1.5 静电的利用与防护-高一物理鲁科版必修第三册同步课件(共25张PPT)

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1.5 静电的利用与防护
第一章
静电现象在自然界中普遍存在，静电具有两面性，有些静电是有危害的，如何防护静电呢？静电又能否利用呢？
新知引入
一、静电的利用
静电除尘是利用高压静电实现除尘。
原理：当电压达到一定值时，金属丝（电晕极） 与筒收尘极之间会形成很强的电场，使空气电离。大部分烟雾颗粒或粉尘在吸附电离所产生的负电荷后，在电场力作用下向金属筒运动，并落在金属筒上，通过除尘后的气体则从出口排出。
1、静电除尘
与其他除尘方式相比，静电除尘耗能少、效率高，可广泛用于发电、冶金、水泥以及其他产生烟雾和粉尘的工矿企业。
静电喷雾是通过高压静电发生装置使喷出的雾滴带电的喷雾方法。
原理：喷口和工件之间形成较强的静电场，当涂料从输料管进入导流管的喷口时，由于导流管接上高压负极发生放电，周围产生密集的电荷，涂料微粒带上负电荷，在静电力和高压空气的作用下飞向工件，并均匀地吸附在工件表面。
2、静电喷雾
3、激光打印
→充电：在感光鼓上充满负电荷或正电荷。
→曝光 ：将图文资料通过激光束照射到感光鼓上，感光鼓表面被激光照射到的地方的电荷被释放，没有照射到的地方仍然带有电荷，从而在感光鼓上形成与图文对应的潜像。
→显像：让碳粉匣中的碳粉带上与静电潜像电性相反的电荷，当快速转动的感光鼓上的静电潜像经过碳粉匣时，便会吸附带负电的碳粉，出图文影像；
→转像：纸张进入机器内部后，由于异种电荷相互吸引，碳粉在高温下固定于纸张上。
→最后除去静电，使感光鼓恢复到初始状态，以便开始下一个工作循环。
复印机用的感光鼓材料是感光型半导体：即在暗态时(不受光)为绝缘体； 而在亮态(受光)时为导体。
1、空气净化器：利用静电来吸附空气中的尘埃，使空气得以净化；2、用静电处理种子，可使种子抗病能力增强、发芽率提高；
3、利用静电处理水，既能杀菌，又能减少水垢；
4、静电放电产生的臭氧是强氧化剂，有很强的杀菌作用。
5、静电还被应用于海水淡化、低温冷冻、人工降雨甚至宇宙探索等方面。
4、静电的其他利用
小试牛刀
例1、如图是静电除尘装置的示意图，烟气从管口M进入，从管口N排出，当A、B两端接上高压后，在电场作用下管道内的空气分子被电离为电子和正离子，而粉尘在吸附了电子后最终附着在金属管壁上，从而达到减少排放烟气中粉尘的目的。根据上述原理，下列做法正确的是（ ）
A.A端接高压负极，B端接高压正极
B.A端接高压正极，B端接高压负极
C.A端、B端都接高压正极
D.A端、B端都接高压负极
A
例2、（多选）除尘机理示意图如图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是（　）
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大
BD
二、静电的防护
当带电的云层接近地面时，地面上的物体因静电感应而带异种电荷，
当电荷积累到一定程度时，这些物体与云层间形成很强的电场，使空气电离，在云层与地面之间发生强烈的火花放电，这就是雷击。
防止静电危害的方法之一，是尽快把静电导入地下。
1、避雷针
避雷针工作原理： 带电导体凸起而尖锐的地方电荷比较密集，其附近空间电场较强。
当带电云层接近时，避雷针上的感应电荷在其附近产生强电场，使避雷针与带电云层间的空气电离，电荷通过避雷针和符合规格的导线被直接引入大地，从而达到保护建筑物的目的。
（1）在接触带有大量精密电子元件的电路板前， 应先用手握一下金属水管或其他接地金属， 把人体的静电导走；
（2）印刷车间空气应保持适当的湿度，以便于导走纸页间相互摩擦产生的静电；
2、静电防护的其他案例
（4）油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带， 以导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电，避免由此引起爆炸。
（3）加油站加油枪旁常有一个触摸式人体静电释放器， 加油前用手触摸上面的金属球， 可将人体的静电导走。
小试牛刀
例3、如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。先产生放电现象的是（　）
A.A金属柱 B.B金属柱
C.A、B金属柱同时 D.可能是A金属柱，也可能是B金属柱
A
例4、（多选）把带电体上产生的静电荷移走可以防止静电积累而造成的危害，下列措施中属于防范静电危害的是（ 　 ）
A.油罐车后面安装一条拖地铁链
B.飞机上安装接地电缆
C.印染车间保持适当的湿度
D.喷洒农药的飞机上安装静电喷嘴
ABC
三、静电平衡与静电屏蔽
把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。
E0
E0
静电感应
静电平衡
感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。
静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态，就叫静电平衡状态。
静电平衡的特点：
1、导体内没有电荷的定向移动
2、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
3、导体表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
静电感应
静电屏蔽
静电平衡
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。
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谢
看
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