(共13张PPT)
第1章 静电与静电场
第4节 趋利避害——静电的利用与防止
第1章 静电与静电场
光
正电荷
光
电荷
电场
避雷针
湿度
电荷
接地
预习导学新知探究
梳理知识·夯实基础
多维课堂,师生互动
突破疑难·讲练提升第4节 趋利避害——静电的利用与防止
1．人们在晚上脱衣时，有时会看到火花四溅，并伴有叭叭的响声，这是因为( )
A．衣服由于摩擦而产生静电
B．人体本身是带电体
C．空气带电，在衣服上放电所致
D．以上说法均不正确
解析：选A.人体及空气均是电中性的，正常情况下不可能带电，则B、C错误；夜晚脱衣时，由于衣服间的摩擦而产生的静电放电致使火花四溅，A正确．
2．有关静电的以下说法中不正确的是( )
A．干燥天气里穿化纤衣物的人接触金属物品时常有被电击的感觉
B．室内栽花种草可有效防止静电
C．家用电器上装一根接地线能防止静电危害
D．地毯中夹杂着很细的不锈钢纤维能防止静电危害
解析：选C.A是摩擦起电，属静电现象，A正确；室内栽花种草可调节气温度，能有效防止静电，B正确；C主要用来防止漏电触电，C错误；D中不锈钢纤维可把静电荷及时导走，从而防止静电危害，D正确．
3．下列说法不正确的是( )
A．静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到异性电极上
B．静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附在带异种电荷的白纸上
C．静电喷涂的原理是让油漆带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D．静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
解析：选D.灰尘很容易吸附电子，这时吸附负电荷的灰尘在电场力作用下，被吸附到带正电荷的圆筒上；静电复印和静电喷涂是分别使油墨和油漆带电，在电场力作用下吸附到带异种电荷的预期部位；静电复印曝光时，在光学系统作用下，将原稿图像投射到感光板上，并使其形成静电潜像的过程，曝光时，感光板亮区光导体导通，表面电荷迅速消失(亮衰)，暗区光导体绝缘表面电荷基本保持(暗衰)．
4．下列关于避雷针的说法不正确的是( )
A．避雷针的物理原理就是尖端放电
B．避雷针的尖端安装在建筑物的顶部，并与大地绝缘
C．避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出，中和云中的电荷
D．避雷针可保护建筑物，使建筑物免遭雷击
解析：选B.避雷针的放电原理是尖端放电，故A项正确．避雷针的尖端安装在建筑物的顶端，并通过金属线与埋在地下的金属板相连，从而使感应出的电荷与云中电荷中和，保护建筑物免遭雷击，可知C、D正确，B错误．
5．在气候干燥的季节，小明脱掉外衣后去拉金属门把手时，被电击得吓了一跳．他赶紧缩回了手，觉得奇怪．他决定再试一下，用手小心地去摸金属把手，又一切正常．这是什么原因？
解析：由于摩擦，身体上会积累大量的静电荷，用手拉金属门把手时，会产生火花放电现象，人会感到被电击．
答案：在干燥的天气脱去外衣时，由于摩擦，身体上会积累大量电荷，此时用手拉金属门把手时，会产生火花放电现象，人会感到被电击．在此过程中，人身上的电荷被中和，因此缩回手后再去摸门把手时就不会再被电击了．
[课时作业]
一、选择题
1．静电除尘原理是应用了静电的( )
A．同种电荷相斥
B．异种电荷相吸
C．静电吸引轻小物体
D．将静电荷导走
解析：选C.利用了静电吸引轻小物体的性质，选项C正确．
2．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
解析：选B.当带电的云层接近地面时，避雷针的接闪器上感应出大量的电荷，雷雨云和避雷针之间会发生尖端放电，使云中的电荷被中和一部分，降低云和大地之间的电压，减小发生落雷的危险．
3．关于静电复印机的工作过程，下列说法中正确的是( )
A．充电时让硒鼓表面带上负电
B．硒鼓上“静电潜像”带正电
C．墨粉带正电
D．复印过程中，白纸不带电
解析：选B.复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，充电时由电源使硒鼓表面带上正电荷，曝光是利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，保持着正电荷，没有字迹像的地方受到光线照射，正电荷被导走．显影时带负电的墨粉被带正电的“静电潜像”吸引，并吸附在潜像上，显出墨粉组成的字迹，转印过程是带正电的转印电极使白纸带正电，带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸在白纸上．
