第4節(jié)靜電的防止與利用

第九章

靜電場及其應(yīng)用第4節(jié)

靜電的防止和利用

020301尖端放電靜電平衡第4節(jié)

靜電的防止和利用目錄CONTENTS靜電吸附04靜電屏蔽人由于摩擦而身上會帶上很多電荷，一旦接觸金屬就會形成放電，在油庫重地就有可能會形成大火。新課引入：為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？自然界到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運(yùn)動等過程都可能產(chǎn)生靜電。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，我們需要徹底學(xué)習(xí)有關(guān)靜電的知識。

思考:E（2）將金屬導(dǎo)體放入電場中,自由電子怎樣移動？有自由電子（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？新課引入：為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？E/當(dāng)E/=E時，電子不在定向移動，導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)E

思考:（2）將金屬導(dǎo)體放入電場中,自由電子怎樣移動？有自由電子（1）金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)如何？新課引入：為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？一、靜電平衡①內(nèi)部合場強(qiáng)處處為零②外部合場強(qiáng)與導(dǎo)體表面處處垂直E/E1.定義:導(dǎo)體內(nèi)部及表面電荷不再定向移動2.特點(diǎn):+++EE/ABABA、B兩點(diǎn)感應(yīng)電場誰強(qiáng)？

③凈電荷只能分布在外表面，+內(nèi)部沒有凈電荷【典例1】矩形金屬導(dǎo)體處于正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中，靜電平衡時感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導(dǎo)體內(nèi)的電場線分布情況正確的是(

)A【典例2】如圖所示，將帶正電荷Q的導(dǎo)體球C靠近不帶電的導(dǎo)體，若沿虛線1將導(dǎo)體分成A、B兩部分，這兩部分所帶電荷量大小分別為QA、QB；若沿虛線2將導(dǎo)體分成兩部分，這兩部分所帶電荷量大小分別為QA′和QB′。對于上述實(shí)驗(yàn)，電荷量關(guān)系正確的是(

)A．QA<QB，QA＝QA′

B．QA＝QB，QA>QA′C．QA′<QB′，QB＝QB′

D．QA′＝QB′，QB<QB′D【典例3】一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示．金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比，則(

)A．Ea最大B．Eb最大

C．Ec最大

D．Ea＝Eb＝EcC【典例4】(多選)如圖所示,接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷+Q，a、b點(diǎn)是金屬板右側(cè)表面的兩點(diǎn)，其中a到＋Q的距離較小，下列說法正確的是()A．由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面帶正電B．由于靜電感應(yīng)，金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電，左側(cè)表面不帶電C．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，且兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)比b點(diǎn)的場強(qiáng)要強(qiáng)(小)一些D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度不為零，且兩點(diǎn)場強(qiáng)方向相同，但a點(diǎn)比b點(diǎn)的場強(qiáng)要強(qiáng)(大)一些BD③凈電荷只能分布在外表面，一、靜電平衡①內(nèi)部合場強(qiáng)處處為零②外部合場強(qiáng)與導(dǎo)體表面處處垂直1.定義:導(dǎo)體內(nèi)部及表面電荷不再定向移動2.特點(diǎn):孤立導(dǎo)體的凈電荷也分布在導(dǎo)體外表面。內(nèi)部沒有凈電荷E/E+++EE/ABAB+③凈電荷只能分布在外表面，一、靜電平衡①內(nèi)部合場強(qiáng)處處為零②外部合場強(qiáng)與導(dǎo)體表面處處垂直1.定義:導(dǎo)體內(nèi)部及表面電荷不再定向移動2.特點(diǎn):孤立導(dǎo)體的凈電荷也分布在導(dǎo)體外表面。內(nèi)部沒有凈電荷④在導(dǎo)體外表面，越尖銳的地方，電荷密度越大凹陷的位置幾乎沒有電荷。++▲導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動思考1：導(dǎo)體尖端電荷很密集會導(dǎo)致什么？++▲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▲導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動思考1：導(dǎo)體尖端電荷很密集會導(dǎo)致什么？▲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▲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▲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(yùn)動+++++++二、尖端放電

1.定義:導(dǎo)體尖端的強(qiáng)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(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象二、尖端放電

