中物理第九章

靜電場及其應用第4節(jié)

靜電的防止與利用稽中精品課堂（高二上）新教材人教版物理（高中必修第三冊）課堂引入

自然界到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運動等過程都可能產生靜電。在加油站給車加油前，為什么要觸摸一下靜電釋放器？課堂引入靜電有其有利的一面，也有有害的一面，做好靜電的防止和利用就顯得尤為重要。思考（1）電場的重要性質是什么？

（2）金屬導體的微觀結構如何？

（3）將金屬導體放入電場中，自由電子怎樣移動？（5）最終會出現怎樣的現象？

E（4）電子的積聚會出現怎樣的結果？E0---------1.導體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動。2.導體兩端出現感應電荷,感應電荷在導體中產生反方向電場強度Eˊ。一、靜電平衡--------E0E'E'E'E0---E'----3.感應電荷的電場增到與外電場相等時E'=E0，導體內合場強為零。自由電荷的定向移動停止。E0-------E=04.靜電平衡：導體中無電荷定向移動的狀態(tài),叫靜電平衡狀態(tài)。一、靜電平衡靜電平衡的特點：2.處于靜電平衡狀態(tài)下的導體，內部的場強處處為零。3.導體內部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。一、靜電平衡1.金屬導體建立靜電平衡的時間是非常短暫的。均勻球形導體二、導體上電荷的分布枕形導體靜電平衡時導體上的電荷分布三、尖端放電▲導體周圍的強電場使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運動▲帶電粒子與氣體分子碰撞使氣體分子中的正負電荷分離強電場使空氣分子中正負電荷分離的現象叫做空氣的電離。三、尖端放電▲新產生的帶電粒子在強電場的作用下使空氣進一步電離▲電離產生的帶電粒子在電場的作用下，向著與自己電荷符號相反的一端運動導體尖端的電荷密度很大，因此，使空氣分子電離的現象更容易發(fā)生在導體的尖端。三、尖端放電

導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，這相當于導體從尖端失去電荷。這種現象叫作尖端放電。燃氣灶的點火器-----------+++++++++導體尖端電荷密度大尖端周圍電場強空氣中殘留帶電粒子劇烈運動分子中正負電荷分開正負電荷奔向異種電荷相當于尖端失去電荷尖端放電三、尖端放電應用1：避雷針1.避免：尖端放電會使高壓設備上電能損失，故高壓設備導體的表面都是非常光滑。2.現象：夜間高壓線周圍出現的綠色光暈，俗稱電暈，這是一種微弱的尖端放電現象。應用2：高壓設備三、尖端放電應用3：汽車接地放電三、尖端放電罩上金屬網罩

導體球殼內(或金屬網罩)達到靜電平衡后，內部場強處處為0，不受外部電場的影響，內部的儀器不會受到外電場的影響，這種現象叫做靜電屏蔽。四、靜電屏蔽電子儀器外套金屬網罩；通訊電纜外包一層金屬等。四、靜電屏蔽

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。四、靜電屏蔽內屏蔽外屏蔽四、靜電屏蔽接地的封閉導體殼，內部電場對外部沒有影響

武當山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立著一座光耀百里的金殿，全部為銅鑄鎏金。

雷雨交加時，金殿的屋頂常會出現盆大的火球，來回滾動。雨過天晴時，大殿金光燦燦，像被重新煉洗過一般，這就是人們所說的“雷火煉殿”奇觀。四、靜電屏蔽點擊圖片播放視頻▲B附近的空氣中氣體分子被電離++--+--+小油滴小油滴五、靜電吸附++++----小油滴小油滴▲電子在向著正極A運動的過程中，遇到油煙中的小油滴，會使油滴帶負電靜電吸附的原理：帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運動，最后被吸附在電極上。++++----五、靜電吸附應用2：靜電噴漆接負高壓的涂料霧化器-----------------++++工件▲接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。五、靜電吸附應用3：靜電復印▲利用有機光導體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉印到紙上。五、靜電吸附靜電平衡任何導體在靜電場中都會處于靜電平衡尖端放電避雷針高壓設備靜電屏蔽金屬網罩同軸電纜靜電吸附靜電除塵靜電復印課堂小結【典例1】（2020·湘南中學高二期中）避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是（）A．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層的電荷B．避雷針與云層發(fā)生摩擦，帶走了電荷C．云層中的電荷被避雷針通過導線導入大地D．以上都不對隨堂演練典例分析【正確答案】A【典例5】（2020·北京市育英學校高二期末）在一次科學晚會上，一位老師表演了一個“魔術”：如圖所示，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，瓶內的金屬片和鋸條的情況如圖所示（俯視圖）。將鋸條與起電機的負極相連，金屬片與起電機的正極相連。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。關于此實驗下列說法正確的是（）A．煙塵在向某極運動過程中一定做勻加速運動B．煙塵被吸附的過程中一定做勻速運動C．起電機工作后煙塵會帶上負電向金屬片運動，最終被金屬片吸附D．起電機工作后煙塵會帶上正電向鋸條運動，最終被鋸條吸附隨堂演練典例分析【正確答案】C【典例6】（2020·全國高二課時練習）如圖所示是檢驗帶電體A（上表面）、B（尖端）處帶電情況的實驗裝置.則（）A．帶電體A處比B處電荷密集B．帶電體B處比A處電荷密集C．驗電器的C處做成球形是為了美觀需要D．驗電器的C處做成球形是為了讓更多電荷分布在C處隨堂演練典例分析【正確答案】B【典例7】（2020·福建省南安市柳城中學高二期中）如圖所示，將懸掛在細線上的帶負電的小球A放在不帶電的金屬空