鲁科版（2019）高中物理必修三1.5 静电的利用与防护课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第5节　静电的利用与防护
第1章　静电力与电场强度
【学习目标】
1.了解生产生活中关于静电的利用的几个常见实例。
2.了解静电的危害及防护方法。
一、静电除尘
静电除尘的原理是让灰尘带上电荷，然后在________的作用下，奔向并吸附到异性电极上．
电场力
【自主学习】
二、防止静电危害
防止静电灾害的基本原则是：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．通过工艺控制可以减少因摩擦而产生的静电．避免静电积累的常用方法有静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等．
1.静电除尘能有效处理烟雾，与其他除尘方式相比，静电除尘耗能少，_______。
2.静电喷涂是通过高压静电发生装置使喷出的雾滴______的喷雾方法。
3.激光打印也是通过______来实现打印的。
4.静电还有很多应用，空气净化器，用静电处理______提高发芽率，利用静电处理_____，既能杀菌还能减少水垢，等等。
效率高
带电
静电
种子
水
知识点一 静电的应用
知识点二　静电的防护
[看图思考]
现代避雷针往往具有很多组金属尖棒，做成蒲公英花的形状，以增强避雷效果。
铁塔上面的两条导线接地，把输电线屏蔽起来，避免雷击高压线。
以上两图在静电防护方面采用的方法相同吗？
1.防止静电危害的方法之一是尽快把静电_____地下。
2.雷击：带电云层接近地面时，地面上的物体由于_________而带异号电荷，这些感应电荷分布在高大建筑物、大树等突出的物体上，物体和云层间形成很强的电场，使空气电离，云层与地面间形成强烈的___________。
导入
静电感应
火花放电
核心探究1
静电的利用
[要点归纳]
1.静电的利用依据的物理原理几乎都是让带电的物质微粒在电场力的作用下，奔向并吸附到电极上。
2.有时利用静电产生的强电场从而使水净化，有时利用高电压低电流治疗疾病等。
3.静电的利用实例—静电复印
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。如图所示。
感应型半导体充电后工作示意图
复印机的工作原理是利用光导体的电位特性，在光导体没有受光照的状态下进行充电，使其表面带上均匀的电荷，然后通过光学成像原理，使原稿图像成像在光导体上。有图像部分因没有受到光照(相当于暗态)，所以光导体表面仍带有电荷，而无图像区域则受到光照(相当于亮态)，所以光导体表面的电荷通过基体的接地，使表面的电荷消失，从而形成了静电潜像。再后是通过静电原理，使用带有极性相反电荷的墨粉，使光导体表面的静电潜像转化成为光导体表面的墨粉图像。最后，仍然通过静电原理，将光导体表面的墨粉图像转印到复印纸表面，完成复印的基本过程。
[要点归纳]
1.静电的危害
(1)静电吸附尘埃会对印刷、制药、合成纤维等工业生产带来危害。
(2)静电对高密仪器有干扰甚至毁坏作用。
(3)静电最大的危害是静电火花点燃某些易燃物质而引起爆炸。
2.静电的防护
(1)抑制静电的产生。
(2)加速静电的泄漏。
(3)进行静电中和。
核心探究2
静电的防护
常用的防护措施有：①接地；②搭接；③屏蔽；④对几乎不能泄漏静电的绝缘体用抗静电剂以增大电导率，使静电易于泄漏；⑤采用喷雾、洒水等方法提高环境湿度，抑制静电的产生；⑥使用静电消除器，进行静电中和。
例 题 分 析
[例1] 如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内空气电离，电离出的电子在电场力的作用下运动，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电荷，因而煤粉被吸附到管壁上，排出的烟就清洁了，就此示意图，下列说法正确的是(　　)
A．N接电源的正极　　
B．M接电源的正极
C．电场强度EB＞EA
D．电场强度EB＜EA
答案：AC
[例2] 在下列措施中，哪些能将产生的静电尽快导走(　　)
A.飞机轮子上搭地线 B.印染车间保持湿度
C.复印图片 D.电工钳柄装有绝缘套
解析　飞机在飞行中与空气摩擦时，飞机外表面聚集了大量静电荷，降落时会对地面人员带来危害及火灾隐患。因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是在轮胎上安装地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电给车间带来火灾隐患，为防止火灾发生，其中安全措施之一就是车间保持湿度，从而通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片环节中，则需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是防止导电，保证电工的安全。
答案　AB
例3. 下列措施中，不属于防止静电危害的是(　　)
