三、生活中的静电现象
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道常见的静电现象．(重点)
2．知道常用的避雷方法．(重点)
3．学会用所学的知识解释生活中常见的静电现象．(难点)
4．掌握生活中常见的应用静电和防止静电的例子．(重点)
一、放电现象 雷电和避雷
1．火花放电是最常见的放电现象．
2．为了防止导体上电荷过量聚集，常常把带电导体与大地连接起来，进行接地放电．
3．雷电是云层之间或云层与地面之间发生的强烈放电现象，并能产生耀眼的闪光和巨响．闪电的电流可以高达几十万安培，会使建筑物严重损坏．
4．尖端放电
(1)实验表明，电荷在导体表面的分布是不均匀的，突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏，导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电．
(2)实例：避雷针则应用了尖端放电的原理．
高压电气设备的金属元件，表面要很光滑，就是为避免因尖端放电而造成电能损失或造成事故．
二、静电的应用和防止
1．应用实例
(1)静电除尘．
(2)静电喷漆．
(3)静电复印．
2．静电除尘的原理
带电粒子受到电场力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上．
3．防止静电危害的主要方法是及时导走多余的电荷，防止静电荷过多聚集，如接地放电、增大空气湿度等．
1．思考判断
(1)雷电是强烈的放电现象． (√)
(2)带电体的尖端部分电荷比较稀疏． (×)
(3)雷雨天可以在大树下避雨． (×)
(4)静电现象可以被利用． (√)
(5)静电现象没有危害． (×)
(6)静电的危害是可以防止的． (√)
2．人们在黑暗的地方脱衣服时，有时会看到火花并伴有“噼啪”的响声，这是因为( )
A．人体本身是带电的
B．空气带电，在衣服上放电所致
C．衣服由于摩擦而产生静电
D．以上说法均不正确
C [因为衣服之间的相互摩擦，产生了静电，通过干燥的空气放电产生电火花，故C项正确．]
3．(多选)下列措施中，属于防止静电危害的是( )
A．运送汽油的油罐车后有一条拖在地面上的铁链
B．轿车顶部有一根露在外面的天线
C．印染车间总保持适当的湿度
D．铺在房间的地毯中夹杂着0.05 mm的不锈钢丝导电纤维
ACD [油罐车后拖在地面上的铁链，可将车厢中由于摩擦等原因产生的静电及时导入大地，避免电荷越积越多，产生剧烈的高压放电，使油罐车起火爆炸，故A项正确；轿车顶部的天线是用来接收无线电信号的，如果不露在外面而置于车内，则天线处于金属外壳包围中，无法接收或影响无线电信号的接收效果，故B项错误；印染车间保持适当的湿度，可以将由于摩擦等原因产生的静电及时散失，避免影响印染质量，故C项正确；地毯中夹杂导电纤维同样是为了及时导走由于摩擦等原因产生的静电，故D项正确．]
4．对于静电喷漆的说法，下列正确的是( )
A．当油漆从喷枪喷出时，油漆微粒带正电，物体也带正电，相互排斥而扩散开来
B．当油漆从喷枪喷出时，油漆微粒带负电，物体带正电，相互吸引而被物体吸附
C．从喷枪喷出的油漆微粒带正电，相互排斥而扩散开来，被吸附在带负电的物体上
D．因为油漆微粒相互排斥而扩散开来，所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油漆
C [喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，从而减少了浪费．]
几种放电现象的理解
1.接地放电
地球是良好的导体，由于它特别大，所以能够接受大量电荷．这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明显改变海平面的高度一样．如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电．生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施．
2．尖端放电
通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，就有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离．由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了．空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子．
由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动．这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离．这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象．
尖端放电在技术上有重要意义．高压输电导线和高压设备的金属元件，表面要很光滑，为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故．
3．火花放电
当高压带电体与导体靠得很近时，强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流．由于电流特别大，产生大量的热，使空气发声发光，产生电火花．这种放电现象叫火花放电.