4．采用显像管的电视机的荧光屏表面经常有很多灰尘，这主要是因为( )
A．灰尘的自然堆积
B．玻璃有极强的吸附灰尘的能力
C．电视机工作时，荧光屏表面温度较高而吸附灰尘
D．电视机工作时，荧光屏表面有静电而吸附灰尘
解析：选D.电视机工作时，荧光屏的表面有静电，会吸附灰尘颗粒，所以选项D正确．
5．下列哪些是利用了静电( )
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(移动电话)一般都装有一根天线
D．以上都不是
解析：选D.精密仪器外包一层金属外壳，是应用了静电屏蔽的原理，以避免外界静电场对仪器的影响，同时也避免仪器产生的静电场对外界的影响，它属于防止静电的实例，A错误；家用电器接有地线，是为了防止漏电对人体造成危害，不属于静电现象，B错误；手机装有天线，是为了接收电磁波，C也不属于静电现象，C错误．
6．下列现象中，不属于防止静电危害的是( )
A．在很高的建筑物顶端装上避雷针
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器
C．油罐车后面装一根拖在地上的铁链条
D．存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴
解析：选B.A、C、D选项中都是防止静电危害的，B选项中是利用静电除尘．
7．静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上．现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电荷产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则( )
A．a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷
B．a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷
C．a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷
D．a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷
解析：选B.根据“同种电荷相排斥，异种电荷相吸引”判断．正确选项应为B.
8．如图所示是静电除尘的原理示意图，关于静电除尘的原理，下列说法不正确的是( )
A．金属管A接高压源的正极，金属丝B接负极
B．B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子
C．正离子向A运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带正电，吸附到A上，排出的烟就清洁了
D．电子向A极运动过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排出的烟就清洁了
解析：选C.金属丝B和金属管A接上高电压后在空间产生强电场，强电场使空气分子电离，电离出的电子很容易被煤粉俘获，煤粉带负电．应该让煤粉吸附在筒壁上，因为筒壁的面积大，能吸附较多的煤粉，所以金属管应接高压的正极．
二、非选择题
9．现实生活中，如果我们接触高压电的话，常常会发生危险，而高压线路的检修人员在进行高压带电作业时，要戴上用金属丝制成的手套、帽子，穿上衣裤、鞋袜一体的屏蔽服，穿上屏蔽服之后，为什么就不怕高压电了呢？
解析：当检修人员穿上屏蔽服后，相当于把人体用金属网罩起来，外部电场就不会影响到人体，大部分感应电流从屏蔽服上流过，从而避免了感应电流对人体的危害，即使在手接触电线的瞬间，放电也只是在电线与手套之间发生，手套与电线之间发生火花放电后，人体与电线之间没有电压，检修人员就可以在不停电的情况下，安全地在几十万伏的高压输电线上工作
答案：见解析
10．工厂在加工完金属工件后，需要给工件喷防锈漆．工人把金属工件、喷枪分别接在高压直流电源的两极上，为什么这样做？
