9.4静电的防止与利用ppt课件（含视频）-（2019）新人教版高中物理必修第三册.rar

科学少年卢驭龙为什么卢驭龙在“闪电”下都没受到伤害呢？第4节静电的防止与利用第九章静电场及其应用 回顾：回顾：金属导体的微观结构有金属导体的微观结构有什么特点呢？什么特点呢？ 电子电子原子核原子核 由原子核和自由电子组成。由原子核和自由电子组成。 那么，若把金属导体放入电场中，那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？又将会出现什么现象呢？ -E金属导体放入电场中金属导体放入电场中金属导体内金属导体内自由电子自由电子在在电场力作用下将发生电场力作用下将发生定向移动定向移动。思考：思考：电场的最基本的性质是什么？电场的最基本的性质是什么？ 对放入其中的电荷有力的作用对放入其中的电荷有力的作用 -E在导体两端，积聚等量异种电荷，即静电感应现象。思考：自由电子会在什么地方积聚？ -E感应电荷在导体内部产生电场E，与原电场叠加，使导体内部的电场减弱。E思考：思考：电子的积聚会出现怎样的结果？ -E当E=E时，即导体内部合场强为零时，自由电子不再发生定向移动。E=E思考： 最终会出现怎样的现象？ EE内合=0由此得出，导体内自由电子不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。1.静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。2.静电平衡状态下导体的特点：内部电场强度处处为0。一、静电平衡思考：思考：为什么为什么场强为零？若不为零会出现何现象？场强为零？若不为零会出现何现象？ 如果场强不为零，那么自由电子要在电场力作用下定向移动，那就不是静电平衡状态了。静电平衡时导体上电荷的分布特点：结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。结论2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大。实验实验 演示1：法拉第圆筒（点击播放）实验实验 演示2：不规则带电体（点击播放）一、静电平衡p 实验观察：感应起电机的放电现象p 思考：为什么会产生放电现象呢？刚开始摇动手柄时，两个小球间没有放电火花。继续摇动手柄到一定程度时，两个小球间有放电火花产生。当金属小球电荷积累到一定程度时，才会发生放电现象。p 实验观察：感应起电机的放电现象p 问题：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？二、尖端放电阅读P19面尖端放电内容p 问题：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？1.空气的电离导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离二、尖端放电2.放电现象p 问题：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动电离产生的带电粒子与导体上的电荷中和二、尖端放电导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。+尖端周围电场很强3.尖端放电+-+-+-+-+-+-+-+-+二、尖端放电+-+-+-+-+-+-+-+-尖端周围电场很强空气电离尖端上的电荷被中和等效于尖端释放电荷二、尖端放电3.尖端放电二、尖端放电. . . 4.尖端放电的应用和防止：（1）应用：避雷针二、尖端放电. . . 4.尖端放电的应用和防止：（1）应用：避雷针二、尖端放电. . . 高中物理 | 静电现象的应用I I避雷针的原理避雷针的原理I I. . . + - - - - -尖端放电的应用：避雷针原理雷电也有益处雷电也有益处：闪电产生的高温促使空气中的氧和氮化合成氮氧化物，随雨水降至地面，成为天然的氮肥。闪电产生的臭氧留在大气层中，能保护地球上的生物免遭紫外线的伤害。. . . 汽车发动机的火花塞燃气灶的点火器电火花打点计时器4.尖端放电的应用和防止：（1）应用：二、尖端放电高压设备高压设备1.1.避免：避免：尖端放电会尖端放电会使高压设备上电能损失使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表，故高压设备导体的表面都是非常光滑。面都是非常光滑。2.2.现象：现象：夜间高压夜间高压线周围出现的绿色光线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，是一晕，俗称电晕，是一种微弱的尖端放电。种微弱的尖端放电。（2）防止：4.尖端放电的应用和防止：二、尖端放电p 问题与思考：什么保护了他们？超高压带电作业的工人在高压线上检修阅读P19面静电屏蔽内容+-+-三、静电屏蔽 同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。 ？做一做做一做做一做做一做 同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。 ？做一做做一做做一做做一做+-+-金属导体壳壁W空腔CE=0三、静电屏蔽1.