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(共31张PPT)
中物理
第九章 静电场及其应用
第4节 静电的防止与利用
（高二 上）
新教材人教版 物理（高中必修第三册）
课堂引入
自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？
课堂引入
静电有其有利的一面，也有有害的一面，做好静电的防止和利用就显得尤为重要。
E0
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1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。
2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中产生反方向电场强度Eˊ。
一、静电平衡
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E0
E'
E'
E'
E0
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E'
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3.感应电荷的电场增到与外电场相等时E'
=E0，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。
E0
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E=0
4.静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,叫静电平衡状态。
一、静电平衡
静电平衡的特点：
2.处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
3.导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。
一、静电平衡
1.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
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。
二、导体上电荷的分布
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。
实验演示1：法拉第圆筒（点击播放）
实验演示2：不规则带电体（点击播放）
均匀球形导体
二、导体上电荷的分布
枕形导体
静电平衡时导体上的电荷分布
三、尖端放电
▲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
强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。
三、尖端放电
▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离
▲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
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。
三、尖端放电
导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。
燃气灶的点火器
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导体尖端电荷密度大
尖端周围电场强
空气中残留带电粒子剧烈运动
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
尖端放电
三、尖端放电
应用1：避雷针
1.避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。
2.现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。
应用2：高压设备
三、尖端放电
应用 3：汽车接地放电
三、尖端放电
罩上金属网罩
导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
四、静电屏蔽
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属等。
四、静电屏蔽
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。
四、静电屏蔽
内屏蔽
外屏蔽
四、静电屏蔽
接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响
武当山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿，全部为铜铸鎏金。
雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。
四、静电屏蔽
点击图片播放视频
▲B附近的空气中气体分子被电离
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小油滴
小油滴
五、静电吸附
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小油滴
小油滴
▲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
静电吸附的原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
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五、静电吸附
应用2：静电喷漆
接负高压的涂料雾化器
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工件
▲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。
五、静电吸附
应用3：静电复印
▲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。
五、静电吸附
课堂小结
【典例1】（2020·湘南中学高二期中）避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（　　）
A．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层的电荷
B．避雷针与云层发生摩擦，带走了电荷
C．云层中的电荷被避雷针通过导线导入大地
D．以上都不对
随堂演练
典例分析
【正确答案】A
【典例2】（2020·桂林市临桂区五通中学高二期中）（多选）关于静电的利用和防范，以下说法中正确的是（　　）
A．静电复印是防范静电的
B．为了防止静电积聚，飞机起落架的轮胎必须用绝缘橡胶制成
C．油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上，可以避免产生电火花引起的爆炸
D．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上
随堂演练
典例分析
【正确答案】CD
【典例3】（2020·嘉兴市第五高级中学高二期中）如图所示，在“中国达人秀”舞台上，16岁的卢驭龙上演了这样一幕表演:他站在电压达几万伏的电极旁边，轻松地把玩着“闪电”，却安然无恙。据了解，他身上穿着一件特别的衣服叫“高压屏蔽服”,这种“高压屏蔽服”制成的材料可能是（ ）
A．玻璃 B．木屑
C．塑料片 D．金属丝
随堂演练
典例分析
【正确答案】D
【典例4】（多选）图为科技馆里一个趣味体验项目的照片和简化图，核心装置为一个金属球，在干燥的空气里，体验者双脚站在绝缘凳上，手（图中为右手）按在金属球上，并与周围其他物体保持远离。一条特殊传送带（图中未画出）给金属球不断地输送电荷，过一段时间后，体验者的头发便会四处散开，甚至倒立，十分有趣，在此状态下，下列分析正确的是（　　）
A．若用左手也去摸金属球，会被电击
B．若用左手与旁边的观众握手，会被电击
C．若将右手离开金属球，则头发会立刻恢复常态
D．若将右手离开金属球而且走下绝缘凳，头发会立刻恢复常态
随堂演练
典例分析
【正确答案】BD
【典例5】（2020·北京市育英学校高二期末）在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示（俯视图）。将锯条与起电机的负极相连，金属片与起电机的正极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。关于此实验下列说法正确的是（　　）
A．烟尘在向某极运动过程中一定做匀加速运动
B．烟尘被吸附的过程中一定做匀速运动
C．起电机工作后烟尘会带上负电向金属片运动，最终被金属片吸附
D．起电机工作后烟尘会带上正电向锯条运动，最终被锯条吸附
随堂演练
典例分析
【正确答案】C
【典例6】（2020·全国高二课时练习）如图所示是检验带电体A（上表面）、B（尖端）处带电情况的实验装置.则（ ）
A．带电体A处比B处电荷密集
B．带电体B处比A处电荷密集
C．验电器的C处做成球形是为了美观需要
D．验电器的C处做成球形是为了让更多电荷分布在C处
随堂演练
典例分析
【正确答案】B
【典例7】（2020·福建省南安市柳城中学高二期中）如图所示，将悬挂在细线上的带负电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内（不和球壁接触），另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则（ ）
A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向
B．A往左偏离竖直方向，B的位置不变
C．A的位置不变，B往左偏离竖直方向
D．A和B的位置不变
随堂演练
典例分析
【正确答案】C

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