解析：喷枪接电源的一极，从中喷出的漆便带上了一种电荷，由于同种电荷相互排斥，形成大团分布均匀的雾状漆．喷枪与工件之间还会形成电场，细小的带电漆珠在电场力的作用下向带异种电荷的工件运动，并吸附在工件表面，完成喷漆．静电喷漆因喷出的漆分布均匀，故能有效提高喷漆的质量和效率，并减少对工人的危害．
答案：见解析
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4第4节 趋利避害——静电的利用与防止
1.知道静电对日常生活、生产有利也有害，通过实例，了解在生产和生活中静电的利用与防止．(重点)
2．培养运用物理原理解释实际问题的能力．
一、静电的利用
1．静电复印机的工作原理：复印机内有一重要部件——硒鼓，它是金属制成的圆筒，其上镀着一层硒．预先充电，使硒鼓带正电，当光照射到硒鼓时，静电层才导电．把准备复印的文件放在复印机玻璃板上，文件的影像会聚焦在硒鼓上．硒鼓上的正电荷因光的照射而被带走，没有光照射的地方则保留正电荷，在硒鼓上形成原文件影像的静电图样．然后将负电的黑色着色粉喷在硒鼓上，色粉只吸附在带电区．当纸张压过带电圆筒时，色粉可粘在纸上，加热后，纸上便留下永久的影像，最后被送出来．
2．静电喷漆的工作原理：将喷枪和待喷漆的工件分别接于高压直流电源的两极，从喷枪喷出的漆便带上了一种电荷，由于同种电荷相排斥的作用，形成了大团的雾状漆．这些带电的细小漆珠在电场力的作用下非常准确地向带有另一种电荷的工件奔去，牢固地粘附在工件的表面，完成喷漆．
二、静电的防止
1．避雷针：雷电现象常常会造成巨大的自然灾害，为了避免雷电的危害，通常使用避雷针．
2．印染厂里防静电：印染厂里的静电现象会使印染质量下降，人们通常采用湿度调节来解决这一问题．
3．油罐车防静电：油罐车的尾部拖有一条铁链，靠它把电荷导入大地，避免由静电造成的危害．
4．静电屏蔽：电磁仪器防静电的方法通常是采用静电屏蔽，把要防静电的设备封闭在金属罩内，将金属罩接地后就能避免外界电场的干扰，同时也可避免设备产生的静电场对外界的干扰．
总之，防止静电的方法是：将静电荷导走或将设备隔离．
我国许多古建筑屋顶上都建有龙的装饰，其龙须有什么作用？
提示：龙须是一种很好的避雷装置．
知识点 静电的防止
1．防止静电的危害应遵守的原则和采取的方法
基本原则：控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免静电的积累．控制可以减少因摩擦而产生的静电．
方法：接地放电、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等．
2．静电的防止——放电
(1)火花放电
当电荷在物体上大量聚集时，在物体周围会产生电场，如果电场足够强，原来是绝缘体的空气被强电场击穿变为导体，这一现象称为空气的电离，强大的电流通过电离的空气时发声、发光、产生电火花并放出大量的热，这就是火花放电现象．
①云层与云层之间或云层与地面之间产生的闪电、雷鸣．
②在干燥的空气中脱掉化纤衣服时，会看到火花，并听到噼啪声．
③实验室中感应起电机两个导电杆之间产生电火花．
(2)接地放电
用导线把带电体与大地连接起来，从而使带电体上的电荷导入大地．这是接地放电现象．
①油罐车尾部拖一铁链，把车上的电荷导入大地．
②飞机降落时，它与空气摩擦产生的静电通过导电橡胶轮胎导入大地．
③计算机房和大型电话交换机房的地板要用导电良好的材料制成，以减少静电的积累．
为了防止静电危害，下列措施错误的是( )
A．油罐车上拖一条与地面接触的铁链
B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
C．在地毯中夹杂不锈钢纤维
D．尽可能保持印染厂空气干燥
[思路点拨] 防止静电危害的根本在于及时导走静电荷或将设备屏蔽．
[解析] 油罐车后装一条拖在地面上的铁链，可以及时导走油罐车上因摩擦等原因产生的静电荷，避免电荷积聚而产生高压放电，引起油罐车爆炸，A项正确；飞机机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎，着地时可以将飞机机身上的静电导入地下，B正确；在地毯中夹杂不锈钢纤维可以将人在地毯上走动而产生的静电荷导入地下，从而避免触电，C正确；印染厂中应保持适当湿度，以使静电荷及时散失，避免干扰印染质量，D错误．
[答案] D
为什么飞机加油时加油车和飞机之间用一根金属导线相连且接地？
解析：因为飞机降落时轮胎和地之间摩擦产生静电，若不及时导走，飞机就会通过与它接触的物体放电，产生电火花，引起火灾．所以要在加油车和飞机之间用一根金属导线相连且接地，把飞机上的电荷及时导走，防止意外放电．
