【高二物理（人教版）】靜電的防止與利用-課件

1、靜電的防止與利用年 級(jí)：高二 學(xué) 科：物理（人教版）主講人： 學(xué) 校：靜電的防止與利用年 級(jí)：高二 學(xué) 科：物理（人教版）主講人：曾亞梅 學(xué) 校：北京市第八中學(xué)1 靜電平衡3 靜電屏蔽課程內(nèi)容2 尖端放電4 靜電吸附想一想問題：生活中有哪些和靜電有關(guān)的現(xiàn)象呢？生活中的靜電現(xiàn)象干燥冬天，用手接觸金屬時(shí)會(huì)有觸電的針刺感靜電火花引起汽油爆炸新聞資料生活中的靜電現(xiàn)象自然界的雷電也是一種劇烈的放電現(xiàn)象想一想問題：這些放電現(xiàn)象，有什么共同點(diǎn)嗎？想一想問題：這些放電現(xiàn)象，有什么共同點(diǎn)嗎？復(fù)習(xí)回顧：靜電感應(yīng)現(xiàn)象- +CAB 能否用金屬的微觀結(jié)構(gòu)模型來解釋靜電感應(yīng)現(xiàn)象呢？思考金屬的微觀結(jié)構(gòu)模型問題：把一個(gè)不帶電

2、的金屬導(dǎo)體ABCD放到電場強(qiáng)度為E0的電場中，根據(jù)金屬的微觀結(jié)構(gòu)模型，自由電子怎樣移動(dòng)呢？E0A CB D一、靜電平衡ABCD-ABCD+一、靜電平衡電場力的作用下，自由電子發(fā)生定向移動(dòng)。自由電子的定向移動(dòng)導(dǎo)致電子在AB端集聚，CD端正電荷“暴露”出來。 AB端感應(yīng)出負(fù)電荷、CD端感應(yīng)出正電荷。問題：自由電子定向移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致怎樣的情況發(fā)生呢？E0E0E0ABCD-+-+一、靜電平衡問題：導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)會(huì)一直進(jìn)行下去嗎？兩端的感應(yīng)電荷會(huì)無限制增加嗎？導(dǎo)體兩側(cè)感應(yīng)出的正、負(fù)電荷會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電場E。EE0E0E0感應(yīng)電場與外電場疊加抵消，直到導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電場強(qiáng)度E=0。導(dǎo)體內(nèi)自

3、由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。1、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)，稱之為靜電平衡狀態(tài)。2、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為0。一、靜電平衡我們?nèi)绾螐睦碚撋线M(jìn)一步論證這一特點(diǎn)呢？思考1、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)，稱之為靜電平衡狀態(tài)。2、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為0。一、靜電平衡1、靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)，稱之為靜電平衡狀態(tài)。2、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)：內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為0。電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。一、靜電平衡問題：感應(yīng)起電時(shí)，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，此時(shí)電荷分布在導(dǎo)體外表面，不發(fā)

4、生定向移動(dòng)，怎么會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象呢？二、尖端放電實(shí)驗(yàn)觀察：感應(yīng)起電機(jī)的放電現(xiàn)象二、尖端放電剛開始搖動(dòng)手柄時(shí)，兩個(gè)小球間沒有放電火花。繼續(xù)搖動(dòng)手柄到一定程度時(shí)，兩個(gè)小球間有放電火花產(chǎn)生。當(dāng)金屬小球電荷積累到一定程度時(shí)，才會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。二、尖端放電實(shí)驗(yàn)觀察：感應(yīng)起電機(jī)的放電現(xiàn)象問題：小球外表面電荷積累越多，電荷密度越大，則小球外部的電場強(qiáng)度越大。這樣的一個(gè)強(qiáng)電場會(huì)造成什么結(jié)果呢？二、尖端放電問題：小球外表面電荷積累越多，電荷密度越大，則小球外部的電場強(qiáng)度越大。這樣的一個(gè)強(qiáng)電場會(huì)造成什么結(jié)果呢？1、空氣的電離二、尖端放電導(dǎo)體周圍的強(qiáng)電場使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)帶電粒子與氣體分子碰撞使氣體分

