物理人教版（2019）必修第三册9.4静电的防止与利用（共30张ppt）

(共30张PPT)
高中物理 新教材人教版
必修第三册
高二 上
第九章 静电场及其应用
第4节 静电的利用与防止
课堂引入
【学习目标】
1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点(重点★★)
2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因(重点★★)
3.了解几种静电吸附现象(重点★★)
4.会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的电场强度(重难点★★★)
导入
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？
课堂任务
1、掌握静电平衡过程
①导体中自由电荷在电场力作用下将发生 。
②导体两端出现 电荷，感应电荷在导体中产生反方向电场强度Eˊ。
③感应电荷的电场增到与外电场相等时E'=E0，导体内合场强为 。自由电荷的定向移动 。
④静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,叫 状态。
课堂任务一、静电平衡
定向移动
感应
0
停止
静电平衡
课堂任务
1、掌握静电平衡过程
课堂任务一、静电平衡
课堂任务
静电平衡的特点：
①金属导体建立静电平衡的时间是非常的。
②处于静电平衡状态下的导体，内部的场强。
③导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面。
静电平衡的实质：导体内部外电场和感应电场
，即：
课堂任务一、静电平衡
短暂
处处为0
垂直
等大反向
例题精练
【例1】
处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零的原因是（ ）
A.导体内部无任何电场
B.外电场不能进入导体内部
C.所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零
D.外电场和所有感应电荷产生的电场在导体内部叠加相互抵消
D
课堂任务
2、导体上电荷的分布
静电平衡时导体上电荷的分布特点：
结论1：导体内部没有 ，电荷只分布在导体的 。
结论2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越 。
课堂任务一、静电平衡
净电荷
外表面
大
课堂任务
几种静电平衡时导体上的电荷分布：
均匀球形导体
课堂任务一、静电平衡
课堂任务
1、尖端放电过程：
①导体周围的 使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动
②带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的 分离
（强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做 。）
③新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步
课堂任务二、尖端放电
强电场
正负电荷
空气的电离
电离
课堂任务
1、尖端放电过程：
④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
的一端运动
（注：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。）

⑤导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷 ，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作 。
课堂任务二、尖端放电
相反
中和
尖端放电
课堂任务
尖端放电原理图：
2、尖端放电的应用：
应用1：避雷针（如右图）
应用2：高压设备
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 。
②现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称 ，这是一种微弱的尖端放电现象。
应用3：汽车接地放电
课堂任务
非常光滑
电晕
课堂任务
1、静电屏蔽：导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强 ，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 。
课堂任务三、静电屏蔽
处处为0
静电屏蔽
课堂任务
2、静电屏蔽的两种情况：
课堂任务三、静电屏蔽
内屏蔽（屏蔽外电场）
外屏蔽（屏蔽内电场）
接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响
课堂任务
3、静电屏蔽的利用：
①电子仪器外套金属网罩；
②通讯电缆外包一层金属；
③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。
课堂任务三、静电屏蔽
课堂任务
应用1：
静电除尘：带电粒子在电场中受到 作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
课堂任务四、静电吸附
静电力
课堂任务
应用2：
静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，油漆微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷漆。
课堂任务四、静电吸附
课堂任务
应用3：
静电复印：利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。
课堂任务四、静电吸附
1.判断
(1)把仪器放在金属网内和放在封闭的金属壳内能起到同样的静电屏蔽作用。( )
(2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。( )
(3)飞机轮上装上拖地线，油罐车后面拖条铁链，都是把静电导入大地。( )
例题精练
√
x
√
2. 避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（　　）
A．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层的电荷
B．避雷针与云层发生摩擦，带走了电荷
C．云层中的电荷被避雷针收集并储存在避雷针内
D．以上都不对
例题精练
A
3.一个带电的金属球,当它带的电荷量增加后(稳定),其内部的电场强度(　)
A.一定增强
B.不变
C.一定减弱
D.可能增强,也可能减弱
例题精练
B
4．一个不带电的空心金属球壳，在它的球心处放一带正电的小球，如图所示．达到静电平衡时，其电场分布正确的是 (　 　)
A B C D
例题精练
CD
5. 如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是 ( )
A．导体腔内任意点的场强
B．导体外表面的电荷量
C．导体空腔内表面的电荷量
例题精练
AC
6.（多选）关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（　　）
A．静电复印是防范静电的
B．为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成
C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸
D．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上
例题精练
CD
7. 如图所示，在“中国达人秀”舞台上，16岁的卢驭龙上演了这样一幕表演:他站在电压达几万伏的电极旁边，轻松地把玩着“闪电”，却安然无恙。据了解，他身上穿着一件特别的衣服叫“高压屏蔽服”,这种“高压屏蔽服”制成的材料可能是（ ）
A．玻璃
B．木屑
C．塑料片
D．金属丝
例题精练
D
8.（多选）图为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（　　）
A．若用左手也去摸金属球，会被电击
B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击
C．若将右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态
D．若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态
例题精练
BD
9. 如图所示是检验带电体A（上表面）、B（尖端）处带电情况的实验装置.则（ ）
A．带电体A处比B处电荷密集
B．带电体B处比A处电荷密集
C．验电器的C处做成球形是为了美观需要
D．验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在C处
例题精练
B
10. 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
例题精练
C
11.空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q和＋2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一半径为r(2r＜L)的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点的电场强度为(　　)
A.，水平向右　 B.，水平向左
C. ，水平向右D. ，水平向左
例题精练
A