答案：见解析
[随堂检测]
1．人们在晚上脱衣时，有时会看到火花四溅，并伴有叭叭的响声，这是因为( )
A．衣服由于摩擦而产生静电
B．人体本身是带电体
C．空气带电，在衣服上放电所致
D．以上说法均不正确
解析：选A.人体及空气均是电中性的，正常情况下不可能带电，则B、C错误；夜晚脱衣时，由于衣服间的摩擦而产生的静电放电致使火花四溅，A正确．
2．有关静电的以下说法中不正确的是( )
A．干燥天气里穿化纤衣物的人接触金属物品时常有被电击的感觉
B．室内栽花种草可有效防止静电
C．家用电器上装一根接地线能防止静电危害
D．地毯中夹杂着很细的不锈钢纤维能防止静电危害
解析：选C.A是摩擦起电，属静电现象，A正确；室内栽花种草可调节气温度，能有效防止静电，B正确；C主要用来防止漏电触电，C错误；D中不锈钢纤维可把静电荷及时导走，从而防止静电危害，D正确．
3．下列说法不正确的是( )
A．静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到异性电极上
B．静电复印的原理是让油墨带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附在带异种电荷的白纸上
C．静电喷涂的原理是让油漆带上电荷，然后在电场力的作用下奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D．静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
解析：选D.灰尘很容易吸附电子，这时吸附负电荷的灰尘在电场力作用下，被吸附到带正电荷的圆筒上；静电复印和静电喷涂是分别使油墨和油漆带电，在电场力作用下吸附到带异种电荷的预期部位；静电复印曝光时，在光学系统作用下，将原稿图像投射到感光板上，并使其形成静电潜像的过程，曝光时，感光板亮区光导体导通，表面电荷迅速消失(亮衰)，暗区光导体绝缘表面电荷基本保持(暗衰)．
4．下列关于避雷针的说法不正确的是( )
A．避雷针的物理原理就是尖端放电
B．避雷针的尖端安装在建筑物的顶部，并与大地绝缘
C．避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出，中和云中的电荷
D．避雷针可保护建筑物，使建筑物免遭雷击
解析：选B.避雷针的放电原理是尖端放电，故A项正确．避雷针的尖端安装在建筑物的顶端，并通过金属线与埋在地下的金属板相连，从而使感应出的电荷与云中电荷中和，保护建筑物免遭雷击，可知C、D正确，B错误．
5．在气候干燥的季节，小明脱掉外衣后去拉金属门把手时，被电击得吓了一跳．他赶紧缩回了手，觉得奇怪．他决定再试一下，用手小心地去摸金属把手，又一切正常．这是什么原因？
解析：由于摩擦，身体上会积累大量的静电荷，用手拉金属门把手时，会产生火花放电现象，人会感到被电击．
答案：在干燥的天气脱去外衣时，由于摩擦，身体上会积累大量电荷，此时用手拉金属门把手时，会产生火花放电现象，人会感到被电击．在此过程中，人身上的电荷被中和，因此缩回手后再去摸门把手时就不会再被电击了．
[课时作业]
一、选择题
1．静电除尘原理是应用了静电的( )
A．同种电荷相斥
B．异种电荷相吸
C．静电吸引轻小物体
D．将静电荷导走
解析：选C.利用了静电吸引轻小物体的性质，选项C正确．
2．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
解析：选B.当带电的云层接近地面时，避雷针的接闪器上感应出大量的电荷，雷雨云和避雷针之间会发生尖端放电，使云中的电荷被中和一部分，降低云和大地之间的电压，减小发生落雷的危险．
3．关于静电复印机的工作过程，下列说法中正确的是( )
A．充电时让硒鼓表面带上负电
B．硒鼓上“静电潜像”带正电
C．墨粉带正电
D．复印过程中，白纸不带电
解析：选B.复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，充电时由电源使硒鼓表面带上正电荷，曝光是利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，保持着正电荷，没有字迹像的地方受到光线照射，正电荷被导走．显影时带负电的墨粉被带正电的“静电潜像”吸引，并吸附在潜像上，显出墨粉组成的字迹，转印过程是带正电的转印电极使白纸带正电，带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸在白纸上．