1.定義:2.應(yīng)用:①避雷針二、尖端放電

1.定義:2.應(yīng)用:①避雷針②燃?xì)庠畹碾娮狱c(diǎn)火裝置針尖形狀二、尖端放電

1.定義:2.應(yīng)用:①避雷針②燃?xì)庠畹碾娮狱c(diǎn)火裝置③電暈（微弱的尖端放電）二、尖端放電

1.定義:2.應(yīng)用:①避雷針②燃?xì)庠畹碾娮狱c(diǎn)火裝置③電暈（微弱的尖端放電）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。二、尖端放電1.定義:2.應(yīng)用:①避雷針②燃?xì)庠畹碾娮狱c(diǎn)火裝置避免：尖端放電會使高壓設(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。③電暈（微弱的尖端放電）▲B附近的空氣中氣體分子被電離成正負(fù)離子++--+--+小油滴小油滴++++----小油滴小油滴▲電子在向著正極A運(yùn)動的過程中，遇到油煙中的小油滴，會使油滴帶負(fù)電思考2：油滴通過被強(qiáng)電場電離的空氣會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？++++----▲帶負(fù)電的油滴受到靜電力作用向著電極運(yùn)動，被吸附在電極上。++++①靜電除塵三、靜電吸附

1.原理:帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動，最后被吸附在電極上。2.應(yīng)用:①靜電除塵三、靜電吸附

1.原理:帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動，最后被吸附在電極上。2.應(yīng)用:②靜電噴漆接負(fù)高壓的涂料霧化器-----------------++++工件③靜電復(fù)?、凫o電除塵三、靜電吸附

1.原理:帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動，最后被吸附在電極上。2.應(yīng)用:②靜電噴漆▲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。③靜電復(fù)印①靜電除塵三、靜電吸附

1.原理:帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動，最后被吸附在電極上。2.應(yīng)用:②靜電噴漆▲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。思考3:如果在靜電場中放一個空腔導(dǎo)體，電荷會如何分布？E/EE結(jié)論：形成了一個內(nèi)部場強(qiáng)處處時時為0，

且不受外部電場影響的空腔區(qū)域。思考4:如果把放在靜電場中的空腔導(dǎo)體換成金屬網(wǎng)罩呢？四、靜電屏蔽導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場強(qiáng)處處為0，不受外部電場的影響的現(xiàn)象。1.定義:2.應(yīng)用:(1)電學(xué)儀器和電子設(shè)備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的一層鉛皮，可以防止外電場的干擾．四、靜電屏蔽2.應(yīng)用：(2)電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣帽、手套、鞋，可以對人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)．四、靜電屏蔽2.應(yīng)用:(3)三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，與大地相連，形成一個稀疏金屬網(wǎng)，把高壓線屏蔽起來免遭雷擊。四、靜電屏蔽2.應(yīng)用:

+E合=0E外E感思考5:金屬殼（網(wǎng)）能屏蔽外面的電荷對里邊的影響，若將電荷放入金屬殼（網(wǎng)）內(nèi)，會有什么現(xiàn)象發(fā)生？+E合=0不能擋住內(nèi)部電荷向外激發(fā)的電場。說明：金屬(網(wǎng))罩等能屏蔽外來電場，注意:金屬(網(wǎng))罩等能屏蔽外來電場接地的金屬(網(wǎng))罩能屏蔽內(nèi)部電荷向外激發(fā)的電場。導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場強(qiáng)處處為0，不受外部電場的影響的現(xiàn)象。1.定義:2.應(yīng)用:屏蔽電場四、靜電屏蔽【典例5】(多選)帶正電的金屬球殼挖掉一個小孔，帶絕緣柄的球C深入球殼內(nèi)部接觸內(nèi)表面，A球用很長的金屬導(dǎo)線連著驗(yàn)電器的頂端B球，現(xiàn)在讓A球接觸帶電金屬球殼，下列說法正確的是（

）A.C球不帶電B.C球帶正電C.驗(yàn)電器不會張開D.驗(yàn)電器會張開BAcADBA【變式1】(多選)帶正電的金屬球殼挖掉一個小孔，帶絕緣柄的球C深入球殼內(nèi)部接觸內(nèi)表面，A球用很長的金屬導(dǎo)線連著驗(yàn)電器的頂端B球，現(xiàn)在讓A球靠近帶電金屬球殼，下列說法正確的是（

