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(共44张PPT)
第九章静电场及其应用
9.4 静电的防止与利用
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？
静电有其有利的一面，也有有害的一面。为做好静电的防止和利用，我们需要先学习静电平衡。
导入
静电平衡
01
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。
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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。
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。
1.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
静电平衡的特点
那么，处于静电平衡状态下的导体中的电荷又是怎样分布的呢？
导体上电荷的分布
02
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
枕形导体
静电平衡时导体上的电荷分布
原来，导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。这种特点可以加以应用吗？
尖端放电
03
▲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。
▲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。
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
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
应用 3：汽车接地放电
问题与思考
处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。如果放入静电场的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？
静电屏蔽
04
静电屏蔽
PART 04
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。
内屏蔽
外屏蔽
接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响
内屏蔽与外屏蔽
静电吸附
05
▲B附近的空气中气体分子被电离
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小油滴
小油滴
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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
静电除尘
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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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。
静电喷漆
▲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。
静电复印
课堂总结
典例分析
06
1．关于静电及其应用，下列说法正确的是（　　）
A．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0
B．处于静电平衡状态的导体，其表面没有电荷
C．避雷针就是利用静电屏蔽实现了避免建筑物遭到雷击
D．超高压带电作业的工作服要用包含金属丝的织物制成，这是利用了尖端放
电保证安全
A
2．口罩可预防经空气、飞沫传播的疾病，其中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　）
A．静电屏蔽 B．静电吸附 C．静电平衡 D．尖端放电
B
3．如图所示为各种电场电场线的分布图，场中的长方体均为导体，其中正确的有（ ）
A． B．
C． D．
【详解】A．导体在电场中会产生静电感应，静电平衡时整个导体是一个等势体，表面是一个等势面，而电场线与等势面垂直，即与导体表面垂直，故A错误。
B．静电平衡时导体内部场强处处为零，即金属盒内部场强为零，不存在电场，不能画电场线，故B错误。
C．匀强电场的电场线分布应平行等间距的，故C错误。
D．电场线从正电荷出发终止于负电荷或无穷远，故D正确。
4．如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入空腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的大小关系是（　　）
A．EA>EB=EC B．EA>EB>EC C．EA=EB=EC D．EA=EB>EC
【详解】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图
根据电场线越密，场强越大。由于A处电场线较密，B处电场线较疏，C处场强为零，则
5．下列关于教科书上的四副插图，说法正确的是（　　）
A．图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上
B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电
C．图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附
D．图丁的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了电磁感应原理
A．根据图甲可知，极板A与电源正极连接，极板A带正电，带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用，即带负电的尘埃被收集在极板A上，A错误；
B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人手上的静电，B错误；
C．图丙中摇动起电机，电极之间形成强电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒向正极移动，其工作原理为静电吸附，C正确；
D．图丁的燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，D错误。
故选C。
6．如图所示，带电金属球靠近验电器。下列关于验电器的箔片的说法正确的是（　　）
A．若不放金属网罩，则箔片张开
B．若放金属网罩，则箔片张开
C．无论放不放金属网罩，箔片都不张开
D．只要带电金属球电荷量足够大，无论放不放金属网罩，箔片都会张开
A
【详解】加金属网罩可避免电器设备受到外界电场的影响，所以验电器的箔片不张开；若没有金属网罩，则验电器小球和连杆及金属箔片产生静电感应现象，箔片端感应出电荷而张开，故A正确，BCD错误。
检 测
06
1．关于静电的防止和应用的事例中，不正确的是（　　）
A．静电除尘器是利用静电把灰尘吸附在电极上的装置
B．地毯编织时，在地毯中夹进一些导电纤维，防止静电积累
C．飞机飞行时与空气摩擦，机身会带静电，着陆时导电橡胶轮胎会把静电导走
D．油罐车在运输过程中会带静电，为避免电荷越积越多，油罐车应与地面绝缘
D
2．请用学过的电学知识判断下列说法不正确的是（　　）
A．高压输电导线表面要很光滑，以避免因尖端放电而损失电能
B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地或将大地的负电荷与其中和
C．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属
D．雷雨天，武夷山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽的原因
D
3．如图所示，当我们使用有线话筒扩音时，有些由于周围环境中产生的电信号会通过话筒线混入功率放大器中进行放大，影响扩音的效果。因此，很多优质的话筒线在构造上都采取了防备措施。其原理与以下应用相同的是（　　）
A．在燃气灶中的电子点火器
B．野外高压输电线上方安装两条与大地相连的导线
C．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
D．汽车喷漆中常采用让油漆微粒与待喷工件分别带异种电荷实现均匀喷涂
根据题意可知，优质的话筒线的原理是静电屏蔽A．在燃气灶中的电子点火器原理是尖端放电，故A错误；B．高压输电线的上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故B正确；C．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原理是静电除尘，属于静电的利用，故C错误；D．汽车喷漆中常采用让油漆微粒与待喷工件分别带异种电荷实现均匀喷涂，是静电喷漆，属于静电的利用，故D错误。
B
4．如图所示，绝缘金属球壳的空腔内、外各有一小球B和A，球壳接地。下列说法正确的是（　　）
A．若A球带电，则球壳内的B球处的电场强度为零
B．若B球带电，则A球处的电场强度不为零
C．若A球和B球均带电，则彼此也不会相互影响
D．若A球和B球均带电，则由于球壳接地，A球对B球没有影响，但B球对A球有影响
AC
A．若A球带电，则B球相当于放置在金属球壳内，B球处的电场强度为零，故A正确；
B．若B球带电，则A球相当于放置在金属球壳和大地构成的导体球壳内，A球处的电场强度也为零，故B错误；
CD．由于静电屏蔽，A、B两球彼此不会相互影响，故C正确，D错误。
5．在如图所示的实验中，验电器的金属箔片能张开吗？为什么？
A中不会张开，金属网可以屏蔽外电场；
B中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响；
C中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响。

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