物理人教版（2019）必修第三册 9.4静电的防止与利用（共28张ppt）

(共28张PPT)
第4节 静电的防止与利用
第九章 静电场及其应用
学习目标
1.理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。
2.了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的防止的原理。
3.知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等技术中的应用。
4.关注生活、生产中的静电 现象，体会物理学与生产和生活的紧密联系。
新课引入
自然界到处有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。
在加油站加油前，为什么必须用手要触摸一下静电释放器？
新课教学
1.金属导体的微观结构如何？
2.金属导体中的自由电子怎样移动？
3.自由电子会在什么地方积聚？
4.积聚的电荷会不会产生电场？
5.最终会出现怎样的现象？
如图，把不带电的金属导体放到电场强度为E0的电场中，请思考以下问题：
E0
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E0
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新课教学
一、静电平衡
发生静电感应的导体，当感应电荷产生的感应电场E 和原电场E在导体内叠加为零，即E =E时，自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。
处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。
新课教学
思考1：静电平衡时导体上电荷分布有什么特点？
导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。
新课教学
思考2：静电平衡时导体外表面电荷分布有什么特点？
在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大。
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例1.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态.下列说法正确的是（ ）
A.导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度
B.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA＝EB
C.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA＜EB
D.当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动
√
典例精析
典例精析
例2.一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为（ ）
A.QA＝1×10－8 C　QB＝1×10－8 C
B.QA＝2×10－8 C　QB＝0
C.QA＝0　QB＝2×10－8 C
D.QA＝4×10－8 C　QB＝－2×10－8 C
√
新课教学
导体尖端电荷密度很大，电场很强，带电粒子在强电场的作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电荷分离，这种现象叫做电离的．
新课教学
中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。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，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。
一、尖端放电
新课教学
应用与防止：
（1）避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，通过避雷针尖端放电，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击。
新课教学
应用与防止：
（2）电子点火器。
新课教学
应用与防止：
（3）尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备的导体表面应尽可能光滑。夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。
新课教学
无论导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场。
新课教学
三、静电屏蔽
把一个电学仪器放在封闭的金属壳里,即使壳外有电场,由于壳内电场强度保持为0,外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。
说明：
(1)接地的空腔导体：腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响．
(2)不接地空腔导体：腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电场对腔外空间产生影响。
新课教学
静电屏蔽的应用：
1.精密电学仪器或电子设备外面套有金属罩
新课教学
静电屏蔽的应用：
2.通讯电缆外包一层铅皮等。
新课教学
静电屏蔽的应用：
3.电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。
新课教学
静电屏蔽的应用：
4.三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
典例精析
例3.如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（ ）
A.金属罩B的内表面带正电荷
B.金属罩B的右侧外表面带正电荷
C.验电器C的金属箔片将张开
D.金属罩B左、右两侧电荷电性相同
√
新课教学
在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。
三、静电吸附
（1）静电除尘
设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。
新课教学
三、静电吸附
▲B附近的空气中气体分子被电离
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小油滴
小油滴
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小油滴
小油滴
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▲电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电
▲带负电的小油滴在静电力的作用下，向正极A运动，最后被吸附在正极A上
新课教学
（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，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。
新课教学
（3）静电复印
复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体(OPC) 。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体，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。
典例精析
导学探究
例4. (多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了.就此示意图，下列说法正确的是（ ）
A.N接电源的正极
B.M接电源的正极
C.电场强度EB＞EA
D.电场强度EB＜EA
√
√
小结
任何导体在静电场中都会处于静电平衡
静电平衡
避雷针
高压设备
尖端放电
金属网罩
同轴电缆
静电屏蔽
静电除尘
静电复印
静电吸附
谢谢观看！