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9/1/2025
第九章 静电场及其应用
9.4 静电的防止与利用
电荷
电场 电场强度
库仑定律
静电的防止与利用
2025/9/2
01 静电平衡
02 尖端放电
03 静电屏蔽
04 静电吸附
2025/9/2
情境导入
在冬天穿衣、脱衣的时候，我们偶尔会被电到，俗称“静电”。那究竟什么是静电呢？
2025/9/2
静电平衡
静电平衡是导体放在电场中特有的一种现象。
匀强电场
金属导体
2025/9/2
静电平衡
匀强电场
将不带电的金属导体放在匀强电场中会出现什么情况呢？
导体内部的负电荷左移，正电荷右移
导体中形成内部电场
2025/9/2
静电平衡
当导体内部电场与外部电场叠加，刚好抵消使得导体内部各点的电场强度时，导体内的自由电子不再发生定向移动。这时我们说，导体达到静电平衡。
静电平衡的特点：
①内部的场强处处为零; ②静电平衡状态下的导体是个等势体，表面是个等势面； ③导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直
2025/9/2
静电平衡
例1：如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在由正点电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　）。
A.两点场强不相等，
B.两点场强不相等，
C.感应电荷产生的附加电场
D.当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动
D
2025/9/2
尖端放电
静电平衡时导体上的电荷分布：
（1）导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面；
（2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
2025/9/2
尖端放电
根据静电平衡时导体上的电荷分布规律：
①导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，会把空气分子“撕裂”，使分子中的正负电荷分离，这种现象叫电离。
②电离出来的正、负电荷，与尖端附近的异种电荷进行中和，相当于导体从尖端失去电荷，这种现象称之为——“尖端放电”。
2025/9/2
尖端放电
尖端放电
现象
2025/9/2
尖端放电
尖端放电
过程
2025/9/2
尖端放电
尖端放电的应用：
避雷针
2025/9/2
尖端放电
例2：用带电玻璃棒接触验电器的金属球，移走玻璃棒，验电器内两片金属箔张开，稳定后如图。图中四点电场最强的是（　　）。
A. B. C. D.
【分析】bc两点分别在金属外壳内部和金属杆的内部，则两点的场强均为零；在金属箔上的最下端电荷分布比金属球上更密集，且d点距离金箔的下端较近，可知d点的场强比a点大，则电场强度最大的点在d点。
D
2025/9/2
静电屏蔽
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。
2025/9/2
静电屏蔽
静电屏蔽的应用：
超高压带电作业时穿戴的防静电工作服
处理电子芯片时穿戴的防静电手套
高压线屏蔽
2025/9/2
静电屏蔽
例3：一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如图所示。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是（　　）。
A．躲进汽车里 B．往沙漠高处跑
C．用水将头发淋湿
D．蹲下并用手触摸地面
A
2025/9/2
静电吸附
静电虽然会有危害，但也可以利用。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。
（1）静电除尘
通过使灰尘带电，从而受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。
2025/9/2
静电吸附
（2）静电喷漆
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工件
接负高压的涂料雾化器
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，油漆接负微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，从而达到喷漆的目的——静电喷漆。
2025/9/2
静电吸附
（3）静电复印
复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体 。没有光照时，OPC 是绝缘体，受到光照时变成导体。静电复印的工作流程如下：
2025/9/2
静电吸附
例4：在医院中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，这样做是为了（ ）。
A．应用静电 B．除菌消毒
C．消除静电 D．防止漏电
C
2025/9/2
课堂小结
2025/9/2
课堂练习
1、如图所示，一个绝缘的金属球壳内放置一个带正电的小球B，球壳外用绝缘细线悬挂一个带正电的检验电荷，分别位于球壳内外。下列说法正确的是（　　）。
A.电场强度 B.电势
C.电荷向右偏离竖直方向
D.球壳内表面各点电势相等
D
【分析】球壳处于静电平衡状态，为一个等势体
2025/9/2
课堂练习
2、如图所示，用金属网将原来不带电的验电器罩起来，金属网接地（图中未画出），将带正电的金属球靠近验电器，图中两点和金属球的球心在同一直线上，点在金属网内，则下列说法正确的是（　　）。(多选)
A.验电器内的箔片张开
B.若将金属网内部与验电器相连，则验电器内的箔片不张开
C.点的电场强度一定大于点的电场强度
D.点的电场强度一定小于点的电场强度
BC
2025/9/2
课后作业
请完成书本P23页的习题2、3、6！

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