
C．驗電器C的金屬箔片將張開
D．金屬罩B左、右兩側(cè)電荷電性相同
【答案】　B
【解析】　金屬罩B處于靜電平衡狀態(tài)，電荷分布在其外表面上，所以A錯誤；由于靜電感應(yīng)，使金屬罩B在左側(cè)外表面感應(yīng)出負電荷，所以金屬罩B的右側(cè)外表面感應(yīng)出正電荷，B正確，D錯誤；由于靜電屏蔽，金屬罩內(nèi)電場強度為零，故驗電器C上無感應(yīng)電荷，驗電器C的金屬箔片不會張開，C錯誤．
針對訓練3　如圖所示，將懸掛在絕緣細線上的帶正電的小球A放在不帶電的空心金屬球C內(nèi)(始終不與球接觸)，現(xiàn)將另一個懸掛在絕緣細線上的帶負電的小球B放在C附近，待穩(wěn)定后，下列說法正確的是(　　)
A．A所受靜電力為0，B向右偏離豎直方向
B．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向
C．A所受靜電力向左，B所受靜電力向右
D．A的位置不變，B的位置也不變
答案：A
解析：A在空心金屬球內(nèi)，由于靜電感應(yīng)，C的外表面帶正電，B、C相互吸引，所以B向右偏，由于空心金屬球可以屏蔽外部電場，因此B產(chǎn)生的電場對空心金屬球C的內(nèi)部無影響，所以A位置不變，故A正確，B、C、D錯誤．
探究點三　靜電吸附
例 3 處于強電場中的空氣分子會被電離，使灰塵顆粒帶電，利用此原理可以進行靜電除塵．如圖所示是一個用來研究靜電除塵的實驗裝置，鋁板與手搖起電機的正極相連，縫被針與手搖起電機的負極相連，在鋁板和縫被針中間放置點燃的蚊香．轉(zhuǎn)動手搖起電機，蚊香放出的煙霧會被電極吸附，停止轉(zhuǎn)動手搖起電機，蚊香的煙霧又會裊裊上升．關(guān)于這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　)
A．煙塵因為帶負電而被吸附到縫被針上
B．某煙塵顆粒在被吸附過程中，離鋁板越近速度越小
C．某煙塵顆粒在被吸附過程中，離鋁板越近速度越大
D．若某煙塵顆粒在被吸附過程中帶電荷量不變，離鋁
板越近則加速度越大
【答案】　C
【解析】　負離子在電場力的作用下向正極移動時，碰到煙塵顆粒使它帶負電，因此帶電煙塵在電場力的作用下向鋁板運動，被吸附到鋁板上，故A錯誤；煙塵顆粒向鋁板運動過程中，在電場力作用下做加速運動，所以離鋁板越近速度越大，故B錯誤，C正確；由子針尖端的電場線密集，則越靠近鋁板電場力越小，故煙塵顆粒離鋁板越近則加速度越小，故D錯誤
針對訓練4　[2022·云南昆明檢測](多選)靜電的應(yīng)用有多種，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電植絨、靜電復印，它們依據(jù)的原理都是讓帶電的物質(zhì)粒子在靜電力作用下奔向并吸附到電極上．靜電噴漆的原理如圖所示，則以下說法正確的是(　　)
A．在噴槍噴嘴與被噴漆工件之間有一強電場
B．油漆微粒一定帶正電
C．油漆微粒一定帶負電
D．油漆微?？梢詭д姡部梢詭ж撾?br/>答案：AC
解析：A對：靜電噴漆的原理是讓帶電的油漆微粒在強電場的作用下被吸附到工件上，而達到噴漆的目的．C對：由題圖知，待噴漆工件帶正電，所以油漆微粒應(yīng)帶負電．
針對訓練5　(多選)如圖是某款家用空氣凈化器及其原理示意圖，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)．
下列說法正確的是(　　)
A．通過過濾網(wǎng)后空氣中的塵埃帶負電
B．塵埃在被吸附到集塵極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
答案：AB
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正確；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；塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做正功，故D錯誤．
課堂檢測·素養(yǎng)達標
1.處于靜電平衡中的導體，內(nèi)部電場強度處處為零的原因是(　　)
A．導體內(nèi)部無任何電場
B．外電場不能進入導體內(nèi)部
