資源簡介

(共39張PPT)
第九章
靜電場及其應用
第4節
靜電的防止與利用
高中物理人教（2019）必修
第三冊
新課引入
自然界到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運動等過程都可能產生靜電。在加油站給車加油前，為什么要觸摸一下靜電釋放器？
靜電有其有利的一面，也有有害的一面，做好靜電的防止和利用就顯得尤為重要。
新課引入
E0
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1.導體中自由電荷在電場力作用下將發生定向移動。
2.導體兩端出現感應電荷,感應電荷在導體中產生反方向電場強度Eˊ。
一、靜電平衡
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E0
E'
E'
E'
探究新知
E0
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E'
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3.感應電荷的電場增到與外電場相等時E'
=E0，導體內合場強為零。自由電荷的定向移動停止。
E0
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E=0
4.靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態,叫靜電平衡狀態。
一、靜電平衡
靜電平衡的特點：
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。
一、靜電平衡
1.金屬導體建立靜電平衡的時間是非常短暫的。
靜電平衡時導體上電荷的分布特點：
結論1：導體內部沒有凈電荷，電荷只分布在導體的外表面。
二、導體上電荷的分布
結論2：在導體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大。
實驗演示1：法拉第圓筒（點擊播放）
實驗演示2：不規則帶電體（點擊播放）
探究新知
均勻球形導體
二、導體上電荷的分布
枕形導體
靜電平衡時導體上的電荷分布
三、尖端放電
▲導體周圍的強電場使空氣中殘留的帶電粒子發生劇烈運動
▲帶電粒子與氣體分子碰撞使氣體分子中的正負電荷分離
強電場使空氣分子中正負電荷分離的現象叫做空氣的電離。
探究新知
三、尖端放電
▲新產生的帶電粒子在強電場的作用下使空氣進一步電離
▲電離產生的帶電粒子在電場的作用下，向著與自己電荷符號相反的一端運動
導體尖端的電荷密度很大，因此，使空氣分子電離的現象更容易發生在導體的尖端。
三、尖端放電
導體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，這相當于導體從尖端失去電荷。這種現象叫作尖端放電。
燃氣灶的點火器
三、尖端放電
三、尖端放電
實驗演示
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導體尖端電荷密度大
尖端周圍電場強
空氣中殘留帶電粒子劇烈運動
分子中正負電荷分開
正負電荷奔向異種電荷
相當于尖端失去電荷
尖端放電
三、尖端放電
應用1：避雷針
1.避免：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。
2.現象：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。
應用2：高壓設備
三、尖端放電
應用
3：汽車接地放電
三、尖端放電
四、靜電屏蔽
視頻演示
探究新知
罩上金屬網罩
導體球殼內(或金屬網罩)達到靜電平衡后，內部場強處處為0，不受外部電場的影響，內部的儀器不會受到外電場的影響，這種現象叫做靜電屏蔽。
四、靜電屏蔽
四、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。
四、靜電屏蔽
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。
四、靜電屏蔽
四、靜電屏蔽
內屏蔽
外屏蔽
四、靜電屏蔽
接地的封閉導體殼，內部電場對外部沒有影響
武當山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立著一座光耀百里的金殿，全部為銅鑄鎏金。
雷雨交加時，金殿的屋頂常會出現盆大的火球，來回滾動。雨過天晴時，大殿金光燦燦，像被重新煉洗過一般，這就是人們所說的“雷火煉殿”奇觀。
四、靜電屏蔽
點擊圖片播放視頻
實驗觀察：
五、靜電吸附
應用1：靜電除塵
探究新知
▲B附近的空氣中氣體分子被電離
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小油滴
小油滴
五、靜電吸附
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小油滴
小油滴
▲電子在向著正極A運動的過程中，遇到油煙中的小油滴，會使油滴帶負電
靜電吸附的原理：帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運動，最后被吸附在電極上。
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五、靜電吸附
應用2：靜電噴漆
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。
五、靜電吸附
應用3：靜電復印
▲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。
五、靜電吸附
1.避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是（　　）
A．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層的電荷
B．避雷針與云層發生摩擦，帶走了電荷
C．云層中的電荷被避雷針通過導線導入大地
D．以上都不對
【正確答案】A
課堂練習
2.（多選）關于靜電的利用和防范，以下說法中正確的是（　　）
A．靜電復印是防范靜電的
B．為了防止靜電積聚，飛機起落架的輪胎必須用絕緣橡膠制成
C．油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上，可以避免產生電火花引起的爆炸
D．靜電植絨是利用異種電荷相互吸引而使絨毛吸附在底料上
【正確答案】CD
課堂練習
3.如圖所示，在“中國達人秀”舞臺上，16歲的盧馭龍上演了這樣一幕表演:他站在電壓達幾萬伏的電極旁邊，輕松地把玩著“閃電”，卻安然無恙。據了解，他身上穿著一件特別的衣服叫“高壓屏蔽服”,這種“高壓屏蔽服”制成的材料可能是（
）
A．玻璃
B．木屑
C．塑料片
D．金屬絲
【正確答案】D
課堂練習
4.（多選）圖為科技館里一個趣味體驗項目的照片和簡化圖，核心裝置為一個金屬球，在干燥的空氣里，體驗者雙腳站在絕緣凳上，手（圖中為右手）按在金屬球上，并與周圍其他物體保持遠離。一條特殊傳送帶（圖中未畫出）給金屬球不斷地輸送電荷，過一段時間后，體驗者的頭發便會四處散開，甚至倒立，十分有趣，在此狀態下，下列分析正確的是（　　）
A．若用左手也去摸金屬球，會被電擊
B．若用左手與旁邊的觀眾握手，會被電擊
C．若將右手離開金屬球，則頭發會立刻恢復常態
D．若將右手離開金屬球而且走下絕緣凳，頭發會立刻恢復常態
【正確答案】BD
課堂練習
5.在一次科學晚會上，一位老師表演了一個“魔術”：如圖所示，一個沒有底的空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐（金屬）片，瓶內的金屬片和鋸條的情況如圖所示（俯視圖）。將鋸條與起電機的負極相連，金屬片與起電機的正極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。當把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。關于此實驗下列說法正確的是（　　）
A．煙塵在向某極運動過程中一定做勻加速運動
B．煙塵被吸附的過程中一定做勻速運動
C．起電機工作后煙塵會帶上負電向金屬片運動，最終被金屬片吸附
D．起電機工作后煙塵會帶上正電向鋸條運動，最終被鋸條吸附
【正確答案】C
課堂練習
6.如圖所示是檢驗帶電體A（上表面）、B（尖端）處帶電情況的實驗裝置.則（
）
A．帶電體A處比B處電荷密集
B．帶電體B處比A處電荷密集
C．驗電器的C處做成球形是為了美觀需要
D．驗電器的C處做成球形是為了讓更多電荷分布在C處
【正確答案】B
課堂練習
7.如圖所示，將懸掛在細線上的帶負電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼C內（不和球壁接觸），另有一懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，則（
）
A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向
B．A往左偏離豎直方向，B的位置不變
C．A的位置不變，B往左偏離豎直方向
D．A和B的位置不變
【正確答案】C
課堂練習
課堂小結
謝謝聆聽

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