9.4 静电的防止和利用 课件(共25张PPT) 人教版（2019）必修 第三册第九章 静电场及其应用

(共25张PPT)
9.4 静电的防止与利用
为什么卢驭龙在“闪电”下都没受到伤害呢？
情境与问题
1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。
2．掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。
3．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。
4．经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。
学习目标
金属导体的微观结构有
什么特点呢？
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？
温故知新与新课引入
电子
原子核
（1）理论分析：
思考探究
1、电荷会一直运动下去么？
2、导体内部任意两点间还会有电势差么？
3、感应电荷分布在导体的外表面还是内部？
E0
E
－
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＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
E合=0





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（1）定义：发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E’和原电场E在导体内叠加为零，即E’=E时，自由电荷停止定向移动，这时导体所处的状态叫静电平衡状态。
探究新知1：静电平衡
静电平衡状态下导体的电场
导体内部场强处处为零
导体是等势体,表面为等势面
导体外部表面附近场强方向与
该点的表面垂直
若不垂直会出现何现象
（2）静电平衡的特点
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A
B
C
D
E=0
E0
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E
探究新知1：静电平衡
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+
+
A
B
C
思考：导体AB电荷分布特点和内部场强特点？
迁移应用
静电感应
答：达到静电平衡后导体内部场强处处为0
E感方向与E源方向相反，即指向点电荷+q.
分值：10分 限时：3分钟
1.长为L的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小等于________，方向________。
【过程目标达成检测一】
1、静电平衡时导体上电荷的分布特点：
结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。
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）越大。
实验演示：法拉第圆筒、不规则带电体
探究新知2.尖端放电
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尖端周围电场很强
空气电离
尖端上的电荷被中和
等效于
尖端释放电荷
2、空气的电离：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。
3、尖端放电：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中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象．
探究新知2.尖端放电
迁移应用
尖端放电的应用：避雷针
I
避雷针的原理
I
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，是一种微弱的尖端放电。
防止：
尖端放电的应用和防止：
生活实例
雷电的形成
分值：10分 限时：3分钟
1.关于静电平衡导体上电荷的分布，下列说法正确的是(　　)
A．导体内部既无正电荷，又无负电荷
B．导体内部正负电荷一样多
C．导体外表面的电荷代数和一定为零
D．导体外表面尖锐的位置电荷稀疏，平坦的位置电荷密集
2.如图所示是模拟避雷针作用的实验装置。金属板M、N间有两个等高的金属体A、B，A为尖头，B为圆头，将金属板M、N接在高压电源上，逐渐升高电源电压，首先观察到(　　)
A．A放电 B．B放电
C．A、B一起放电 D．A、B之间放电
【过程目标达成检测二】
1.静电屏蔽现象：
处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。
可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。
2.导体外部的电场影响不到导体内部
探究新知3.静电屏蔽
问题与思考：什么保护了他们？
▲超高压带电作业的工人
在高压线上检修
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。
探究新知3.静电屏蔽
静电屏蔽应用
防辐射孕妇服
机械表的金属外壳
数据线的金属包线
静
电
屏
蔽
应
用
静电的危害
静电的危害可能随时发生。医院手术台上，静电火花有可能引起麻醉剂爆炸；
煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸……
因此，静电的危害必须引起人们的警惕。
瓦
斯
爆
炸
在干燥的天气里脱去化纤衣服时，由于摩擦，身体上会积累大量电荷，这是如果用手指靠近金属物品时，会看到火花，听到噼啪声。这就是火花放电。
避免静电火花的危害
▲油罐车的接地铁链
▲加油站的静电释放器
雷电的形成
（1）静电除尘：
（2）静电喷漆
用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。
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工件
（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。
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。
探究新知4.静电吸附
总结
当堂目标达成检测
1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）
A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死
C. 燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖型比球形好
D. 打雷时，待在汽车里比呆在木屋里要危险
2.关于静电平衡，下列说法中正确的是 ( )
A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等
B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的表面垂直
C．绝缘体也有静电平衡状态
D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面
3．生活中静电现象很普遍，有些有利，有些有害。下列关于静电防止与利用的说法正确的是（　　）
A．油罐车尾部都有一条拖在地上的铁链，这根铁链的作用是为了利用静电
B．手术室地砖要用导电材料制成，医生要穿由导电材料制成的鞋子和外套，都是为了利用静电
C．在高大的建筑物顶端装上避雷针是为了防止静电造成危害
D．静电复印机在工作时要防止静电的产生
4.如图所示，用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则下面关于验电器箔片的说法正确的是（　　）
A. 箔片张开
B. 箔片不张开
C. 带电金属球电量足够大时才会张开
D. 箔片张开的原因是金属网罩感应带电产生的电场
5.如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，c、d分别为ab和bP的中点，且ab=bP，达到静电平衡后，则（　　）
A. d点场强大小是c点的9倍
B. a端的电势一定比b端的低
C. b端的电势比d点的低
D. 杆内c处的电场方向由c指向b
分值：15分 限时：5分钟