C．所有感應(yīng)電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生的合電場強度為零
D．外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零
答案：D
解析：導體內(nèi)部電場強度處處為零是感應(yīng)電荷的電場與外電場疊加的結(jié)果，故D正確．
2．下列應(yīng)用和防護與尖端放電現(xiàn)象無關(guān)的是(　　)
A．一般高壓設(shè)備中導體的表面應(yīng)該盡量光滑
B．一般馬路表面建造得很平滑
C．夜間高壓線周圍會出現(xiàn)一層綠色光暈
D．一般高樓大廈頂部裝有避雷針
答案：B
解析：馬路表面建造得很平滑與靜電無關(guān)，A、C、D屬于尖端放電現(xiàn)象．
3．小強在加油站加油時，看到加油機上有如圖所示的圖標，關(guān)于圖標涉及的物理知識及其理解，下列說法正確的是(　　)
A．制作這些圖標的依據(jù)是靜電屏蔽原理
B．工作人員工作時間須穿絕緣性能良好的化纖服裝
C．化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患
D．用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)該沒有關(guān)系
答案：C
解析：A、D錯：用塑料梳子梳頭時會產(chǎn)生靜電，穿衣，脫衣也會產(chǎn)生靜電．這些圖標都是為了減少靜電的產(chǎn)生；不是靜電屏蔽．B錯：工作人員工作時間穿絕緣性能良好的化纖服裝，會引起靜電．C對：化纖手套與接觸物容易摩擦起電，故會引起靜電，從而引起油料燃燒的危險．
4．[2022·江西南昌月考]如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B接觸，達到靜電平衡后，則(　　)
A．B的空腔內(nèi)電場強度為零
B．B不帶電
C．B的外表面帶正電
D．B的內(nèi)表面帶負電
答案：D
解析：D對，B、C錯：因為金屬球殼的外表面接地，所以外表面沒有感應(yīng)電荷，只有內(nèi)表面有感應(yīng)電荷分布，且由于A帶正電，則B的內(nèi)表面帶負電．A錯：B的空腔內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場和金屬球殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場，所以空腔內(nèi)電場強度不為零．
5．如圖所示，在工廠里，靠近傳送帶的工人經(jīng)常受到電擊．經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這是由于傳送帶在傳送過程中帶上了電．
(1)為什么靠近傳送帶的物體也會帶電？
(2)你可以用什么方法來解決電擊問題？
答案：(1)傳送帶因為與被傳送的物體間發(fā)生摩擦而帶電，靠近傳送帶的物體因為感應(yīng)也帶上電．
(2)要避免這種電擊，可以把導體材料如金屬絲等摻到傳送帶材料中，讓傳送帶變成導體，或者用導體制造傳送帶，再用適當?shù)姆椒ò褌魉蛶Ы拥兀o電便不會積累，工人也不會再遭電擊．4.靜電的防止與利用
新課程標準 核心素養(yǎng)目標
了解生產(chǎn)生活中關(guān)于靜電的利用與防護 物理觀念 通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，感受靜電平衡概念的建立過程
科學思維 掌握歸納、演繹推理的方法，訓練學生的推理能力，親身感受知識的建立過程
科學探究 通過對靜電場中導體的自由電荷運動情況的討論，知道處于靜電平衡的導體的特征
科學態(tài)度 與責任 經(jīng)歷觀察、實驗、探究等學習活動，培養(yǎng)尊重客觀事實、實事求是的科學態(tài)度
必備知識·自主學習——突出基礎(chǔ)性　素養(yǎng)夯基
一、靜電平衡
1.靜電平衡：導體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生________的狀態(tài)．
2．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內(nèi)部的電場強度處處為________.