4．雷电
带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时，产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电和雷鸣．闪电的放电电流可以高达几十万安培，会使建筑物遭受严重损坏，这就是雷击．为了避免雷击，人们设计了避雷针．避雷针是针状金属物，装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板相连，以保持与大地的良好接触．当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的．
1．如图所示，先用绝缘细线将导体悬挂起来，并使导体带电．然后用带绝缘柄的不带电小球接触A点，再用小球与验电器接触．用同样的方法检验B、C部位的带电情况，则( )
A．与A接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大
B．与C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度最大
C．与A、B、C接触再与验电器接触，验电器箔片张开的角度一样大
D．通过实验可确定导体上平坦部位电荷分布比较密集
B [带电导体的平坦部位电荷比较稀疏，凸出部位电荷比较密集，即C处电荷最密集，B处次之，A处最稀疏，因此小球接触A点时，取得的电荷量最少，与验电器接触时，验电器箔片得到的电荷量最少，箔片张开的角度最小；反之与C处接触时，箔片张开的角度最大．]
静电的产生、应用和防止
1.静电是如何产生的
两种不同的物体相互摩擦可以起电，甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起电．摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流失，而在不导电的绝缘体(如化纤、毛织物等物体)上就不会流失而形成静电，并聚集起来，当达到一定的电压时就产生放电现象，产生火花并发出声响．
2．静电的应用和防止
(1)静电的应用
利用静电的性质
应用举例
利用静电能吸引较小物体
静电复印、静电喷漆、静电喷雾、激光打印、静电除尘
利用高压产生的电场
静电保鲜、静电灭菌、农作物种子处理
利用放电产生物
臭氧防止紫外线、氮合成氨
(2)静电的防止
防止静电危害的基本办法是尽快把产生的静电导走，避免越积越多．
防止静电的途径主要有：
①避免产生静电，如：在可能情况下选用不易产生静电的材料．
②避免静电的积累，产生的静电要设法导走，如：增加空气湿度、接地等．
【例】 (多选)静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等，它们依据的原理都是让带电的物质粒子在电场力作用下奔向并吸附到电极上，静电喷漆的原理如图所示，则以下说法正确的是( )
A．在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场
B．涂料微粒一定带正电
C．涂料微粒一定带负电
D．涂料微粒可以带正电，也可以带负电
思路点拨：根据电荷间的相互作用特点结合题目中现象图分析．
AC [静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷漆的目的，所以A正确．由题图知，待喷漆工件带正电，所以涂料微粒应带负电，C项正确．]
2．如图为静电除尘示意图，m、n 为金属管内两点．在 P、Q 两点加高电压时，金属管内空气电离．电离出来的电子在电场力的作用下，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，导致煤粉被吸附到管壁上，排除的烟就清洁了．就此示意图，下列说法正确的是( )
A．Q 接电源的正极，且电场强度Em＝En
B．Q 接电源的正极，且电场强度 Em＞En
C．P 接电源的正极，且电场强度 Em＝En
D．P 接电源的正极，且电场强度 Em＞En
B [管内接通静电高压时，管内存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子．负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电．所以金属管Q应接高压电源的正极，金属丝P接负极．构成类似于点电荷的辐向电场，所以越靠近金属丝的电场强度越强，故A、C、D错误，B正确．]
1．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )
A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷
C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地
D．以上说法都不对
B [带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷，达到一定程度后就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免建筑物遭受雷击．]
2．(多选)以下属于静电利用的是( )
A．静电除尘 B．保持空气湿度
C．静电植绒 D．使用避雷针
AC [静电除尘是静电现象的应用，故A正确；保持空气湿度，与静电现象无关，故B错误；静电植绒利用了静电的相互吸引，故C正确；使用避雷针是静电的防止，故D错误．]
3．关于静电的利用和防止，以下说法正确的是( )
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 [下雨时，一般会有雷电，如果在高大建筑物顶端装上避雷针，通过避雷针与大地相连，就能及时把电荷导入大地，从而避免建筑物被雷电击坏，如果没有安装会有危险，但对低矮的建筑不至于一定被雷电击毁，选项A说法错误；油罐车在运动的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条铁链就可以及时的把产生的静电导走，有利于消除静电，故B符合题意；飞机上的着地轮装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体转移给大地，以免发生放电现象，保证飞机和乘客的安全，选项C说法错误；绝缘性能良好的化纤制品的衣服不能及时把静电导入大地，容易造成手术事故，选项D说法错误．]
课件41张PPT。第一章 电场 电流三、生活中的静电现象234放电大地接地5放电6密集稀疏尖端放电尖端放电光滑尖端放电7静电除尘静电喷漆静电复印8电场力多余的电荷接地增大空气湿度9
√××√×√10C 1112ACD 1314C 151617181920212223B 242526272829AC 303132B 333435B 36AC 3738B 3940点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(三) 生活中的静电现象
(时间：40分钟 分值：100分)
[基础达标练]
1．(6分)下列哪些措施是利用了静电( )
A．精密仪器外包有一层金属外壳
B．家用电器如洗衣机接有地线
C．手机一般装有一根天线
D．以上都不是
D [精密仪器外包有一层金属外壳是防止外界静电或其他电信号的干扰；家用电器如洗衣机接有地线是通过地线及时导走静电，保护人身安全；手机一般装有一根天线是为了有效地接收电信号．]
2．(6分)高压输电线路的铁塔顶端有一条比下面输电线细的金属线，它的作用是( )
A．加强铁塔的稳定性
B．传输零线的电流
C．防雷电，起到避雷针的作用
D．作为备用线，供输电线断开时应急使用
C [本题中的细线起着与避雷针相似的作用，通过放电中和周围空气中的电荷，可以防止雷击．选项C正确．]
3．(6分)静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器，如图实线为除尘器内电场的电场线，虚线为带负电粉尘的运动轨迹，P、Q为运动轨迹上的两点，下列关于带电粉尘在P、Q两点所受电场力的大小关系正确的是( )
A．FP＝FQ B．FP＞FQ
