新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件.ppt

1、静电的防止与利用新知导入新知导入在我们身边到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。静电与我们的生活密不可分。如图，复印机可以应用静电吸附作用复印资料新知导入新知导入思考：如图，是加油站里常见的“静电释放器”，你知道司机或工人提加油枪前为什么必须用手要触摸一下静电释放器吗？“静电释放器”可以把人体、金属、大地形成通路，将人体静电传入大地，这样就可以清除身体上的静电，防止发生火灾。今天我们就来学习静电的防止与利用。新知讲解新知讲解一、静电平衡1.静电感应思考讨论：把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为 E0 的电场中，导体上会出现怎样的现象？新知讲解新知讲解金属导体中自由

2、电子受到电场的电场力作用后向左移动，由于静电感应，在导体 AB 侧的平面上将感应出负电荷，在 CD 侧的平面上将感应出正电荷。新知讲解新知讲解2.静电平衡-+-+-+（1）导体两侧出现的正、负感应电荷，感应电荷在导体内部产生与电场强度E0 方向相反的电场，其电场强度为 E。新知讲解新知讲解（2）感应电荷的电场和外电场叠加，使导体内部的电场减弱。在叠加后的电场作用下，仍有自由电子不断运动，直到导体内部各点的电场强度E0 为止，导体内的自由电子不再发生定向移动。这时我们说，导体达到静电平衡。-+-+-+-+-+静电平衡新知讲解新知讲解3.静电平衡状态下导体的电场（1）静电平衡状态。发生静电感应的导

3、体，导体中（包括导体表面）自由电子不再发生定向移动，我们就认为这时导体达到了静电平衡状态。（2）静电平衡状态下导体的特点处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。表面处的电场强度不为零，表面处的电场强方向跟导体表面垂直。新知讲解新知讲解思考讨论：处于静电平衡状态下的导体，表面处的电场强方向为什么跟导体表面垂直?参考答案：若场强方向跟该点的表面若不垂直，则沿该点的表面就有一场强分量，电荷在这一场强分量作用下就会发生运动，就不会处于静电平衡状态了。新知讲解新知讲解二、尖端放电1.静电平衡时导体上电荷的分布的特点（1）静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。（2）在导体外表面，

4、越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越大。2.尖端放电（1）空气的电离：使空气分子中的正负电荷分离，这个现象叫作空气的电离。新知讲解新知讲解（2）尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。新知讲解新知讲解尖端放电新知讲解新知讲解（3）应用与防止应用：将尖锐的金属棒安装在建

5、筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触，就成为避雷针。新知讲解新知讲解防止：高压设备中导体的表面应该尽量光滑，避免尖端放电导致高压设备上电能的损失。夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。新知讲解新知讲解三、静电屏蔽1.静电屏蔽导体达到静电平衡时，内部场强处处为0，若是带空腔的导体，导体壳内空腔里的电场强度也处处为0，无论导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。电笼中的小鸟视频新知讲解新知讲解2.静电屏蔽有两种情况:(1)第一种情况，导体内空腔不受外界电场的影响，如图所示。因场源电荷产生的电场强度与导体

6、球壳表面的感应电荷在空腔内的电场强度矢量和为零，表现为导体内空腔不受外部电场的影响，起到了屏蔽外部电场的作用。导体腔内的电场为 0新知讲解新知讲解(2)第二种情况接地空腔导体内部电场强度不影响外部空间，如图所示。当空腔导体接地时，地球与导体形成同一个导体，空腔内壁是场源电荷的近端，感应异种电荷，地球是远端，感应同种电荷，空腔导体的外表面没有感应电荷，可理解为内部电场对空腔外不产生影响，对内部的电场起到了屏蔽作用。新知讲解新知讲解原因：当带正电的金属球靠近验电器时由于静电感应，自由电子将向金属球移动使得金属球带负电，箔片由于缺少电子带正电。所以箔片会张开。演示 静电屏蔽（1）使带电的金属球靠近验

7、电器，但不接触，箔片是否张开？解释看到的现象。现象：箔片会张开。新知讲解新知讲解（2）用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，观察箔片是否张开。这个现象说明什么？现象：箔片不会张开原因：用金属网把验电器罩起来，导体的外壳对它的内部起到“保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，内部电场强度处处为零电荷只分布在导体的外表面上，所以验电器的箔片不张开，我们把这种现象称之为静电屏蔽。新知讲解新知讲解静电屏蔽视频新知讲解新知讲解3.静电屏蔽的应用（1）野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，使其免遭雷击

