9.4-靜電的防止與利用(課件)(含視頻)公開課

中物理第九章

靜電場(chǎng)及其應(yīng)用第4節(jié)

靜電的防止與利用稽中精品課堂（高二上）新教材人教版物理（高中必修第三冊(cè)）課堂引入

自然界到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運(yùn)動(dòng)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？課堂引入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。思考（1）電場(chǎng)的重要性質(zhì)是什么？

（2）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？

（3）將金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，自由電子怎樣移動(dòng)？（5）最終會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？

E（4）電子的積聚會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？E0---------1.導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)。2.導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中產(chǎn)生反方向電場(chǎng)強(qiáng)度Eˊ。一、靜電平衡--------E0E'E'E'E0---E'----3.感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到與外電場(chǎng)相等時(shí)E'=E0，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動(dòng)停止。E0-------E=04.靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動(dòng)的狀態(tài),叫靜電平衡狀態(tài)。一、靜電平衡靜電平衡的特點(diǎn)：2.處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。3.導(dǎo)體內(nèi)部無電場(chǎng)線分布，外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。一、靜電平衡1.金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時(shí)間是非常短暫的。均勻球形導(dǎo)體二、導(dǎo)體上電荷的分布枕形導(dǎo)體靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布三、尖端放電▲導(dǎo)體周圍的強(qiáng)電場(chǎng)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子中的正負(fù)電荷分離強(qiáng)電場(chǎng)使空氣分子中正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象叫做空氣的電離。三、尖端放電▲新產(chǎn)生的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下使空氣進(jìn)一步電離▲電離產(chǎn)生的帶電粒子在電場(chǎng)的作用下，向著與自己電荷符號(hào)相反的一端運(yùn)動(dòng)導(dǎo)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(dǎo)體的尖端。三、尖端放電

導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)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(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這種現(xiàn)象叫作尖端放電。燃?xì)庠畹狞c(diǎn)火器-----------+++++++++導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場(chǎng)強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)分子中正負(fù)電荷分開正負(fù)電荷奔向異種電荷相當(dāng)于尖端失去電荷尖端放電三、尖端放電應(yīng)用1：避雷針1.避免：尖端放電會(huì)使高壓設(shè)備上電能損失，故高壓設(shè)備導(dǎo)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(yīng)用2：高壓設(shè)備三、尖端放電應(yīng)用3：汽車接地放電三、尖端放電罩上金屬網(wǎng)罩

導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，不受外部電場(chǎng)的影響，內(nèi)部的儀器不會(huì)受到外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。四、靜電屏蔽電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層金屬等。四、靜電屏蔽

超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。四、靜電屏蔽內(nèi)屏蔽外屏蔽四、靜電屏蔽接地的封閉導(dǎo)體殼，內(nèi)部電場(chǎng)對(duì)外部沒有影響

武當(dāng)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(shí)，金殿的屋頂常會(huì)出現(xiàn)盆大的火球，來回滾動(dòng)。雨過天晴時(shí)，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(diǎn)擊圖片播放視頻▲B附近的空氣中氣體分子被電離++--+--+小油滴小油滴五、靜電吸附++++----小油滴小油滴▲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)電靜電吸附的原理：帶電粒子在電場(chǎng)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。++++----五、靜電吸附應(yīng)用2：靜電噴漆接負(fù)高壓的涂料霧化器-----------------++++工件▲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的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。五、靜電吸附應(yīng)用3：靜電復(fù)印▲利用有機(jī)光導(dǎo)體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應(yīng)的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉(zhuǎn)印到紙上。五、靜電吸附靜電平衡任何導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中都會(huì)處于靜電平衡尖端放電避雷針高壓設(shè)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(fù)印課堂小結(jié)【典例1】（2020·湘南中學(xué)高二期中）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(fā)生摩擦，帶走了電荷C．云層中的電荷被避雷針通過導(dǎo)線導(dǎo)入大地D．以上都不對(duì)隨堂演練典例分析【正確答案】A【典例5】（2020·北京市育英學(xué)校高二期末）在一次科學(xué)晚會(huì)上，一位老師表演了一個(gè)“魔術(shù)”：如圖所示，一個(gè)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?jī)?nèi)的金屬片和鋸條的情況如圖所示（俯視圖）。將鋸條與起電機(jī)的負(fù)極相連，金屬片與起電機(jī)的正極相連。在塑料瓶里放一盤點(diǎn)燃的蚊香，很快就看見整個(gè)透明塑料瓶里煙霧繚繞。當(dāng)把起電機(jī)一搖，頓時(shí)塑料瓶清澈透明，停止搖動(dòng)，又是煙霧繚繞。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)下列說法正確的是（）A．煙塵在向某極運(yùn)動(dòng)過程中一定做勻加速運(yùn)動(dòng)B．煙塵被吸附的過程中一定做勻速運(yùn)動(dòng)C．起電機(jī)工作后煙塵會(huì)帶上負(fù)電向金屬片運(yùn)動(dòng)，最終被金屬片吸附D．起電機(jī)工作后煙塵會(huì)帶上正電向鋸條運(yùn)動(dòng)，最終被鋸條吸附隨堂演練典例分析【正確答案】C【典例6】（2020·全國高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示是檢驗(yàn)帶電體A（上表面）、B（尖端）處帶電情況的實(shí)驗(yàn)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(yàn)電器的C處做成球形是為了美觀需要D．驗(yàn)電器的C處做成球形是為了讓更多電荷分布在C處隨堂演練典例分析【正確答案】B【典例7】（2020·福建省南安市柳城中學(xué)高二期中）如圖所示，將懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球A放在不帶電的金屬空