9.4静电的防止与利用课件(共38张PPT)高二下学期物理人教版（2019）必修第三册

(共38张PPT)
静电的防止及利用
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？
实验员为什么不会受到电击的伤害？
金属导体的微观结构
电子
原子核
金属导体内部的外层电子与带正电的原子核间的相互作用比较弱，故容易脱离且在金属内部游离，称为自由电子，金属导体的整体就是由大量的在平衡位置附近做无规则热振动的正离子和无规则热振动的自由电子组成。
那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？
静电平衡
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。
静电平衡状态下导体的特点：
1.内部电场强度处处为0。
静电平衡状态下，导体上电荷分布有什么特点？
静电平衡
法拉第圆筒实验
结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。
静电平衡
不规则带电体
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。
静电平衡
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。
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。
3.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。
生活中的静电现象
自然界的雷电
被静电击飞的小孩
为什么会发生这些放电现象呢？
放电现象
实验观察：感应起电机的放电现象
实验观察：感应起电机的放电现象
刚开始摇动手柄时，两个小球间没有放电火花。
继续摇动手柄到一定程度时，两个小球间有放电火花产生。
当金属小球电荷积累到一定程度时，才会发生放电现象。
放电现象
问题2：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？
导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动
带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离
新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离
空气电离
放电现象
问题2：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？
电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动
电离产生的带电粒子与导体上的电荷中和
放电现象
问题3：根据以上分析，同学们想一想，我们如何避免产生静电火花呢？
油罐车的接地铁链
加油站的静电释放器
放电现象
尖端放电
问题4：如何防止雷电的危害呢？
避雷针
尖端周围电场很强
尖端放电
空气电离
尖端上的电荷被中和
尖端释放电荷
等效于
尖端放电
吹蜡烛
烛焰被针尖“吹开”
静电屏蔽
超高压带电作业的工人在高压线上检修
防护服是什么材质的？
用金属丝线制成的防护服
静电屏蔽
当用金属网罩把验电器罩起来时，验电器箔片始终闭合。这是为什么呢？
静电屏蔽
静电屏蔽
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。
静电屏蔽
2、应用：屏蔽服、屏蔽线、高压线屏蔽
屏蔽服
屏蔽线
高压线屏蔽
静电吸附
摇动起电机前
摇动起电机后
静电吸附
B附近的空气中气体分子被电离
电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电
静电吸附
带负电的小油滴在静电力的作用下，向着正极A运动，最后被吸附到正极A上
静电吸附的原理：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。
静电吸附
应用1：静电除尘
静电吸附
应用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。
静电吸附
应用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。
例2.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图 ，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。起电机摇动时，塑料瓶内哪里电场强度最大？是锯条附近还是金属片附近？若锯条接电源负极，金属片接正极，这些烟尘最终到哪里去了？
金属片
锯条
瓶壁
瓶内俯视图
锯条附近的电场强度最大。因为尖端电荷更密集，所以电场强度大。
烟尘最终会到金属片上。因为空气被电离后自由电子吸附到烟尘上，使烟尘带负电，烟尘在电场力的作用下向接正极的金属片运动。
+
_
例3.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况 ( )
B
例4.把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（　　　）
A. 球壳B的空腔中场强处处为零。
B. 球壳B不带电。
C. 球壳B的内，外表面电势相等。
D. 球壳B的电势为零。
CD
例5.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的固定的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，如图所示，于是有( )
A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向
B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向
C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变
D．A和B的位置都不变
B
例6.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，下叙说法正确的是（ ）
A.A、B两点场强相等，且都为零
B.A、B两点的场强不相等
C.感应电荷产生的附加场强的大小为EAD.当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动．
AD
例7.如图所示，在一个半径为R的均匀金属球壳左侧M点放置一个带电量为-q的点电荷，O点为球壳的球心，已知M、O、N三点在一条直线上，OM＝2R，ON＝R/2。 静电力常量为k，球壳上感应电荷在N点产生的电场强度大小为（　　）
A. B.
C. D.
A
例8.疫情以来，我们上学每天戴口罩。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）
A．静电屏蔽
B．尖端放电
C．静电感应和静电屏蔽
D．静电感应和静电吸附
D
例9.某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（　　）
A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织
B．乙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使身体能够导电，对人体起保护作用
C．丙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使体内场强保持为零，对人体起保护作用
D．丁认为铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用
C
例10.如图所示为某静电除尘器的工作原理图，根据此图请判断以下说法正确的是（　　）
A．集尘盘负极吸附大量粉尘的原因是粉尘带上了正电
B．离子发生器的作用是在空气经过时使其中的粉尘带上负电
C．若预过滤网破裂，不影响除尘器的除尘效果
D．该除尘器能有效去除空气中的有毒气体
A