二、尖端放電
1．導體上電荷的分布
(1)靜電平衡時，導體________沒有凈剩電荷，電荷只分布在導體的________．
(2)在導體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)________，凹陷的位置幾乎沒有電荷．
2．空氣的電離：在一定條件下，導體尖端電荷________很大，導體尖端周圍的強電場足以使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷________的現(xiàn)象．
3．尖端放電：所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被________，而與尖端上的電荷________，相當于導體從尖端________的現(xiàn)象．
4．尖端放電的應(yīng)用與防止：
(1)應(yīng)用：________是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施．
(2)防止：高壓設(shè)備中導體的表面盡量________會減少電能的損失．
三、靜電屏蔽
1．靜電屏蔽：靜電平衡時，帶空腔的導體內(nèi)表面沒有電荷，導體殼內(nèi)空腔里的電場強度處處為________．外電場對殼內(nèi)的儀器不會產(chǎn)生影響，金屬殼的這種作用叫作________．
2．靜電屏蔽的應(yīng)用：電學儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導線與大地相連．
[情境思考]　油罐車尾部都裝有導電拖地帶，你知道這是為什么嗎？
提示：油罐車在運輸?shù)臅r候，油會與桶壁摩擦起電，油罐車后面拖一條導電拖地帶就可以將產(chǎn)生的靜電及時導走，防止靜電積累到一定程度再放電發(fā)生爆炸危害．
[提升]　靜電屏蔽的應(yīng)用：電學儀器和電子設(shè)備的外面套有金屬罩，同軸電纜(電視信號線)和雙絞線(網(wǎng)線)、音頻線等外面都有一層金屬網(wǎng)，高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣，都是應(yīng)用了靜電屏蔽．
四、靜電吸附
1．靜電吸附：在電場中，帶電粒子在________作用下，向著電極運動，最后被吸附在電極上的現(xiàn)象．
2．靜電除塵：當空氣中的塵埃帶電時，在靜電力作用下，塵埃到達________而被收集起來的過程．
3．靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為________的工件運動，并沉積在工件表面．
4．靜電復?。簭陀C應(yīng)用了________的原理，復印機的有機光導體鼓表面涂覆有機光導體(OPC)，無光照射，OPC是________，受光照時變成導體．
【思考辨析】　判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”．
(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，表面處的電場強度不為零，方向跟導體表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夾角．(　　)
(2)因為外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導體內(nèi)部疊加的合電場強度為0，所以處于靜電平衡的導體內(nèi)部電場強度處處為0.(　　)
(3)避雷針能避免建筑物被雷擊是因為云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地．(　　)
(4)用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則驗電器箔片能張開．(　　)
(5)飛機輪上裝有拖地線，油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導入大地．(　　)
關(guān)鍵能力·合作探究——突出綜合性　素養(yǎng)形成
探究點一　靜電平衡
導學探究
如圖所示，不帶電的金屬導體放到電場中，導體內(nèi)的自由電子將發(fā)生定向移動，使導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷．請思考下列問題：
(1)自由電子定向移動的原因是什么？定向移動的方向如何？
(2)自由電子能否一直定向移動？為什么？
探究總結(jié)
1.處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強為零的本質(zhì)是外電場E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E′的合場強為0，即E0＝－E′.
2．孤立的帶電導體處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部場強為0的本質(zhì)是分布在導體外表面的電荷在導體內(nèi)部的合場強為0.
3．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其外表面任一點的場強方向跟該點的表面垂直．
4．靜電平衡時，導體上的電荷分布在導體的外表面，其內(nèi)部沒有凈電荷，且凈電荷在導體外表面的分布不均勻，越是尖銳的地方電荷的分布越密集．
典例示范
例 1 如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正點電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡狀態(tài)．下列說法正確的是(　　)
A．導體內(nèi)部A點的電場強度大于B點的電場強度
B．感應(yīng)電荷在A、B兩點產(chǎn)生的附加電場強度EA＝EB
C．感應(yīng)電荷在A、B兩點產(chǎn)生的附加電場強度EA＜EB
D．當開關(guān)S閉合時，電子從大地沿導線向?qū)w移動
　求處于靜電平衡狀態(tài)的導體的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強的方法是：
(1)先求出外電場場強E外的大小和方向．
(2)由于導體處于靜電平衡狀態(tài)，則滿足靜電平衡條件E合＝0.