）A.C球不帶電B.C球帶正電C.驗(yàn)電器不會張開D.驗(yàn)電器會張開cAD【變式2】(多選)帶正電的金屬球殼挖掉一個小孔，帶絕緣柄的球C深入球殼內(nèi)不接觸內(nèi)表面，A球用很長的導(dǎo)線連著驗(yàn)電器的頂端B球，現(xiàn)在讓A球伸進(jìn)球殼內(nèi)部但不接觸。下列說法正確的是（

）A.C球不帶電B.C球帶正電C.驗(yàn)電器不會張開D.驗(yàn)電器會張開BAcAD【變式3】(多選)帶正電的金屬球殼挖掉一個小孔，帶絕緣柄的球C深入球殼內(nèi)不接觸內(nèi)表面，A球用很長的導(dǎo)線連著驗(yàn)電器的頂端B球，現(xiàn)在讓A球伸進(jìn)球殼內(nèi)部接觸內(nèi)壁。下列說法正確的是（

）A.C球不帶電B.C球帶正電C.驗(yàn)電器不會張開D.驗(yàn)電器會張開ABcAD【典例6】如圖所示，將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與C的內(nèi)壁接觸)，在C附近另外有一個懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)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【練習(xí)1】下圖是一種新穎的“靜電”絕緣纖維布制成的預(yù)防新型冠狀病毒肺炎口罩面料構(gòu)成示意圖。其中熔噴層經(jīng)駐極工藝，表面帶有電荷，它能阻隔幾微米的病毒，這種靜電的阻隔作用屬于（）A．靜電感應(yīng) B．摩擦起電 C．靜電吸附 D．靜電屏蔽C課堂練習(xí)【練習(xí)2】國家電網(wǎng)檢修人員利用直升機(jī)直接或通過絕緣繩索等間接方式將作業(yè)人員運(yùn)載至線路故障位置開展帶電檢修。請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是（）A．電工被銅絲紡織的衣服所包裹，使體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零，對人體起保護(hù)作用B．直升飛機(jī)內(nèi)存在很強(qiáng)的電場C．小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死D．銅絲必須達(dá)到一定的厚度，才能對人體起到保護(hù)作用A課堂練習(xí)【練習(xí)3】如圖，放在絕緣臺上不帶電的金屬網(wǎng)罩B內(nèi)放有一個不帶電的驗(yàn)電器C，若把一帶有正電荷的絕緣體A移近金屬罩B，則（）A．驗(yàn)電器C的金屬箔片將張開B．金屬罩B的右側(cè)外表面帶正電荷C．用導(dǎo)線連接金屬罩B和驗(yàn)電器C的金屬球，驗(yàn)電器金箔張開D．金屬罩B左、右兩側(cè)電荷電性相同B課堂練習(xí)

D課堂練習(xí)【練習(xí)5】復(fù)印機(jī)的核心部件是有機(jī)光導(dǎo)體鼓，它是在一個金屬圓柱表面涂蓋一層有機(jī)光導(dǎo)體OPC(沒有光照時OPC是絕緣體，受到光照時變成導(dǎo)體)而制成的。如圖所示，復(fù)印機(jī)的基本工作過程是：(1)在暗處的有機(jī)光導(dǎo)體鼓和一個金屬絲電極之間加上高電壓，金屬絲附近空氣發(fā)生電離，使轉(zhuǎn)動鼓體均勻帶上正電荷；(2)文件反射的強(qiáng)光通過光學(xué)系統(tǒng)在鼓上成像，鼓上形成“靜電潛像”；(3)鼓體轉(zhuǎn)動經(jīng)過墨粉盒，潛像將帶相反電荷的墨粉吸引到鼓體帶電部位；(4)鼓體繼續(xù)轉(zhuǎn)動經(jīng)過復(fù)印紙，帶電復(fù)印紙又將墨粉吸引到復(fù)印紙上。以下說法正確的是()A．步驟(1)中發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象B．步驟(2)中發(fā)生了局部導(dǎo)電現(xiàn)象C．步驟(3)中發(fā)生了靜電平衡現(xiàn)象D．步驟(4)中發(fā)生了靜電屏蔽現(xiàn)象課堂練習(xí)B課堂練習(xí)【練習(xí)6】為清除煙氣中的煤粉灰塵，可采用如圖所示的靜電除塵裝置，它是由金屬管A和在管中軸線上由重錘懸掛一根金屬絲B組成，A接到高壓電源正極，B接到高壓電源負(fù)極，AB間將形成很強(qiáng)的電場，空氣中的氣體分子被強(qiáng)電場電離成電子和正離子，則(