8、。高压线屏蔽新知讲解新知讲解（2）超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的，形成一个金属“网”，内场强保持为0，高压外电场不会对内部的工人产生影响。新知讲解新知讲解四、静电的危害与利用1.静电的危害静电的危害可能随时发生。医院手术台上，静电火花有可能引起麻醉剂爆炸；煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸因此，静电的危害必须引起人们的警惕。瓦斯爆炸新知讲解新知讲解科学漫步 雷火炼殿湖北的武当山古建筑群是世界文化遗产之一，在武当山主峰天柱峰上有一座金殿，是我国现存最大的铜铸鎏金大殿。这座金殿最为奇特的是，每逢电闪雷鸣的时候，火球会在金殿周围滚动，但霹雳却击不毁金殿；新知讲解新知讲解雨过

9、天晴后，大殿光彩夺目，像被洗过一样，这就是“雷火炼殿”奇观。后来，因金殿周围的一些建筑物常被雷击，金殿也安装了避雷设施。此后，雷火炼殿奇观消失，没有水火的洗炼，金殿的色泽也黯淡了许多。“雷火炼殿”说明，球状物体可以积累电荷，产生火花放电。新知讲解新知讲解2.静电的利用（1）静电除尘 设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。静电除尘原理 尘埃新知讲解新知讲解原理：静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，电场强度越大。B附近的空气中的气体分子更容易被电离，成为正离子和

10、电子。正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子。电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电。粉尘被吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。新知讲解新知讲解（2）静电喷漆接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。静电喷漆新知讲解新知讲解（3）静电复印 复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体。没有光照时，OPC 是绝缘体，受到光照时变成导体。静电复印的工作流程如下：充电 曝光 显影 转印 放电课堂练习课堂练习1.下列做法中，属于预防静电

11、危害的是（）A静电喷漆 B在烟道的中央装有静电除尘器 C电视机上装有一条户外天线 D运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖一条铁链在地上 D课堂练习课堂练习2.有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是（）A B C DA新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件课堂练习课堂练习3.一个带电的金属球，当它带的电量减少后，其内部的场强将（）A一定增强 B一定减弱 C可能增强可能

12、减弱 D不变 D新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件课堂练习课堂练习4.下列说法正确的是（）A处于静电平衡的导体，内部的电场强度和电势均为零 B元电荷是电子和质子的统称 C用静电喷漆的方法给汽车喷涂油漆，既省漆又均匀D避雷针避雷是利用尖端放电中和空气中的异种电荷 CD新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件拓展提高拓展提高筒的外壁接触、再与验电器的小球接触，验电器的箔片会_；让系统回到初始状态，用小球先与圆筒的内壁接触、再与验电器小球接触，验电器的箔片将会_（以上两空均选填“张开

13、”或“不张开”）。张开不张开1.如图所示，一个带电的金属圆筒（法拉第圆筒）和一个验电器相距较远地方放置。现用一个（不带电的）带绝缘手柄的金属小球先与圆新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件拓展提高拓展提高2.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况 ()B新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件拓展提高拓展提高3.如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带-Q电荷，N不带电（M、N相距很远，互不影响），旁边各放一个不带电的金属球P和R

14、，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时（）AP、R上均出现感应电荷 BP上没有，而R上有感应电荷 CP上有，而R上没有感应电荷 DP、R上均没有感应电荷 PRMNB新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件课堂总结课堂总结1.静电平衡状态下导体的特点处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。表面处的电场强度不为零，表面处的电场强方向跟导体表面垂直。2.静电平衡时导体上电荷的分布的特点（1）静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。（2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越

15、大。新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件课堂总结课堂总结3.尖端放电4.静电屏蔽有两种情况:(1)第一种情况，导体内空腔不受外界电场的影响。(2)第二种情况接地空腔导体内部电场强度不影响外部空间。5.静电的利用（1）静电除尘（2）静电喷漆（3）静电复印新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件板书设计板书设计一、静电平衡1.放入电场中的导体，最终会达到没有电荷定向移动的状态，这种状态叫静电平衡状态。2.静电平衡状态下导体的特点处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。表面处的电

16、场强度不为零，表面处的电场强方向跟导体表面垂直。二、尖端放电1.静电平衡时导体上电荷的分布的特点。新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件板书设计板书设计（1）静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。（2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越大。2.尖端放电三、静电屏蔽静电屏蔽有两种情况:(1)第一种情况，导体内空腔不受外界电场的影响。(2)第二种情况接地空腔导体内部电场强度不影响外部空间。四、静电的危害与利用新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件新人教版高中物理必修第章静电的防止与利用上课课件