(3)由E外＋E感＝0，求出感應(yīng)電場E感的大小和方向．
針對訓練1　矩形金屬導體處于正點電荷Q產(chǎn)生的電場中，靜電平衡時感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導體內(nèi)的電場線分布情況正確的是(　　)
針對訓練2　[2022·山東泰安月考]一個帶絕緣底座的空心金屬球A帶有4×10－8 C的正電荷，上端開有適當小孔，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10－8 C的負電荷，使B球和A球內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B帶電荷量分別為(　　)
A．QA＝1×10－8 C　QB＝1×10－8 C
B．QA＝2×10－8 C　QB＝0
C．QA＝0　QB＝2×10－8 C
D．QA＝4×10－8 C　QB＝－2×10－8 C
探究點二　尖端放電　靜電屏蔽
導學探究
請觀察古代建筑物上的避雷針(如圖)，看它們是如何巧妙設(shè)計的，分析它們?nèi)绾文馨踩姳芾?，它們的造型與建筑物是否協(xié)調(diào)，并與同學討論交流．
探究總結(jié)
1.尖端放電
導體尖端電荷密度大，周圍的電場強度大，把周圍的空氣電離，帶電粒子在強電場的作用下加速撞擊空氣中的分子，使它們進一步電離，所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和．
2．靜電屏蔽
(1)靜電屏蔽的實質(zhì)
靜電屏蔽的實質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內(nèi)兩種電場并存，矢量和為零．
(2)理解靜電屏蔽的兩種情況
屏蔽外電場 屏蔽內(nèi)電場
圖示
實現(xiàn)過程 場源電荷在空腔內(nèi)產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)產(chǎn)生的電場的合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，起到屏蔽外電場的作用 當空腔外部接地時，外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球，外部電場消失，起到屏蔽內(nèi)電場的作用
最終結(jié)論 空腔內(nèi)導體不受外界電場影響 接地導體空腔外部不受內(nèi)部電場影響
本質(zhì) 靜電感應(yīng)與靜電平衡
典例示范
例 2 如圖所示，放在絕緣臺上的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個不帶電的驗電器C，若把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B，則(　　)
A.金屬罩B的內(nèi)表面帶正電荷
B．金屬罩B的右側(cè)外表面帶正電荷
C．驗電器C的金屬箔片將張開
D．金屬罩B左、右兩側(cè)電荷電性相同
針對訓練3　如圖所示，將懸掛在絕緣細線上的帶正電的小球A放在不帶電的空心金屬球C內(nèi)(始終不與球接觸)，現(xiàn)將另一個懸掛在絕緣細線上的帶負電的小球B放在C附近，待穩(wěn)定后，下列說法正確的是(　　)
A．A所受靜電力為0，B向右偏離豎直方向
B．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向
C．A所受靜電力向左，B所受靜電力向右
D．A的位置不變，B的位置也不變
探究點三　靜電吸附
例 3 處于強電場中的空氣分子會被電離，使灰塵顆粒帶電，利用此原理可以進行靜電除塵．如圖所示是一個用來研究靜電除塵的實驗裝置，鋁板與手搖起電機的正極相連，縫被針與手搖起電機的負極相連，在鋁板和縫被針中間放置點燃的蚊香．轉(zhuǎn)動手搖起電機，蚊香放出的煙霧會被電極吸附，停止轉(zhuǎn)動手搖起電機，蚊香的煙霧又會裊裊上升．關(guān)于這個現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　)
A．煙塵因為帶負電而被吸附到縫被針上
B．某煙塵顆粒在被吸附過程中，離鋁板越近速度越小
C．某煙塵顆粒在被吸附過程中，離鋁板越近速度越大
