资源简介

(共26张PPT)
新人教版 必修三
第九章 静电场及其应用
第4节 静电的防止与应用
新课引入
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？
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。
E0
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
E0
E'
E'
E'
金属导体中由大量的自由电子，把一个不带电的导体放入电场强度为E的电场会出现怎样的现象
学习任务一：静电平衡
E0
-
-
-
E'
-
-
-
-
3.感应电荷的电场增到与外电场大小相等时（即E0=-E'），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,叫静电平衡状态。（表面也没有电荷定向移动）
E0
-
-
-
-
-
-
-
E=0
E内合=E0 - E’=0
学习任务一：静电平衡
(2.) 处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零（各点合场强）,即E内合=0，实质是E0=-E’ 。
(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。
（由于电荷是以光速移动，所以放之后马上达到静电平衡）
5.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？
E内合=E0 - E’=0
学习任务一：静电平衡
1.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。
实验演示1：
学习任务二：尖端放电
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2：不规则带电体
学习任务二：尖端放电
1.导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，即空气电离。
学习任务二：尖端放电
2.那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。
学习任务二：尖端放电
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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
3.应用
学习任务二：尖端放电
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。
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。
学习任务二：尖端放电
静电平衡时，导体内部没有电荷，如果放入静电场的是空腔导体，空腔导体内部有没有电荷？
学习任务三：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。
学习任务三：静电屏蔽
1.静电屏蔽
三条输电线上方还有两根导线与大地相连，形成一个稀疏金属“网”，将高压线屏蔽起来。
学习任务三：静电屏蔽
2. 静电屏蔽现象
3.静电的危害
（1）引起电子设备的故障或误动作，造成电磁干扰。
（2） 击穿集成电路和精密的电子元件，或者促使元件老化，降低生产成品率。
（3）高压静电放电造成电击，危及人身安全。
（4） 在多易燃易爆品或粉尘、油雾的生产场所极易引起爆炸和火灾。
（5） 吸附灰尘，造成集成电路和半导体元件的污染，大大降低成品率。
学习任务三：静电屏蔽
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。
科学漫步
▲B附近的空气中气体分子被电离
+
+
-
-
+
-
-
+
小油滴
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
1.静电除尘
+
+
+
+
-
-
-
-
▲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
在电场中，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。这一原理在生产技术上被广泛应用。
学习任务四：静电吸附
静电除尘实验
学习任务四：静电吸附
接负高压的涂料雾化器
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
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。
2.静电喷漆
学习任务四：静电吸附
▲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。
3.静电复印
学习任务四：静电吸附
1.静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。例如：印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。
要采取措施防止以上事例中静电的影响，你会怎么做？
【解析】防止产生静电的措施一般都是降低放电的速度和强度，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引入大地，避免静电积累
当堂达标检测
二、光的折射
2.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，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，把它们分别跟静电起电机的两极相连。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。
起电机摇动时，塑料瓶内哪里电场强度最大？是锯条附近还是金属片附近？若锯条接电源负极，金属片接正极，这些烟尘最终到哪里去了？
当堂达标检测
解析：瓶内俯视图如图尖端附近的电场线密集，所以在锯条附近的电场强度大于金属片附近的电场；且根据俯视图可以看出料瓶内存在的是辐条形的电场，不是匀强电场，当静电除尘装置接通静电高压时，存在强电场，它使空气电离而产生阴离子和阳离子，负离子在电场力的作用下，向正极移动时，碰到烟尘微粒使它带负电，带电烟尘在电场力的作用下，向正极移动，烟尘最终被吸附到金属片上，这样消除了烟尘中的尘粒。
当堂达标检测
二、光的折射
3.超高压带电作业的工人穿戴的工作服（图），为什么要用包含金属丝的织物制成？

【解析】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，通过静电屏蔽保证工人带电作业时的安全。
当堂达标检测
二、光的折射
4.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电压，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（图）。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？
【解析】在尖端处，电荷容易聚集，点火器需要瞬间高压放电，自然需要电荷密集，所以点火器的放电电极做成了针尖形，容易使空气电离形成电火花而放电。验电器的金属杆上端固定的电极要尽可能减少放电，所以固定一个金属球，是为了防止空气电离放电。
当堂达标检测
二、光的折射
5.当我们使用有线话筒扩音时，有些由于周围环境中的静电现象或其他原因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。请观察图的话筒线，你知道它采用了什么方法防止干扰信号从话筒线上侵入吗？
【解析】由图可看到，在导线外面有一金属网将导线包围，采用了静电屏蔽的方法，以此防止干扰信号从电话线上侵入。
当堂达标检测

展开更多......

收起↑