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(共30张PPT)
第九章 静电场及其应用
第4节 静电的防止与利用
1.通过静电感应和电场叠加原理,理解静电平衡状态的形成过程.知道处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为0,培养知识迁移能力.
2.结合日常生活,知道尖端放电现象、静电屏蔽现象及有关应用,培养运用物理知识分析实际问题的能力.
3.通过对静电复印、静电喷漆和静电除尘等技术应用中的静电现象进行分析,了解静电在生产、生活中的应用.关注生产、生活中的静电现象,体会物理学与生产和生活的紧密联系.
学习目标：
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
想一想
问题：这些放电现象，有什么共同点吗？
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
问题：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？
问题：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？
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▲导体两侧感应出的正、负电荷会在导体内部产生一个感应电场E’。
E’
E0
E0
E0
▲感应电场与外电场叠加抵消，直到导体内部各点的电场强度E=0。
▲导体内自由电子不再发生定向移动，达到静电平衡状态。
1. 静电平衡
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。
2、静电平衡状态下导体的特点：
内部电场强度处处为0。
电荷只分布在导体的外表面。
实验观察：感应起电机的放电现象
问题：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？
1、空气的电离
▲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
▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离
问题：小球外表面电荷积累越多，电荷密度越大，则小球外部的电场强度越大。这样的一个强电场会造成什么结果呢？
2、放电现象
▲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
▲电离产生的带电粒子与导体上的电荷中和
应用：避免静电火花的危害
思考：如何防止雷电的危害呢？
问题与思考：生活中许多建筑物顶端都安装了避雷针，能够有效地防止雷击的危害。它的原理是什么呢？
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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
2. 尖端放电
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应用：避雷针
问题与思考：什么保护了他们？
实验观察
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同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。
？
做一做
同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。
？
做一做
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金属导体壳壁W
空腔C
E=0
1、静电屏蔽现象：
处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。
可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。
3. 静电屏蔽
▲屏蔽服
▲屏蔽线
▲高压线屏蔽
2、应用：屏蔽服、屏蔽线、高压线屏蔽
实验观察
应用1：静电除尘
应用2：静电喷漆
应用3：静电复印
充电
曝光
显影
转印

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