D．若某煙塵顆粒在被吸附過程中帶電荷量不變，離鋁板越近則加速度越大
針對訓練4　[2022·云南昆明檢測](多選)靜電的應(yīng)用有多種，如靜電除塵、靜電噴漆、靜電植絨、靜電復印，它們依據(jù)的原理都是讓帶電的物質(zhì)粒子在靜電力作用下奔向并吸附到電極上．靜電噴漆的原理如圖所示，則以下說法正確的是(　　)
A．在噴槍噴嘴與被噴漆工件之間有一強電場
B．油漆微粒一定帶正電
C．油漆微粒一定帶負電
D．油漆微?？梢詭д?，也可以帶負電
針對訓練5　(多選)如圖是某款家用空氣凈化器及其原理示意圖，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)．下列說法正確的是(　　)
A．通過過濾網(wǎng)后空氣中的塵埃帶負電
B．塵埃在被吸附到集塵極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
課堂檢測·素養(yǎng)達標——突出創(chuàng)新性　素養(yǎng)達標
1.處于靜電平衡中的導體，內(nèi)部電場強度處處為零的原因是(　　)
A．導體內(nèi)部無任何電場
B．外電場不能進入導體內(nèi)部
C．所有感應(yīng)電荷在導體內(nèi)部產(chǎn)生的合電場強度為零
D．外電場和所有感應(yīng)電荷的電場在導體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零
2．下列應(yīng)用和防護與尖端放電現(xiàn)象無關(guān)的是(　　)
A．一般高壓設(shè)備中導體的表面應(yīng)該盡量光滑
B．一般馬路表面建造得很平滑
C．夜間高壓線周圍會出現(xiàn)一層綠色光暈
D．一般高樓大廈頂部裝有避雷針
3．小強在加油站加油時，看到加油機上有如圖所示的圖標，關(guān)于圖標涉及的物理知識及其理解，下列說法正確的是(　　)
A．制作這些圖標的依據(jù)是靜電屏蔽原理
B．工作人員工作時間須穿絕緣性能良好的化纖服裝
C．化纖手套與接觸物容易摩擦起電存在安全隱患
D．用絕緣的塑料梳子梳頭應(yīng)該沒有關(guān)系
4．[2022·江西南昌月考]如圖所示，把原來不帶電的金屬球殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B接觸，達到靜電平衡后，則(　　)
A．B的空腔內(nèi)電場強度為零
B．B不帶電
C．B的外表面帶正電
D．B的內(nèi)表面帶負電
5．如圖所示，在工廠里，靠近傳送帶的工人經(jīng)常受到電擊．經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這是由于傳送帶在傳送過程中帶上了電．
(1)為什么靠近傳送帶的物體也會帶電？
(2)你可以用什么方法來解決電擊問題？
4．靜電的防止與利用
必備知識·自主學習
一、
1．定向移動
2．0
二、
1．(1)內(nèi)部　外表面　(2)越大
2．密度　分離
3．吸引　中和　失去電荷
4．(1)避雷針　(2)光滑
三、
1．0　靜電屏蔽
四、
1．靜電力
2．電極
3．正極
4．靜電吸附　絕緣體
思考辨析
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
關(guān)鍵能力·合作探究
探究點一
　提示：(1)自由電子受外加電場的靜電力作用而定向移動，向著與電場相反的方向定向移動．
(2)不能. 感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場與外加電場反向，阻礙電子的定向移動，當這兩個電場大小相等時，電子的定向移動終止．
【例1】　【解析】　枕形導體在正點電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導致電荷重新分布，因此在枕形導體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場與點電荷的電場疊加，靜電平衡時，導體內(nèi)部電場強度處處為零，A錯誤；導體內(nèi)部的電場強度處處為零，所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場強度的大小與點電荷產(chǎn)生的電場強度的大小相等，方向相反，故EA＞EB，B、C錯誤；當開關(guān)S閉合時，電子從大地沿導線向?qū)w移動，D正確．