5、子中的正負(fù)電荷分離新產(chǎn)生的帶電粒子在強(qiáng)電場的作用下使空氣進(jìn)一步電離2、放電現(xiàn)象問題：小球外表面電荷積累越多，電荷密度越大，則小球外部的電場強(qiáng)度越大。這樣的一個(gè)強(qiáng)電場會(huì)造成什么結(jié)果呢？二、尖端放電電離產(chǎn)生的帶電粒子在電場的作用下，向著與自己電荷符號(hào)相反的一端運(yùn)動(dòng)電離產(chǎn)生的帶電粒子與導(dǎo)體上的電荷中和想一想問題：根據(jù)以上分析，同學(xué)們想一想，我們?nèi)绾伪苊猱a(chǎn)生靜電火花呢？應(yīng)用：避免靜電火花的危害油罐車的接地鐵鏈加油站的靜電釋放器思考：如何防止雷電的危害呢？大地+-二、尖端放電問題與思考：生活中許多建筑物頂端都安裝了避雷針，能夠有效地防止雷擊的危害。它的原理是什么呢？二、尖端放電實(shí)驗(yàn)觀察：二、尖端放電實(shí)驗(yàn)

6、觀察：二、尖端放電實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象二、尖端放電燭焰被針尖“吹開”+二、尖端放電尖端周圍電場很強(qiáng)3、尖端放電+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-尖端周圍電場很強(qiáng)空氣電離尖端上的電荷被中和3、尖端放電二、尖端放電等效于尖端釋放電荷想一想問題：根據(jù)剛才的分析，同學(xué)們能夠解釋這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了嗎？燭焰被針尖“吹開”大地-+-+4、應(yīng)用：避雷針二、尖端放電問題與思考：什么保護(hù)了他們？三、靜電屏蔽超高壓帶電作業(yè)的工人在高壓線上檢修用金屬絲線制成的防護(hù)服實(shí)驗(yàn)觀察三、靜電屏蔽實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象三、靜電屏蔽 當(dāng)用金屬網(wǎng)罩把驗(yàn)電器罩起來時(shí)，驗(yàn)電器箔片始終閉合。這是為什么呢？思考+-+-三、靜電屏蔽理論分析

7、同學(xué)們大致畫出網(wǎng)罩外部的電場線、導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的分布及感應(yīng)電場的方向。 ？做一做三、靜電屏蔽理論分析 同學(xué)們大致畫出網(wǎng)罩外部的電場線、導(dǎo)體上感應(yīng)電荷的分布及感應(yīng)電場的方向。 ？做一做+-+-金屬導(dǎo)體殼壁W空腔CE=01、靜電屏蔽現(xiàn)象： 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部空間電場強(qiáng)度處處為0。 可以利用金屬殼或金屬網(wǎng)封閉某一區(qū)域使該區(qū)域不再受外在電場的影響。這一現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。三、靜電屏蔽屏蔽服屏蔽線高壓線屏蔽三、靜電屏蔽2、應(yīng)用：屏蔽服、屏蔽線、高壓線屏蔽想一想問題：同學(xué)們，你還能舉出一些靜電現(xiàn)象的應(yīng)用實(shí)例嗎？四、靜電吸附實(shí)驗(yàn)觀察四、靜電吸附實(shí)驗(yàn)觀察四、靜電吸附實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象搖動(dòng)起電機(jī)前搖動(dòng)起電機(jī)后四、靜電吸附B附近的空氣中氣體分子被電離+-+-+小油滴小油滴四、靜電吸附電子在向著正極A運(yùn)動(dòng)的過程中，遇到油煙中的小油滴，會(huì)使油滴帶負(fù)電+-小油滴小油滴四、靜電吸附帶負(fù)電的小油滴在靜電力的作用下，向著正極A運(yùn)動(dòng)，最后被吸附到正極A上靜電吸附的原理：帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動(dòng)，最后被吸附在電極上。+-四、靜電吸附應(yīng)用1：靜電除塵應(yīng)用2：靜電噴漆接負(fù)高壓的涂料霧化器-+工件四、靜電吸附用接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極