A．油罐车后有一条拖在地面上的铁链条
B．小汽车上有一根露在外面的小天线
C．在印染厂中保持适当的湿度
D．在地毯中夹杂不锈钢丝导电纤维
解析：油罐车后装一条拖在地面上的铁链条，可以及时导走油罐车上产生(摩擦等原因)的静电荷，避免电荷越积越多，从而产生高压放电，使油罐车起火爆炸，所以A项正确；在地毯中夹杂导电纤维，同样是为了导走摩擦产生的静电荷，而印染厂中保持适当湿度，是为了使静电荷及时散失，避免干扰印染的质量，所以C、D项正确；而在小汽车外露出一根小天线，是为了接收无线电信号，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，因静电屏蔽作用，无法收到无线电信号，因此，B项错；所以A、C、D项正确．
答案：B
课堂练习
1．下列说法错误的是(　　)
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墨粉带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到带异性电荷的白纸上
C．静电喷墨的原理是让油滴带上电荷，然后在电场力的作用下，奔向并吸附到吸引油滴的工件上
D．静电复印中的硒鼓上字迹的像，实际是曝光的地方
【解析】A、B、C均是利用静电，先让微粒带电，然后在电场力作用下奔向并吸附在异性电极上，都是正确的；静电复印中的字迹是光照射不到的地方，D错．
【答案】D
2.以下叙述中属于静电危害的是________；属于静电防止的是________，属于静电利用的是________。
A.在建筑物顶上安装避雷针
B.人在地毯上行走后，接触金属把手时有触电的感觉
C.油罐车上连接搭地铁链
D.静电植绒、静电复印
答案　B　AC　D
?
3.下列属于静电利用的做法是(　　)
A.水泥厂利用静电除去废气中的粉尘
B.印染厂中的空气需要一定的湿度
C.在制造轮胎的橡胶中添加导电材料
D.行驶的油罐车车尾带一条拖地的铁链
解析：水泥厂利用静电除去废气中的粉尘，这属于静电的利用，故A符合
题意；印染厂车间保持湿度，目的是防止在生产过程中产生的静电，是静
电的防护，故B不符合题意；在制造轮胎的橡胶中添加导电材料，是静电
的防护，故C不符合题意；油罐车在运输过程中会产生静电，若不及时导
走，易引起爆炸，通过车尾拖地的铁链导走静电，是静电的防止，故D不
符合题意。
答案　A
4.复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层
有机光导体OPC，(没有光照时OPC是绝缘体，受到光照时变成导体)而制
成的。复印机的基本工作过程是：(1)在暗处的有机光导体鼓和一个金属
丝电极之间加上高电压，金属丝附近空气发生电离，使转动鼓体均匀带
上正电荷；(2)文件反射的强光通过光学系统在鼓上成像，鼓上形成
“静电潜像”；(3)鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相反电荷的墨粉吸引
到鼓体带电部位；(4)鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸
引到复印纸上。以下说法正确的是 (　　)
A.步骤(1)中发生了静电感应现象
B.步骤(2)中发生了局部导电现象
C.步骤(3)中发生了静电平衡现象
D.步骤(4)中发生了静电屏蔽现象
4.解析　在暗处的有机光导体鼓和一个金属丝电极之间加上高电压，金属
丝附近空气发生电离，这是将空气电离的现象，A错误；文件反射的强光
使鼓体上部分OPC变成导体，将电荷导走，有字的部分则仍是绝缘体，保
留电荷，这是局部导电现象，B正确；鼓体转动经过墨粉盒，潜像将带相
反电荷的墨粉吸引到鼓体带电部位，这是异种电荷相互吸引现象，C错误；
鼓体继续转动经过复印纸，带电复印纸又将墨粉吸引到复印纸上，这是异
种电荷相互吸引现象，D错误。
答案　B
5．为了减少污染，工业废气需用静电除尘器除尘，某除尘装置如图所示，其收尘极为金属圆筒，电晕极位于圆筒中心．当两极接上高压电源时，电晕极附近会形成很强的电场使空气电离，废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积，以达到除尘目的．假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变，下列判断正确的是(　　)
A．金属圆筒内存在匀强电场
B．金属圆筒内越靠近收尘极电势越低
C．带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大
D．带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越小
【答案】D　
【解析】根据图象信息可知除尘器内电场在水平面上的分布类似于负点电荷电场，电场线方向由收尘极指向电晕极，故A错误；逆电场线方向，电势变高，故越靠近收尘极，电势越高，故B错误；尘埃带负电后受电场力作用向收尘极运动，电场力做正功，电势能越来越小，故C错误；离电晕极越远，场强越小，尘埃带电量不变，电场力越小，故D正确．