【答案】　D
針對訓練1　解析：導體處于靜電平衡狀態(tài)時，導體內(nèi)部場強處處為0，感應(yīng)電荷在導體內(nèi)部某處產(chǎn)生的電場與場源電荷Q在此處產(chǎn)生的電場場強大小相等，方向相反，故A正確，B、C、D錯誤．
答案：A
針對訓練2　解析：B球與A球內(nèi)壁接觸后成為一個新的導體，處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部凈電荷量為零，帶電導體的電荷只能分布于導體的外表面，故QB＝0，QA＝4×10－8 C－2×10－8 C＝2×10－8 C，B正確．
答案：B
探究點二
　提示：在古建筑物的屋頂、屋角設(shè)置各種造型的動物，避雷針一端以動物頭上的角須形式或巨獸的舌頭向上探出的形式巧妙安裝，另一端引入大地，從而起到避雷效果．
【例2】　【解析】　金屬罩B處于靜電平衡狀態(tài)，電荷分布在其外表面上，所以A錯誤；由于靜電感應(yīng)，使金屬罩B在左側(cè)外表面感應(yīng)出負電荷，所以金屬罩B的右側(cè)外表面感應(yīng)出正電荷，B正確，D錯誤；由于靜電屏蔽，金屬罩內(nèi)電場強度為零，故驗電器C上無感應(yīng)電荷，驗電器C的金屬箔片不會張開，C錯誤．
【答案】　B
針對訓練3　解析：A在空心金屬球內(nèi)，由于靜電感應(yīng)，C的外表面帶正電，B、C相互吸引，所以B向右偏，由于空心金屬球可以屏蔽外部電場，因此B產(chǎn)生的電場對空心金屬球C的內(nèi)部無影響，所以A位置不變，故A正確，B、C、D錯誤．
答案：A
探究點三
【例3】　【解析】　負離子在電場力的作用下向正極移動時，碰到煙塵顆粒使它帶負電，因此帶電煙塵在電場力的作用下向鋁板運動，被吸附到鋁板上，故A錯誤；煙塵顆粒向鋁板運動過程中，在電場力作用下做加速運動，所以離鋁板越近速度越大，故B錯誤，C正確；由子針尖端的電場線密集，則越靠近鋁板電場力越小，故煙塵顆粒離鋁板越近則加速度越小，故D錯誤
【答案】　C
針對訓練4　解析：A對：靜電噴漆的原理是讓帶電的油漆微粒在強電場的作用下被吸附到工件上，而達到噴漆的目的．C對：由題圖知，待噴漆工件帶正電，所以油漆微粒應(yīng)帶負電．
答案：AC
針對訓練5　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正確；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；塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做正功，故D錯誤．
答案：AB
課堂檢測·素養(yǎng)達標
1．解析：導體內(nèi)部電場強度處處為零是感應(yīng)電荷的電場與外電場疊加的結(jié)果，故D正確．
答案：D
2．解析：馬路表面建造得很平滑與靜電無關(guān)，A、C、D屬于尖端放電現(xiàn)象．
答案：B
3．解析：A、D錯：用塑料梳子梳頭時會產(chǎn)生靜電，穿衣，脫衣也會產(chǎn)生靜電．這些圖標都是為了減少靜電的產(chǎn)生；不是靜電屏蔽．B錯：工作人員工作時間穿絕緣性能良好的化纖服裝，會引起靜電．C對：化纖手套與接觸物容易摩擦起電，故會引起靜電，從而引起油料燃燒的危險．
答案：C
4．解析：D對，B、C錯：因為金屬球殼的外表面接地，所以外表面沒有感應(yīng)電荷，只有內(nèi)表面有感應(yīng)電荷分布，且由于A帶正電，則B的內(nèi)表面帶負電．A錯：B的空腔內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場和金屬球殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場，所以空腔內(nèi)電場強度不為零．
答案：D
5．答案：(1)傳送帶因為與被傳送的物體間發(fā)生摩擦而帶電，靠近傳送帶的物體因為感應(yīng)也帶上電．
(2)要避免這種電擊，可以把導體材料如金屬絲等摻到傳送帶材料中，讓傳送帶變成導體，或者用導體制造傳送帶，再用適當?shù)姆椒ò褌魉蛶Ы拥?，靜電便不會積累，工人也不會再遭電擊．

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