中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章9.4

靜電的防止與應(yīng)用化瞬時(shí)性問(wèn)題中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章1.知道什么是靜電平衡狀態(tài)，知道處于靜電平衡的導(dǎo)體的特性.2.了解靜電平衡時(shí)帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)，了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其成因.3.了解靜電除塵、靜電噴漆、靜電復(fù)印的工作原理．學(xué)習(xí)目標(biāo)中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章

自然界到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運(yùn)動(dòng)等過(guò)程都可能產(chǎn)生靜電。在加油站給車(chē)加油前，為什么要觸摸一下靜電釋放器？靜電有其有利的一面，也有有害的一面，做好靜電的防止和利用就顯得尤為重要。新課導(dǎo)入中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章E0---------1.導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)。2.導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中產(chