1.7 静电的利用和防护（课件）（共26张PPT）高中物理教科版（2019）必修第三册第一章 静电场

(共25张PPT)
第一章 静电场
1.7 静电的利用和防护
教科版（2019）高中物理必修第三册
目 录
1
2
3
4
新课导入
学习目标
新课讲解
经典例题
5
课堂练习
6
课堂小结
想一想：生活中有哪些静电现象？请举例……
讨论思考：何为静电？静电是如何产生的？有何特点？
一、静电
物体带电后，其周围会产生电场，电场中电势不同的两点间存在电压。一般物体相互摩擦后所带的电荷量很少，只有微库量级，但是形成的电压却很高。人在地毯上行走，人体对地的静电电压可高达万伏；脱下的化纤布料衣服与人体之间的静电电压可达数万伏。电压高到一定程度，就会击穿周围的空气而发生火花放电，如果电流通过人体，就会产生电击的感觉。日常生活中像衣物使人体受到电击的这类静电现象，由于带电量很少，放电的时间很短，释放的能量不多，一般不会对人体造成伤害。
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？
二、静电的利用
1．静电喷雾
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。
在喷口和工件之间便形成了较强的静电场。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。再经过干燥或加热，涂料固化成厚度均匀、质地坚固的涂层，这样喷涂工作便完成了。
广泛应用于农药喷洒或汽车、 家电外壳喷涂等。
静电除尘是利用高压静电实现除尘
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。
气体电离：指气体受到电场的作用，使中性气体原子中的电子获得足够多的能量，克服原子核对它的引力而成为自由电子，同时中性电荷失去电子变成正离子。
2．静电除尘
下达打印指令
→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。
3．静电打印
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。
1. 计算机传送指令给激光打印机的微处理器。微处理器依照指令控制光源的目标和持续时间。
2. 在打印机内部，有一个表面覆盖了一层光敏半导体硒的圆柱体，称为“硒鼓”。在不受光照时，硒是绝缘体；硒鼓旋转时，被喷射电子，带上负电荷。
3. 根据微处理器接收到的指令，光射到硒鼓的部分表面。被光照的部分，硒变成半导体，电荷被导走，不再带电。由此，在硒鼓上留下了带负电的“静电潜像”。
4. 在硒鼓滚动的过程中，吸引不带电的墨粉。墨粉中含有碳粒，硒鼓上带的墨粉越多，印出的黑色越浓。
5. 打印纸在一个电极的作用下携带正电荷，受到硒鼓滚压后“吸走”了鼓上的墨粉（即图像）。
6. 打印纸穿过定影器的加热压辊，纸上的墨粉熔化后被牢固地黏结在纸上。
7. 硒鼓返回黑暗中，成为绝缘体。表面被重新喷射电子，准备下一次打印
三、静电的危害
静电火花有可能引起棉花等易燃物燃烧;
静电火花引起瓦斯爆炸…
因此，静电的危害必须
引起人们的警惕。
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，这些感应电荷更多分布在高大建筑物、大树等突出的物体上。
导体上电荷分布得特点：在曲率半径越小的地方，电荷分布得越密集，电场越强。
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。雷击会对地面上的建筑物、人等造成很大的危害。
四、静电的防护
高大建筑物上安装尖端导体——避雷针（接闪杆），并用符合规格的导线与埋在地下的接地装置连接起来。
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。
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。
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；
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。
典例分析
1.小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的( )
A.制作这些图标的依据是静电屏蔽原理
B.工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装
C.化纤手套与接触物容易摩擦起电存在安全隐患
D.用绝缘的塑料梳子梳头应该没有关系
C
典例分析
答案：C
解析：A.用塑料梳子梳头时会产生静电，穿衣脱衣也会产生静电。这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故A错误；
B.工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装，会产生静电，存在安全隐患，故B错误；
C.化纤手套与接触物容易摩擦起电，故会产生静电，从而引起油料燃烧的危险，故C正确；
D.用塑料梳子梳头时会产生静电，存在安全隐患，故D错误。
典例分析
2. 关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（ ）。
A．没有安装避雷针的建筑物一定会被雷电击毁
B．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，避免产生电火花引起爆炸
C．飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成，可防止静电积聚
D．手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品，可防止麻醉药燃烧
B
典例分析
3. 佛山电视塔顶端装有高大的避雷针，当带负电的积雨云经过其上方时，避雷针的顶端会因静电感应带上正电，下图中虚线为避雷针此时周围的等差等势线，其中A、B两点关于避雷针对称，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的电场强度相同
B．D点的场强大于C点的场强
C．D点的电势低于A的电势
D．带负电的雨滴经过D点时的电势能小于其经A点时的电势能
C
典例分析
4. 下列关于静电的说法中，正确的是（　　）
A．摩擦起电创造了电荷
B．油罐车后面拖一根铁链是为了防止静电
C．物体所带电荷量可以是任意的
D．丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引铁钉
B
课堂练习
1.静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷，并吸附于带正电的被喷涂工件的涂装技术，静电喷涂机的结构如图所示，规定大地的电势为零，下列说法正确的是( )
A.雾化涂料微粒带正电
B.静电喷涂机喷口处的电势大于零
C.雾化涂料向被喷涂工件运动过程中电势能减小
D.若将静电喷涂机向被喷涂工件移动，P点的电场强度减小
C
课堂练习
答案：C
解析：A.由图可知静电喷涂机与电源负极相连，且正极接地，故雾化涂料微粒带负电，故A错误；
B.因为电源正极接地，故正极电势为零，负极电势小于零，即静电喷涂机喷口处电势小于零，故B错误；
C.雾化颗粒带负电，工件带正电，在雾化颗粒运动过程中，受到的电场力指向工件，电场力做正功，电势能减小，故C正确；
D.若将静电喷涂机向被喷涂工件移动，P点的电场线会变得更加密集，即P点的电场强度变大，故D错误；
课堂练习
4.静电除尘机原理如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向未标出）。实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹，A、B是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点，不考虑尘埃颗粒在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，不计空气对尘埃颗粒的作用力和尘埃颗粒的重力，下列说法正确的是( )
A.A点场强比B点场强小
B.该尘埃颗粒在迁移过程中动能先减小后增大
C.该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速曲线运动
D.该尘埃颗粒在A点的电势能低于在B点的电势能
B
课堂练习
答案：B
解析：解析：A.电场线的疏密程度代表电场大小，则A点场强比B点场强大，故A错误；
B.该尘埃颗粒在迁移过程中电场力先做负功，后做正功，则动能先减小后增大，故B正确；
C.该尘埃颗粒在迁移过程中，电场力不断变化，尘埃做变速曲线运动，故C错误；
D.电场力指向轨迹的凹侧，可知集尘极带正电，沿电场线方向电势逐渐降低，可知A点电势较低，由于尘埃带负电，所以该尘埃颗粒在A点的电势能高于在B点的电势能，故D错误；
课堂小结
静电
利用
危害
防治
金属尖端
保持湿度
导走电荷
静电除尘
静电喷涂
静电复印
工业
生活
保持通风
静电屏蔽
感谢观看
THANK YOU