静电屏蔽现象： 处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。 可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。三、静电屏蔽p 实验观察三、静电屏蔽p 实验现象 当用金属网罩把验电器罩起来时，验电器箔片始终闭合。这是为什么呢？思考思考思考思考三、静电屏蔽2.静电屏蔽的两种情况：（1）导体外部的电场影响不到导体内部（外屏蔽） 导体球壳内导体球壳内( (或金属或金属网罩网罩) )达到静电平衡后，达到静电平衡后，内内部场强处处为部场强处处为0 0，不受外部，不受外部电场的影响电场的影响，内部的仪器，内部的仪器不会受到外电场的影响。不会受到外电场的影响。罩上金属网罩罩上金属网罩三、静电屏蔽本质：是静电感应，导体外表面感应电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。2.静电屏蔽的两种情况：（1）导体外部的电场影响不到导体内部（外屏蔽）三、静电屏蔽(2)接地导体的内部电场影响不到导体外部（内屏蔽）2.静电屏蔽的两种情况：三、静电屏蔽如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷q。由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场线如图甲所示，当把导体壳接地后，q在壳内的电场对壳外空间就没有影响了。本质：仍然是静电感应，导体内表面感应电荷与壳内电场在导体壳表面以外空间叠加结果为零。3.3.应用：应用：（1 1）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面所包的一）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面所包的一层铅皮，可以防止外电场的干扰；层铅皮，可以防止外电场的干扰；三、静电屏蔽3.3.应用：应用：三、静电屏蔽（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。科学少年卢驭龙为什么卢驭龙在“闪电”下都没受到伤害呢？静电屏蔽（3 3）三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀）三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。3.3.应用：应用：三、静电屏蔽四、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。瓦斯爆炸想一想问题：生活中有哪些和静电有关的现象呢？ 人教版2019 必修 第三册在干燥干燥的天气里脱去化纤纤衣服时时，由于摩擦摩擦，身体上会积积累大量电电荷，这这是如果用手指靠近金属物品时时，会看到火花，听到噼啪噼啪 声。这这就是火花放电电。生活中的静电现象干燥冬天，用手接触金属时会有触电的针刺感静电火花引起汽油爆炸新闻资料生活中的静电现象人体静电除工作原因带上之外大多数都是由于摩擦或者天气干燥所形成的. 静电看不见又摸不着附着于物体表面在与其他物体互相作用时才会释放能量. 当感觉到电击时人身上的静电电压已超过2000伏；当看到放电火花时身 上的静电已经超过3000伏这时手指会有针刺般的痛感；当听到放电的“劈 啪”声音时身上的静电已高达70008000伏. 静电的危害生活中的静电现象自然界的雷电也是一种剧烈的放电现象想一想问题：根据以上分析，同学们想一想，我们如何避免产生静电火花呢？避免静电火花的危害油罐车的接地铁链加油站的静电释放器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 尘埃四、静电的危害与利用B附近的空气中气体分子被电离+-+-+小油滴小油滴2.静电的利用（1）静电除尘 四、静电的危害与利用电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电+-小油滴小油滴2.静电的利用（1）静电除尘 四、静电的危害与利用带负电的小油滴在静电力的作用下，向着正极A运动，最后被吸附到正极A上+-2.静电的利用（1）静电除尘 四、静电的危害与利用2.静电的利用（1）静电除尘 四、静电的危害与利用（2）静电喷漆接负高压的涂料雾化器-+工件用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，油漆微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷漆。2.静电的利用四、静电的危害与利用（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：2.静电的利用四、静电的危害与利用利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。2.静电的利用四、静电的危害与利用（3）静电复印 人教版2019 必修 第三册课课堂练习练习P23第6题题任何导体在静电场中都会处于静电平衡静电平衡避雷针高压设备尖端放电金属网罩同轴电缆静电屏蔽静电除尘静电复印静电吸附