C．FP＜FQ D．无法比较
C [Q处的电场线密，所以在Q点所受电场力大，选项C正确．]
4．(6分)如图是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极．金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头．逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象．先产生放电现象的是( )
避雷针模拟实验
A．A金属柱
B．B金属柱
C．A、B金属柱同时
D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱
A [根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知，A金属柱尖端电荷密集，容易发生尖端放电现象，故选项A正确．]
5．(6分)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．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险
B [由静电屏蔽的知识可知，A、D选项均错误；金属可以消除多余的静电，B项正确；单根高压输电线上相距较近的两点之间电阻很小，因而电压较小，小鸟不会被电死，C选项错误．]
6．(6分)下列属于利用静电现象的是( )
A．采用导电橡胶做飞机轮胎
B．油轮上的工作人员穿导电材料做的衣服；输油管每隔100～300 m接地一次
C．办公用的打印机
D．在地毯中夹杂一些导电纤维
C [飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以采用导电橡胶做飞机轮胎，落地时可将静电导走，这是防止静电，选项A错误；油轮上的工作人员穿导电材料做的衣服，这样会把衣服上的静电导入大地，输油管每隔100～300 m接地一次，这都是防止静电，选项B错误；办公用的打印机是利用静电现象来工作的，选项C正确；在地毯中夹杂一些导电纤维，是防止出现静电，选项D错误．]
7．(6分)如图所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成，有关静电除尘的原理，以下说法正确的是( )
A．A接高压电源负极，B接高压电源正极
B．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上
C．靠近B处电场强度大，B附近空气被电离成阳离子和电子
D．煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成阴、阳离子，分别吸附在B和A上
C [静电除尘的原理是除尘器圆筒的外壁连到高压电源的正极，中间的金属丝连到负极．圆筒中气体分子在电场力作用下电离，粉尘吸附了电子而带负电，飞向筒壁，最后在重力的作用下落在筒底，故选项A、B、D错误，C正确．]
8．(8分)下列有关生活中的静电，有利的是________，有害的是________．
A．静电除尘
B．静电喷涂
C．静电复印
D．雷雨天高大树木下避雨
E．电视荧屏上常有一层灰尘
ABC DE [静电除尘、静电喷涂、静电复印都是课本中提到的静电利用的例子，所以有利的选ABC；雷雨天由于云中电荷的作用，高大树木会出现尖端放电，与云中电荷中和而产生强烈的放电现象，所以在高大树木下避雨易遭雷击；电视荧屏上的灰尘是静电所致，使画面模糊，所以有害的选DE.]
[能力提升练]
9．(8分)下列属于防止静电产生的危害的是( )
A．在高大的建筑物顶端装上避雷针
B．小汽车上有一根露在外面的小天线
C．在高大的烟囱中安装静电除尘器
D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆
A [当打雷的时候，由于静电感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以利用尖端放电，中和云层电荷，保护建筑物的安全，属于静电危害的防止，选项A符合题意；小汽车上有一根露在外面的小天线，是接收无线电信号的，与静电的利用和防止无关，选项B不符合题意；静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，选项C不符合题意；喷枪喷出的油漆微粒带正电，因相互排斥而散开，形成雾状，被喷涂的物体带负电，对雾状油漆产生引力，把油漆吸到表面，属于静电应用，选项D不符合题意．]
10．(8分)处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香．转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升．关于这个现象，下列说法中正确的是( )
A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上
B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小
C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大
D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大
C [在铝板和缝被针中间形成强电场，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，烟尘吸附电子带负电，而被吸附到铝板上，选项A错误；由于静电力做功，同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大，选项C正确，B错误；由于离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越小，选项D错误．]
11．(14分)如图所示，在桌上放两摞书，把一块洁净的玻璃垫起来，使玻璃离开桌面20～30 cm.在宽0.5 cm的纸条上画出各种舞姿的人形，用剪刀把它们剪下来，放在玻璃下面，然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上擦，就可以看到小纸人翩翩起舞了．
(1)为什么小纸人会翩翩起舞？
(2)如果实验前用一根火柴把“跳舞区”烤一烤，实验效果会更好，此现象说明了什么？
(3)如果向“跳舞区”哈一口气，小纸人跳得就不活跃了，此现象说明了什么？
[答案] (1)硬泡沫塑料与玻璃板摩擦后带上电荷，与纸人相互吸引．
(2)说明在干燥环境中容易起电，其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上产生的电荷导走．
(3)说明在潮湿的环境下，不易摩擦起电，因为潮湿的空气具有导电能力，把摩擦后玻璃板上产生的电荷导走了．
12．(20分)以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉．如图所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源．假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大．
(1)试标出所接高压电源的极性；
(2)试定性说明静电除尘器的工作原理；
(3)设金属管A的内径r＝3 m，长为L＝50 m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4 kg/(s·m2)，求其工作一天能回收煤粉多少吨？(最后结果取三位有效数字)
[解析] (1)a为正极，b为负极．
(2)由于煤粉吸附电子带电，故将在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上．
(3)设一天回收煤粉的质量为m，管内表面积S＝2πrL.
则m＝＝ t
≈28.5 t.
[答案] (1)a为正极，b为负极 (2)带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上 (3)28.5 t
