【公開課】靜電的防止與利用+課件高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

第九章靜電場及其應用9.4靜電的防止與利用

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(chǎn)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。為做好靜電的防止和利用，我們需要先學習靜電平衡。導入靜電平衡01E0---------1.導體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動。2.導體兩端出現(xiàn)感應電荷,感應電荷在導體中產(chǎn)生反方向電場強度Eˊ。--------E0E'E'E'E0---E'----3.感應電荷的電場增到與外電場相等時E'=E0，導體內(nèi)合場強為零。自由電荷的定向移動停止。E0-------E=04.靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態(tài),叫靜電平衡狀態(tài)。靜電平衡的特點：2.處于靜電平衡狀態(tài)下的導體，內(nèi)部的場強處處為零。3.導體內(nèi)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。靜電平衡的特點那么，處于靜電平衡狀態(tài)下的導體中的電荷又是怎樣分布的呢？導體上電荷的分布02靜電平衡時導體上電荷的分布特點：結論1：導體內(nèi)部沒有凈電荷，電荷只分布在導體的外表面。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(guī)則帶電體（點擊播放）均勻球形導體枕形導體靜電平衡時導體上的電荷分布原來，導體上越尖銳的地方電荷的密度越大，周圍的場強也越大。這種特點可以加以應用嗎？尖端放電03▲導體周圍的強電場使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)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(xiàn)象叫做空氣的電離?！庐a(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)象更容易發(fā)生在導體的尖端。

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(xiàn)象叫作尖端放電。燃氣灶的點火器-----------+++++++++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(xiàn)象：夜間高壓線周圍出現(xiàn)的綠色光暈，俗稱電暈，這是一種微弱的尖端放電現(xiàn)象。應用2：高壓設備應用3：汽車接地放電問題與思考

處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面。如果放入靜電場的是一個空腔導體，電荷分布又有什么特點呢？靜電屏蔽04靜電屏蔽PART04罩上金屬網(wǎng)罩

導體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達到靜電平衡后，內(nèi)部場強處處為0，不受外部電場的影響，內(nèi)部的儀器不會受到外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。內(nèi)屏蔽外屏蔽接地的封閉導體殼，內(nèi)部電場對外部沒有影響內(nèi)屏蔽與外屏蔽靜電吸附05▲B附近的空氣中氣體分子被電離++--+--+小油滴小油滴++++----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除塵靜電吸附的原理：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。++++----接負高壓的涂料霧化器-----------------++++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。靜電噴漆▲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。靜電復印靜電平衡任何導體在靜電場中都會處于靜電平衡尖端放電避雷針高壓設備靜電屏蔽金屬網(wǎng)罩同軸電纜靜電吸附靜電除塵靜電復印課堂總結典例分析061．關于靜電及其應用，下列說法正確的是（）A．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其內(nèi)部的電場強度處處為0B．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，其表面沒有電荷C．避雷針就是利用靜電屏蔽實現(xiàn)了避免建筑物遭到雷擊D．超高壓帶電作業(yè)的工作服要用包含金屬絲的織物制成，這是利用了尖端放

電保證安全A2．口罩可預防經(jīng)空氣、飛沫傳播的疾病，其中間層的熔噴布是一種用絕緣材料做成的帶有靜電的超細纖維布，能阻隔幾微米的病毒，這種靜電的阻隔作用屬于（）A．靜電屏蔽

