物理人教版（2019）必修第三册9.4静电的防止与利用（共25张ppt）

(共25张PPT)
第九章　静电场及其应用
9.4 静电的防止与利用
自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？
课堂引入
静电有其有利的一面，也有有害的一面，做好静电的防止和利用就显得尤为重要。
思考：金属导体的微观结构有什么特点呢？
电子
原子核
由原子核和自由电子组成。
那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？
一、静电平衡
静电场中的导体
　　将一个不带电的金属导体放置于电场强度为 E0 的电场中。金属导体内含有大量自由电子，由于静电感应，这些自由电子向着与 E0 相反的方向运动，所以在下图的导体左侧出现负电荷，右侧出现正电荷。
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＋
＋
＋
＋
一、静电平衡
静电场中的导体
　　分布在导体两侧的正电荷和负电荷在导体内部产生一个与 E0 方向相反的电场 E′，导体内部的合场强为E合＝E0－E′，当 E′ 小于E0时，E合 方向向右，受到库仑力作用，负电荷继续在导体左侧堆积，直到 E合＝0，电子不在发生定向移动。这时我们说导体达到静电平衡状态。
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＋
＋
＋
＋
E′
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＋
＋
＋
＋
E＝0
一. 静电平衡
①内部合场强处处为零
②外部合场强与导体表面处处垂直
E/
E
1.定义：
导体内部及表面电荷不再定向移动
2.特点：
A
B
WAB=
0
+
+
+
+
E
E/
A B
A B
A、B两点感应电场哪点强？
均匀球形导体
二、导体上电荷的分布
枕形导体
静电平衡时导体上的电荷分布
处于静电平衡状态的导体，在导体的外表面越尖锐的位置，电荷的密度越大（即单位面积电荷量多），周围的场强越大。
二、导体上电荷的分布
三、尖端放电
▲导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动
▲带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离
强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。
三、尖端放电
▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离
▲电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动
导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。
尖端放电
　　导体尖端的强电场使附近的空气电离后，那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。
尖端的强电场
周围空气电离
尖端电荷中和
尖端释放电荷
等效于
[应用] 避雷针
、燃气灶的电子点火装置
针尖形状
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+
+
+
+
+
导体尖端电荷密度大
尖端周围电场强
空气中残留带电粒子剧烈运动
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
尖端放电
三、尖端放电
应用1：避雷针
1.避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。
2.现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。
应用2：高压设备
三、尖端放电
静电喷漆
静电复印
[应用]
静电吸附
静电除尘
罩上金属网罩
导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
四、静电屏蔽
思考
　　如果把一小鸟放在金属网制成的铁笼中，然后再把铁笼放置在高压电场里，小鸟会有事吗？如果换成人呢？
静电屏蔽的应用：
超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业。
三条输电线上方还有两根导线与大地相连，形成一个稀疏金属“网”，将高压线屏蔽起来。
静电屏蔽的应用：
静电屏蔽的应用：
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属皮等，可以外面的电场，让内部不受外部电场的干扰。
内屏蔽
外屏蔽
四、静电屏蔽
接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响
1、处于静电平衡状态的导体的特点：
3、尖端放电：
内部场强处处为零，电荷不再发生定向移动。
（1）、导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
（2）、在导体表面，越尖锐的位置，电荷越多。
2、处于静电平衡导体上的电荷分布：
4、静电屏蔽：
5、静电的危害、防止、应用
由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
五、课堂小结
练习1．导体球壳B带有正电荷 Q，其中心处放有导体球 A，用细金属丝通过 B 上的小孔与地相连（金属丝不与球壳 B 接触），如图所示。则导体球 A（ ）
不带电
带正电
带负电
可能带正电，也可能带负电
C
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
A
B
练习2（2020·福建省南安市柳城中学高二期中）如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（ ）
A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向
B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变
C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向
D．A和B的位置不变
C
谢谢