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9.4 静电的防止与利用
第九章 静电场及其应用
自然界到处都有静电。生活中的搅拌、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。
静电一定是不好的吗，时时都需要避免吗？
静电的防止与利用
一、静电感应
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A
B
C
静电感应：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷。
E0
E0
现将一金属导体
放入电场中
一、静电平衡
已知空间内分布一电场
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的附加场.





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静电平衡
③感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止 。
④静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态，就叫静电平衡状态.






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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
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.处于静电平衡状态的导体，在导体的外表面越尖锐的位置，电荷的密度越大（即单位面积电荷量多），周围的场强越大。
当堂训练
长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？方向如何？
R
L
O
+q
达到静电平衡后导体内部场强处处为0
E感方向与E源方向相反，即指向点电荷+q.
同题练习---复习与提高B组第4题
在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高压电，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形。这是为什么？与此相反验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？
思考
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。
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。
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
生活应用：避雷针、高压放电、汽车接地放电
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。如果放入静电场中的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？
思考
静电屏蔽
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。
静电屏蔽
静电屏蔽
(1) 空腔导体的特点
　 空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，空腔内不受外电场的影响。
(2) 静电屏蔽
　 导体壳（金属网罩）能保护它所包围的区域，使这个区域不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。
静电屏蔽应用
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属等。
静电屏蔽应用
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。
当堂训练
超高压输电线周围存在很强的电场，带电作业的工人穿戴的工作服为什么要用包含金属丝的织物组成？
因为超高压输电线周围存在很强的电场，带电作业的工人直接进入这样的强电场会有生命危险。如果工人穿上包含金属丝的织物组成的工作服，这身衣服就像一个金属网罩，可以起到静电屏蔽的作用，使超高压电线周围的电场被工作服屏蔽起来，工人就可以安全作业了。
同类训练-回答课后第五题
静电的危害可能随时发生。例如，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。那静电能造福我们吗？
思考
静电除尘
▲B附近的空气中气体分子被电离
小油滴
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
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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小油滴
小油滴
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小油滴
小油滴
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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。
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。
当堂训练
思考回答课后第1、2题
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