B．靜電吸附

C．靜電平衡

D．尖端放電B3．如圖所示為各種電場電場線的分布圖，場中的長方體均為導體，其中正確的有（

）A．

B．C．

D．【詳解】A．導體在電場中會產(chǎn)生靜電感應，靜電平衡時整個導體是一個等勢體，表面是一個等勢面，而電場線與等勢面垂直，即與導體表面垂直，故A錯誤。B．靜電平衡時導體內(nèi)部場強處處為零，即金屬盒內(nèi)部場強為零，不存在電場，不能畫電場線，故B錯誤。C．勻強電場的電場線分布應平行等間距的，故C錯誤。D．電場線從正電荷出發(fā)終止于負電荷或無窮遠，故D正確。4．如圖所示為空腔球形導體（不帶電），現(xiàn)將一個帶正電的小金屬球放入空腔內(nèi)，靜電平衡時，圖中A、B、C三點的電場強度E的大小關系是（）A．EA>EB=ECB．EA>EB>ECC．EA=EB=ECD．EA=EB>EC【詳解】當靜電平衡時，空腔球形導體內(nèi)壁感應出負電荷，外表面感應出正電荷，畫出電場線的分布如圖根據(jù)電場線越密，場強越大。由于A處電場線較密，B處電場線較疏，C處場強為零，則5．下列關于教科書上的四副插圖，說法正確的是（）A．圖甲為靜電除塵裝置的示意圖，帶負電的塵埃被收集在線狀電離器B上B．圖乙為給汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導走加油槍上的靜電C．圖丙中搖動起電機，煙霧繚繞的塑料瓶頓時清澈透明，其工作原理為靜電吸附D．圖丁的燃氣灶中安裝了電子點火器，點火應用了電磁感應原理A．根據(jù)圖甲可知，極板A與電源正極連接，極板A帶正電，帶負電的塵埃受到指向極板A的電場力作用，即帶負電的塵埃被收集在極板A上，A錯誤；B．圖乙為給汽車加油前要觸摸一下的靜電釋放器，其目的是導走人手上的靜電，B錯誤；C．圖丙中搖動起電機，電極之間形成強電場，將氣體電離，電子被吸附到煙霧顆粒上，使煙霧顆粒帶負電，導致煙霧顆粒向正極移動，其工作原理為靜電吸附，C正確；D．圖丁的燃氣灶中安裝了電子點火器，點火應用了尖端放電原理，D錯誤。故選C。6．如圖所示，帶電金屬球靠近驗電器。下列關于驗電器的箔片的說法正確的是（）A．若不放金屬網(wǎng)罩，則箔片張開B．若放金屬網(wǎng)罩，則箔片張開C．無論放不放金屬網(wǎng)罩，箔片都不張開D．只要帶電金屬球電荷量足夠大，無論放不放金屬網(wǎng)罩，箔片都會張開A【詳解】加金屬網(wǎng)罩可避免電器設備受到外界電場的影響，所以驗電器的箔片不張開；若沒有金屬網(wǎng)罩，則驗電器小球和連桿及金屬箔片產(chǎn)生靜電感應現(xiàn)象，箔片端感應出電荷而張開，故A正確，BCD錯誤。檢

測061．關于靜電的防止和應用的事例中，不正確的是（）A．靜電除塵器是利用靜電把灰塵吸附在電極上的裝置B．地毯編織時，在地毯中夾進一些導電纖維，防止靜電積累C．飛機飛行時與空氣摩擦，機身會帶靜電，著陸時導電橡膠輪胎會把靜電導走D．油罐車在運輸過程中會帶靜電，為避免電荷越積越多，油罐車應與地面絕緣D2．請用學過的電學知識判斷下列說法不正確的是（）A．高壓輸電導線表面要很光滑，以避免因尖端放電而損失電能B．避雷針避雷是將云層中積聚的電荷導入大地或?qū)⒋蟮氐呢撾姾膳c其中和C．接觸帶有精密電子元件的電路板時，最好先用手接觸一下金屬水管或其它接地金屬D．雷雨天，武夷山金殿的屋頂常出現(xiàn)“雷火煉殿”的奇觀，這是靜電屏蔽的原因D3．如圖所示，當我們使用有線話筒擴音時，有些由于周圍環(huán)境中產(chǎn)生的電信號會通過話筒線混入功率放大器中進行放大，影響擴音的效果。因此，很多優(yōu)質(zhì)的話筒線在構造上都采取了防備措施。其原理與以下應用相同的是（）A．在燃氣灶中的電子點火器B．野外高壓輸電線上方安裝兩條與大地相連的導線C．使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下塵埃到達電極而被收集起來D．汽車噴漆中常采用讓油漆微粒與待噴工件分別帶異種電荷實現(xiàn)均勻噴涂根據(jù)題意可知，優(yōu)質(zhì)的話筒線的原理是靜電屏蔽A．在燃氣灶中的電子點火器原理是尖端放電，故A錯誤；B．高壓輸電線的上方還有兩條導線，這兩條導線的作用是它們與大地相連，形成稀疏的金屬“網(wǎng)”把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊，故B正確；C．使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下塵埃到達電極而被收集起來原理是靜電除塵，屬于靜電的利用，故C錯誤；D．汽車噴漆中常采用讓油漆微粒與待噴工件分別帶異種電荷實現(xiàn)均勻噴涂，是靜電噴漆，屬于靜電的利用，故D錯誤。B4．如圖所示，絕緣金屬球殼的空腔內(nèi)、外各有一小球B和A，球殼接地。下列說法正確的是（）A．若A球帶電，則球殼內(nèi)的B球處的電場強度為零B．若B球帶電，則A球處的電場強度不為零C．若A球和B球均帶電，則彼此也不會相互影響D．若A球和B球均帶電，則由于球殼接地，A球?qū)球沒有影響，但B球?qū)球有影響ACA．若A球帶電，則B球相當于放置在金屬球殼內(nèi)，B球處的