物理人教版（2019）必修第三册9.4静电的防止与应用（共26张ppt）

(共26张PPT)
9.4 静电的防止与利用
第九章 静电场及其应用
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。
学习目标
自然界到处都有静电。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。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？
导入新课
1.静电感应现象
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，使导体两端出现等量异种电荷的现象。
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一、静电平衡
2.静电平衡
A
B
C
D
E0
自由电荷在静电力作用下发生定向移动。
把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为 E0 的电场中。
A
B
C
D
E0
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E′
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导体两端的感应电荷在导体内部产生附加场，场强为E′，方向与E0 方向相反。
A
B
C
D
E0
E=0
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静电平衡状态的形成过程
E =E0+ E感′
当E合=0时，自由电子不再发生定向移动。
⑴定义：
⑵静电平衡条件
A
B
C
D
E0
E=0
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静电平衡
导体内部：E=0
E=E0+ E感′=0
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E0在导体内叠加为零，即 E =0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。
条件：导体内部的场强处处为零
C
针对练 如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是 （　　）
A．A、B两点电场强度相等，且都不为零
B．A、B两点的电场强度不相等
C．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA＞EB
D．当开关S闭合时，电子沿导线向大地移动
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1.静电平衡时导体上电荷的分布特点
⑴导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
⑵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，凹陷的位置几乎没有电荷。
二、尖端放电
概念：导体尖端的电荷密度很大，附近的场强很强，带电粒子剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气的分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。
⑴原理
2.尖端放电
●空气的电离
●尖端放电
概念：空气电离后，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。这个现象叫尖端放电。
利用1：燃气灶的点火器
⑵利用与防止
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利用2：避雷针
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。
防止:高压设备
电晕现象：一种微弱的尖端放电现象。夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕。
针对练 如图所示是检验带电体A（上表面）、B（尖端）处带电情况的实验装置。则（ ）
A．带电体A处比B处电荷密集
B．带电体B处比A处电荷密集
C．验电器的C处做成球形是为了美观需要
D．验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在C处
随堂演练
B
2.定义：
1.研究对象：
3.实质
E=E0+ E感′
三、静电屏蔽
静电平衡时，导体空腔内场强处处为0，外电场对空腔内不产生任何影响，这种现象叫做静电屏蔽。
带空腔导体
三、尖端放电
静电屏蔽现象演示
应用1:
4.静电屏蔽的利用
超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。
利用2: 野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
利用3: 音、视频信号传输中防其它电信号干扰
实质：
现象：
原理：
四、静电吸附
异种电荷相互吸引。
带电尘埃离开原来方向奔向带异种电荷的极板。
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。
利用1：静电除尘
B附近
空气电离
正电荷到达B被中和
电子奔向A极板过程中附于尘埃
尘埃到达A板
坠落
静电除尘演示
利用2：静电喷漆
接负高压的涂料雾化器
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工件
▲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。
利用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。
1.下列关于静电现象的说法中不正确的是 ( )
A. 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施
B. 为了防止外电场的影响，电学仪器应该放在封闭的绝缘体壳中
C. 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，要用包含金属丝的织物制成
D. 做地毯时，在地毯中夹进一些不锈钢丝导电纤维，可以防止静电积累
B
课堂检测
2.（多选）关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是 （　　）
A．静电复印是防范静电的
B．为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成
C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸
D．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上
随堂演练
CD
3.如图所示，点电荷A和B所带电荷量分别为＋3.0×10－8 C和－2.4×10－8 C，彼此相距6 cm。若在两点电荷连线中点O处放一个半径为1 cm的金属球壳，求球壳上感应电荷在O点处产生的电场强度。(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2)
【答案】5.4×105 N/C，方向由O指向A。
课堂总结
课堂小结
静电
平衡
尖端
放电
静电
吸附
静电
屏蔽
原理
应用
防止