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新人教版必修三
第4节 静电的防止与利用
第九章 静电场及其应用
静电平衡
静电屏蔽
尖端放电
01
02
03
本
节
要
点
静电吸附
04
新课引入
生活中的静电现象
▲ 干燥冬天，用手接触金属
时会有触电的针刺感
▲ 静电火花引起汽油爆炸
新闻资料
▲ 自然界的雷电也是一种剧烈
的放电现象
新课引入
想一想
问题：这些放电现象的原理是怎样的？
新课引入
复习回顾：静电感应现象
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C
A
B
能否用金属的微观结构模型来解释静电感应现象呢？
？
思考
金属的微观结构模型
新课引入
1、把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？
2、电子的聚集会导致什么样的结果？
导体的两端带上等量异种电荷——感应电荷
3、感应电荷会在导体内产生感应电场E'，E'的方向如何？随着电子的定向移动，对导体内部的电场会产生怎样的影响？
E'与原电场E0方向相反，感应电场与外电场叠加，导体内部的电场减小
E0
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思考与讨论
A
B
C
D
4、导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的感应电荷会无限制增加吗？
直至导体内部合场强为零，自由电荷不再定向移动，导体达到静电平衡状态。
静电力的作用下，自由电子定向移动
2、静电平衡下导体的的特点：
（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。
1、静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。
一、静电平衡
3、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）
一、静电平衡
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尖端周围电场很强
空气电离
尖端上的电荷被中和
等效于
尖端释放电荷
导体尖端的电荷密度很大，电场很强，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。
二、尖端放电
1、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
二、尖端放电
避免静电火花的危害
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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
2、尖端放电的生活应用：
二、尖端放电
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
二、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。
三、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。
三、静电屏蔽
超高压带电作业的工人穿戴的屏蔽服，是用包含金属丝的织物制成的。
三、静电屏蔽
静电虽然有危害，但也可以利用。你知道的应用还有哪些呢？
思考与讨论
▲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
四、静电吸附
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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四、静电吸附
应用1：静电除尘
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。
四、静电吸附
应用2：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。
四、静电吸附
应用3：静电复印

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