資源簡介

(共27張PPT)
第九章 靜電場及其應用
第4節 靜電的防止與利用
人教版（2019） 物理（必修第三冊）
學習目標
1.知道什么是靜電平衡狀態，知道處于靜電平衡的導體的特性.
2. 了解靜電平衡時帶電導體上電荷的分布特點，了解尖端放電、靜電屏蔽現象及其成因.
3.了解靜電除塵、靜電噴漆、靜電復印的工作原理．
課堂引入
在加油站加油前，為什么必須用手要觸摸一下靜電釋放器？
自然界到處有靜電。生產中的攪拌、擠壓、切割等活動，生活中的穿衣、脫衣、運動等過程都可能產生靜電。
1、把一個不帶電的金屬導體ABCD放到電場強度為E0的電場中，根據金屬的微觀結構模型，自由電子怎樣移動呢？
2、電子的聚集會導致什么樣的結果？
導體的兩端帶上等量異種電荷——感應電荷
3、感應電荷會在導體內產生感應電場E'，E'的方向如何？隨著電子的定向移動，對導體內部的電場會產生怎樣的影響？
E'與原電場E0方向相反，感應電場與外電場疊加，導體內部的電場減小
E0
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思考與討論
A
B
C
D
4、導體內自由電子的定向移動會一直進行下去嗎？兩端的感應電荷會無限制增加嗎？
直至導體內部合場強為零，自由電荷不再定向移動，導體達到靜電平衡狀態。
靜電力的作用下，自由電子定向移動
一、靜電平衡
導體處于靜電平衡狀態時，其表面場強能否如圖所示？
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E
導體處于靜電平衡狀態時，其表面任一點方向跟該點表面垂直。
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E
一、靜電平衡
2、靜電平衡下導體的的特點：
（2）處于靜電平衡狀態下的導體，內部的場強處處為零。
（3）導體內部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。
（1）金屬導體建立靜電平衡的時間是非常短暫的。
1、靜電平衡狀態：導體內自由電子不再發生定向移動的狀態，稱之為靜電平衡狀態。
二、尖端放電
閱讀課本，回答問題：
靜電平衡時導體帶的電荷如何分布？
2. 尖端放電是如何發生的？
3.尖端放電有哪些應用和危害？
思考：高大建筑物的頂端為何都安裝與大地連接的避雷針？
1.導體上電荷的分布
均勻球形導體
枕形導體
導體上電荷的分布及場強特點
1.靜電平衡時導體內部沒有凈剩電荷（凈電荷），電荷只分布在導體的外表面。
2.處于靜電平衡狀態的導體，在導體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即單位面積電荷量多），周圍的場強越大。
尖端放電現象
應用——電子點火器
針尖形狀
二、尖端放電
打火機電擊器
2.現象：
尖端放電會使高壓設備上電能損失，故高壓設備導體的表面都是非常光滑。
夜間高壓線周圍出現的綠色光暈，俗稱電暈，這是一種微弱的尖端放電現象。
防止：高壓設備
二、尖端放電
思考：處于靜電平衡狀態的導體內部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導體的表面，如果將這個導體掏空，電荷會怎樣分布呢？
靜電平衡時，導體內表面沒有凈電荷，導體殼壁內的電場強度為 0 ，殼內空腔里的電場強度也處處為0，空腔內也沒有凈電荷。
三、靜電屏蔽
三、靜電屏蔽
導體內部空腔不受外界電場的影響，此種情形叫外屏蔽。
情形2：接地空腔導體內部電場強度不影響外部空間，這種屏蔽叫作全屏蔽，又稱內屏蔽。
外殼未接地時，殼外E≠0
外殼接地后，內部電荷對外界無影響，外部電場強度E=0
三、靜電屏蔽
電子儀器外套金屬網罩；通訊電纜外包一層金屬等。
靜電屏蔽的應用
超高壓帶電作業的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。
靜電屏蔽的應用
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應用1：靜電除塵
四、靜電吸附
接負高壓的涂料霧化器
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工件
▲接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。
應用2：靜電噴漆
四、靜電吸附
▲利用有機光導體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉印到紙上。
應用3：靜電復印
四、靜電吸附
靜電除塵
靜電噴漆
靜電復印
A
A
B
四、靜電吸附
1．判斷下列說法的正誤并和同學交流（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。
(1)靜電平衡狀態下的導體內部電場強度處處為0。( )
(2)處于靜電平衡狀態的導體，導體內部無電場。( )
(3)所有感應電荷在導體內部產生的合電場強度為0。( )
(4)用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則驗電器箔片能張開。( )
(5)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中的感應電荷中和。( )
(6)在印染廠中保持適當的濕度，是為了防止靜電的危害。( )
√
×
×
×
√
√
練一練
2.如圖所示，將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(不與C的內壁接觸)，在C附近另外有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B，則（　　）
A．A、B兩球均不偏離豎直方向
B．A球不偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向
C．A球向左偏離豎直方向，B球不偏離豎直方向
D．A球向左偏離豎直方向，B球向右偏離豎直方向
B
練一練
AC
練一練
4．為避免野外高壓輸電線遭受雷擊，在三條輸電線上方往往架設有兩條與大地相連的導線。下列選項中，與該措施原理相同的是（　　）
A．靜電除塵設備
B．建筑物頂部安裝避雷針
C．音、視頻等信號線包裹金屬網
D．電子點火器的釘尖形放電極
C
練一練
課堂小結
謝謝聆聽

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