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1、第第4 4节节 静电静电的防止与利用的防止与利用第九章第九章静电场及其应用静电场及其应用学习目标1.1.理解理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部内部电场强度电场强度处处为处处为0 0。2.2.了解了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的静电的防止的原理防止的原理。3.3.知道知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等除尘等技术中的技术中的应用应用。4.4.关注关注生活、生产中的静电生活、生产中的静电 现象，体会物理学与生产和生现象，体会物理学与生产和生活的紧密联系。活的紧密
2、联系。新 课 引 入 自然界自然界到处有静电。生产中的搅拌、到处有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。衣、运动等过程都可能产生静电。在在加油站加油前，为什么必须用手加油站加油前，为什么必须用手要触摸一下静电释放器？要触摸一下静电释放器？新 课 教 学1.1.金属金属导体的微观结构如何？导体的微观结构如何？2.2.金属导体中金属导体中的的自由电子自由电子怎样移动？怎样移动？3.3.自由电子自由电子会在什么地方积聚？会在什么地方积聚？4.4.积聚的电荷会不会产生电场？积聚的电荷会不会产生电场？5.5.最终最终会出现怎
3、样的现象会出现怎样的现象？如图，把如图，把不带电的金属不带电的金属导体放导体放到电场强度为到电场强度为E E0 0的电场的电场中，中，请思考以下问题：请思考以下问题：E E0 0-+-E E0 0-+新 课 教 学一、静电平衡 发生发生静电感应的导体，当感应电荷产生的静电感应的导体，当感应电荷产生的感应电场感应电场E E 和和原原电场电场E E在导体内叠加为零，即在导体内叠加为零，即E E=E=E时，时，自由电子停止定向移动自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫这时导体所处的状态叫静电平衡状态静电平衡状态。处于处于静电平衡状态的导体，静电平衡状态的导体，内部场强处处为零内部场强处处为零。新
4、 课 教 学思考思考1 1：静电平衡：静电平衡时导体上时导体上电荷分布有什么特点电荷分布有什么特点？导体导体内部没有内部没有净电荷净电荷，电荷只分布在导体的，电荷只分布在导体的外表面外表面。新 课 教 学思考思考2 2：静电平衡：静电平衡时时导体外表面电荷分布有什么特点？导体外表面电荷分布有什么特点？在导体表面，越在导体表面，越尖锐尖锐的位置，电荷的的位置，电荷的密度密度（单位面积的电荷量）越（单位面积的电荷量）越大大。+例1.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态.下列说法正确的是（）A.导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度B.感应电荷在A
5、、B两点产生的附加电场强度EAEBC.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EAEBD.当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动典 例 精 析典 例 精 析例2.一个带绝缘底座的空心金属球A带有4108 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2108 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为（）A.QA1108 CQB1108 CB.QA2108 CQB0C.QA0QB2108 CD.QA4108 CQB2108 C新 课 教 学 导体导体尖端尖端电荷电荷密度密度很很大大，电场很强，带电粒子在强电场的作，电场很强，带电粒子在强电场的作用下剧烈运动撞击
6、空气分子，从而使分子的用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负正负电荷分离电荷分离，这种，这种现象叫做现象叫做电离电离的的新 课 教 学 中性中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而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。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
7、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失去电荷。电荷。这种现象叫作尖端放电。这种现象叫作尖端放电。一、尖端放电新 课 教 学应用与防止：应用与防止：（1 1）避避雷雷针针是是利利用用尖尖端端放放电电避避免免雷雷击击的的一一种种设设施施，通通过过避避雷雷针针尖尖端放电，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击端放电，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击。新 课 教 学应用与防止：应用与防止：（2 2）电子）电子点火器。点火器。新 课 教 学应用与防止：应用与防止：（3 3）尖尖端端放放电电会会导导致致高高压压设设备备上上电电能能的的损损失失，所所以以高高压压设设备备的的导导体体表表面面
8、应应尽尽可可能能光光滑滑。夜夜间间高高压压线线周周围围有有时时会会出出现现一一层层绿绿色色光光晕晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。新 课 教 学无论无论导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场。新 课 教 学三、静电屏蔽 把把一个电学仪器放在封闭的一个电学仪器放在封闭的金属壳金属壳里里,即使壳外有电场即使壳外有电场,由由于于壳内电场强度壳内电场强度保持为保持为0 0,外电场对壳内的仪器不会产生影响。外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫做金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。静电屏蔽。说明：说明：(1)(
9、1)接地的空腔导体接地的空腔导体：腔外电场对腔内空间不腔外电场对腔内空间不产生影响产生影响，腔内电场对腔外空间也不产生影腔内电场对腔外空间也不产生影响响，即即内外互不影响内外互不影响(2)(2)不接地空不接地空腔导体腔导体：腔外电场对腔内空间不腔外电场对腔内空间不产生影响产生影响，腔内电场对腔外空间产生影响腔内电场对腔外空间产生影响。新 课 教 学静电屏蔽的应用：静电屏蔽的应用：1.1.精密精密电学仪器或电子设备外面套有金属电学仪器或电子设备外面套有金属罩罩新 课 教 学静电屏蔽静电屏蔽的的应用：应用：2 2.通讯通讯电缆外包一层铅皮等电缆外包一层铅皮等。新 课 教 学静电屏蔽静电屏蔽的的应用
10、：应用：3.3.电力电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。新 课 教 学静电屏蔽静电屏蔽的的应用：应用：4.4.三三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀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。典 例 精 析例3.如图所示，放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（）A.金属罩B的
11、内表面带正电荷B.金属罩B的右侧外表面带正电荷C.验电器C的金属箔片将张开D.金属罩B左、右两侧电荷电性相同新 课 教 学 在在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。最后会被吸附在电极上。三、静电吸附（1 1）静电除尘）静电除尘 设法设法使空气中的尘埃带电，在使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。收集起来，这就是静电除尘。新 课 教 学三、静电吸附B附近的空气中附近的空气中气体分子被电离气体分子被电离+-+-+小油滴小油滴小油滴小油滴+-小油滴小
12、油滴小油滴小油滴+-电电子子在在向向着着正正极极A运运动动的的过过程程中中，遇遇到到油油烟烟中中的的小油滴，会使油滴带小油滴，会使油滴带负电负电带带负负电电的的小小油油滴滴在在静静电电力力的的作作用用下下，向向正正极极A运运动动，最后最后被吸附在正极被吸附在正极A上上新 课 教 学（2 2）静电喷漆）静电喷漆 接接负高压的涂料雾化器喷出的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，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，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。作。新 课 教 学（3 3）静电复印）静电复
13、印 复印机复印机的核心部件是有机的核心部件是有机光导体鼓，光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体体(OPC)(OPC)。没有光照时，。没有光照时，OPCOPC是绝缘体，是绝缘体，受到光照时变成受到光照时变成导体，让导体，让电荷排列组合电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。典 例 精 析导学探究 例4.(多选)如图所示为静电除尘示意图，在M、N两点间加高压电源时，金属管内的空气电离，电离出的电子在静电力的作用下运动，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EBEA D.电场强度EBEA小 结任何导体在任何导体在静电场中都静电场中都会处于静电会处于静电平衡平衡静电平衡避雷针避雷针高压设备高压设备尖端放电金属网罩金属网罩同轴电缆同轴电缆静电屏蔽静静电除尘电除尘静电复印静电复印静电吸附谢谢观谢谢观看！看！