9.4 静电的防止与利用 课件（共20张PPT）

(共20张PPT)
静电的防止与利用
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目录
01
静电平衡
本
02
尖端放电
容
03
静电屏蔽
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04
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静电吸附
05
基
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06
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内
活动一：感知静电现象
冬天，手接触金属时会有触电的针刺感
静电火花引起爆炸
雷电
金属微观结构
电子
原子核
原子核在原位置振动，电子穿梭其中，金属导体内部外层电子与原子核间的相互作用比较弱，容易脱离且在金属内部游离，称为自由电子，不带电时，自由电子均匀分布，对外不显电性。
问题1.把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，会出现什么样的现象？
电场作用下，自由电子发生定向移动。
电子在AB端集聚，CD端正电荷“剩余”出来。
AB端感应出负电荷，CD端感应出正电荷。
问题2.左右两侧感应电荷后，导体内自由电子会一直向两侧集聚吗？导体两侧的感应电荷会一直增加吗？
E'
感应电荷在导体内部产生一个感应电场E'，方向与E0相反。
感应电场E'与外电场E0叠加抵消，直到导体内部各点的电场强度E=0
导体内自由电子不再发生定向移动，达到静电平衡状态。
活动二：知识基础--静电平衡
1、静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。
2、静电平衡状态下导体的特点：
①内部电场强度处处为0。
②电荷只分布在导体的外表面。
问题3.静电平衡下的导体内部是没有净剩电荷的，那么表面的电荷是如何分布的？
活动三：尖端放电
在导体表面，越尖锐的位置，电荷越多，电荷的密度越大。
问题4.在导体表面，越尖锐的位置分布的电荷越多，会造成什么后果？
活动三：尖端放电
尖端周围
电场很强
空气电离
尖端上的电荷被中和
尖端释放电荷
等效于
活动三：尖端放电
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
导体尖端电荷密度大
尖端周围电场强
空气电离
正负电荷奔向异种电荷
云层电荷被中和
避免雷击
活动四：静电屏蔽
问题5.静电平衡下的空腔导体的电荷又是如何分布的？
内表面没有电荷
E0
－
－
－
＋
＋
＋
＋
＋
＋
－
－
－
？
活动四：静电屏蔽
理论分析：静电平衡时，内表面没有电荷，导体壳壁W内的电场强度为0，即电场线只能在空腔外，不会进入空腔内，所以内部场强处处为0。
活动四：静电屏蔽
实验验证：
活动四：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。
屏蔽线
金属丝制成的衣服
电子仪器外套金属网罩
活动四：静电屏蔽
最上方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，避免雷击。
活动五：静电吸附
实验前
实验后
你知道这个实验的原理吗？
活动五：静电吸附
原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
B附近的空气中气体分子被电离
带负电的小灰尘在静电力的作用下，向着正极A运动，最后被吸附到正极A上
电子在向着正极A运动的过程中，遇到灰尘，会使灰尘带负电
A
A
B
活动五：静电吸附
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。
活动五：静电吸附
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。
静电平衡
尖端放电
静电屏蔽
静电吸附
1
2
3
4
基
内
本
容
课
堂
小
结