4．采用显像管的电视机的荧光屏表面经常有很多灰尘，这主要是因为( )
A．灰尘的自然堆积
B．玻璃有极强的吸附灰尘的能力
C．电视机工作时，荧光屏表面温度较高而吸附灰尘
D．电视机工作时，荧光屏表面有静电而吸附灰尘
解析：选D.电视机工作时，荧光屏的表面有静电，会吸附灰尘颗粒，所以选项D正确．
5．下列哪些是利用了静电( )
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(移动电话)一般都装有一根天线
D．以上都不是
解析：选D.精密仪器外包一层金属外壳，是应用了静电屏蔽的原理，以避免外界静电场对仪器的影响，同时也避免仪器产生的静电场对外界的影响，它属于防止静电的实例，A错误；家用电器接有地线，是为了防止漏电对人体造成危害，不属于静电现象，B错误；手机装有天线，是为了接收电磁波，C也不属于静电现象，C错误．
6．下列现象中，不属于防止静电危害的是( )
A．在很高的建筑物顶端装上避雷针
B．在高大的烟囱中安装静电除尘器
C．油罐车后面装一根拖在地上的铁链条
D．存放易燃品的仓库的工人穿上导电橡胶做的防电靴
解析：选B.A、C、D选项中都是防止静电危害的，B选项中是利用静电除尘．
7．静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用，如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上．现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电荷产生的电场中，它们的运动轨迹如图所示，则( )
A．a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷
B．a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷
C．a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷
D．a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷
解析：选B.根据“同种电荷相排斥，异种电荷相吸引”判断．正确选项应为B.
8．如图所示是静电除尘的原理示意图，关于静电除尘的原理，下列说法不正确的是( )
A．金属管A接高压源的正极，金属丝B接负极
B．B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子
C．正离子向A运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带正电，吸附到A上，排出的烟就清洁了
D．电子向A极运动过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排出的烟就清洁了
解析：选C.金属丝B和金属管A接上高电压后在空间产生强电场，强电场使空气分子电离，电离出的电子很容易被煤粉俘获，煤粉带负电．应该让煤粉吸附在筒壁上，因为筒壁的面积大，能吸附较多的煤粉，所以金属管应接高压的正极．
二、非选择题
9．现实生活中，如果我们接触高压电的话，常常会发生危险，而高压线路的检修人员在进行高压带电作业时，要戴上用金属丝制成的手套、帽子，穿上衣裤、鞋袜一体的屏蔽服，穿上屏蔽服之后，为什么就不怕高压电了呢？
解析：当检修人员穿上屏蔽服后，相当于把人体用金属网罩起来，外部电场就不会影响到人体，大部分感应电流从屏蔽服上流过，从而避免了感应电流对人体的危害，即使在手接触电线的瞬间，放电也只是在电线与手套之间发生，手套与电线之间发生火花放电后，人体与电线之间没有电压，检修人员就可以在不停电的情况下，安全地在几十万伏的高压输电线上工作
答案：见解析
10．工厂在加工完金属工件后，需要给工件喷防锈漆．工人把金属工件、喷枪分别接在高压直流电源的两极上，为什么这样做？
解析：喷枪接电源的一极，从中喷出的漆便带上了一种电荷，由于同种电荷相互排斥，形成大团分布均匀的雾状漆．喷枪与工件之间还会形成电场，细小的带电漆珠在电场力的作用下向带异种电荷的工件运动，并吸附在工件表面，完成喷漆．静电喷漆因喷出的漆分布均匀，故能有效提高喷漆的质量和效率，并减少对工人的危害．
答案：见解析
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