第第頁物理人教版（2023）必修第三冊9.4靜電的防止及應(yīng)用（共33張ppt）(共33張PPT)

9.4靜電的防止與應(yīng)用

人教版（2023）高中物理（必修第三冊）

第九章靜電場及其應(yīng)用

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課堂導(dǎo)入

知識回顧

靜電感應(yīng)

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A

B

C

把金屬導(dǎo)體放在外部電場中，導(dǎo)體內(nèi)自由電荷重新分布的現(xiàn)象。

第3頁

知識講解

思考：不受外界影響時，導(dǎo)體中大量的自由電子做無規(guī)則的運動。若將導(dǎo)體放入電場強度為E0的電場中，自由電子怎樣運動？

第4頁

知識講解

E0

E′

E合=0

E′=E0

金屬導(dǎo)體放在勻強電場中

問題2：導(dǎo)體內(nèi)部自由電子會源源不斷向外表面運動嗎？

問題1：自由電子會運動嗎？

1.概念：

導(dǎo)體內(nèi)無電荷定向移動的狀態(tài)；

2.靜電平衡特點：

①導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零

②電荷分布在導(dǎo)體表面。

一、靜電平衡的特點

③導(dǎo)體表面附近電場強度方向與表面垂直。

第5頁

知識講解

3、靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布特點：

結(jié)論1：導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。

結(jié)論2：在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大。

實驗演示1：法拉第圓筒

實驗演示2：不規(guī)則帶電體

一、靜電平衡

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知識講解

3、靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布特點：

靜電平衡時，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷，凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。

處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，周圍的場強也越大;凹陷的位置幾乎沒有電荷。

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知識講解

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尖端周圍電場很強

空氣電離

尖端上的電荷被中和

等效于

尖端釋放電荷

空氣的電離：強電場使空氣分子中正負電荷分離的現(xiàn)象叫做空氣的電離。

尖端放電：導(dǎo)體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象．

閱讀課本P19頁內(nèi)容

第8頁

知識講解

I

避雷針的原理

I

第9頁

知識講解

尖端放電的應(yīng)用：避雷針

第10頁

知識講解

尖端放電的應(yīng)用：打火裝置

燃氣灶點火裝置

第11頁

知識講解

尖端放電會導(dǎo)致高壓設(shè)備上電能的損失，所以高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)該盡量光滑。夜間高壓線周圍有時會出現(xiàn)一層綠色光暈，伴隨嘶嘶聲，這種現(xiàn)象俗稱電暈，這是一種微弱的放電現(xiàn)象。

尖端放電的防止：一般高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面應(yīng)該盡量光滑，

減少電能的損失

第12頁

知識講解

處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，電荷只分布在外表面，內(nèi)部的場強處處為零。

將此導(dǎo)體挖成中空

中空部分的場強也處處為零，放在中空部分的物體不受電場的影響。

靜電屏蔽現(xiàn)象

第13頁

知識講解

第14頁

知識講解

法拉第籠

第15頁

知識講解

3．靜電屏蔽的兩種情況

(1)屏蔽外電場：導(dǎo)體外部的電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部

①現(xiàn)象：由于靜電感應(yīng)，驗電器箔片張開。將驗電器放入導(dǎo)體網(wǎng)罩內(nèi)部后驗電器

箔片不張開，即外部電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部。

②本質(zhì)：是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體外表面感應(yīng)電荷與外電場在導(dǎo)體內(nèi)部任一點的場強的

疊加結(jié)果為零。

第16頁

知識講解

靜電屏蔽的另一種形式

金屬罩接地后，地上的自由電子，沿導(dǎo)線向上移動，把金屬罩外部的正電荷中和，結(jié)果，小球的電場被控制在金屬罩的內(nèi)部，外部不再受影響。

第17頁

知識講解

靜電屏蔽的特技表演

第18頁

知識講解

②電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。

4．應(yīng)用：

①精密電學(xué)儀器或電子設(shè)備外面套有金屬罩

第19頁

知識講解

超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。

第20頁

知識講解

三條輸電線上方還有兩根導(dǎo)線與大地相連，形成一個稀疏金屬“網(wǎng)”，將高壓線屏蔽起來。

第21頁

知識講解

防輻射孕婦服

機械表的金屬外殼

數(shù)據(jù)線的金屬包線

靜

電

屏

蔽

應(yīng)

用

第22頁

知識講解

靜電的危害可能隨時發(fā)生。醫(yī)院手術(shù)臺上，靜電火花有可能引起麻醉劑爆炸；

煤礦里，靜電火花會引起瓦斯爆炸……

因此，靜電的危害必須引起人們的警惕。

瓦

斯

爆

炸

在干燥的天氣里脫去化纖衣服時，由于摩擦，身體上會積累大量電荷，這是如果用手指靠近金屬物品時，會看到火花，聽到噼啪聲。這就是火花放電。

靜電的危害

第23頁

知識講解

避免靜電火花的危害

▲油罐車的接地鐵鏈

▲加油站的靜電釋放器

第24頁

知識講解

八、靜電的應(yīng)用——靜電吸附

1、靜電除塵：

2、靜電噴漆：

氣體電離

→粉塵電荷

→移向電極

→粉塵搜集

原理：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作

●應(yīng)用：

讓帶電微粒在電場力作用下，奔向并吸附在電極上。

第25頁

知識講解

2.應(yīng)用：

(3)靜電復(fù)印

利用有機光導(dǎo)體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應(yīng)的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉(zhuǎn)印到紙上。

第26頁

知識講解

1.關(guān)于靜電平衡狀態(tài)，正確的表述是:

A.只有靜電感應(yīng)的導(dǎo)體,才有靜電平衡狀態(tài).

B.絕緣體也有靜電平衡狀態(tài)。

C.不論導(dǎo)體是否帶有電荷,只要電荷不再

定向移動,這種狀態(tài)就是靜電平衡狀態(tài)。

D.導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)時內(nèi)部場強為0。

CD

第27頁

知識講解

C

2.當(dāng)導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)時，其場強的特征是：()

A.外電場E0消失。

B.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E'為零。

C.導(dǎo)體內(nèi)部合場強E內(nèi)=E0+E'=0。

D.導(dǎo)體表面和內(nèi)部場強均為零。

第28頁

知識講解

3.在孤立點電荷+Q的電場中，金屬園盤處于靜電平衡狀態(tài)：

1.盤內(nèi)M點與O點場強關(guān)系？

2.盤上感應(yīng)電荷在O點處場強大小和方向？

+Q

O

M

L

E外

E感

（EM=EO=0）

（E感=E外=KQ/L2，水平向右）

第29頁

知識講解

4.在下列實驗中，驗電器的金屬箔會張開的是

（）

B

第30頁

知識講解

5.如圖,B是帶有絕緣支架的空腔帶電金屬

球殼,A是驗電器,A、B相距較遠,導(dǎo)線C的一端

接驗電器的金屬球,下列現(xiàn)象正確的是()

A.將C的另一端與B的外殼接

觸,驗電器的金箔張開

B.將C的另一端與B的內(nèi)表面

接觸,驗電器的金箔張開

C.將C的另一端與B的外殼接

觸,驗電器的金箔不張開

D.將C的另一端與B的內(nèi)表面

接觸,驗電器的金箔不張開

A

B

C

AB

第31頁

知識講解

6.如圖所示,在孤立點電荷+Q的電場中,金屬圓盤A處于靜電平衡狀態(tài).若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面內(nèi),試在圓盤A內(nèi)做出由盤上感應(yīng)電荷形成的附加電場的三條電場線(用實線表示,要求嚴格做圖).

+Q

A

+Q

A

第32頁

知識講解

7．在一次科學(xué)晚會上，一位老師表演了一個“魔術(shù)”：如圖，一個沒有底的空塑料瓶上固定著一根鐵鋸條和一塊易拉罐（金屬）片，把它們分別跟靜電起電機的兩極相連。在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看見整個透明塑料瓶里煙霧繚繞。當(dāng)把起電機一搖，頓時塑料瓶清澈透明，停止搖動，又是煙霧繚繞。

起電機搖動時，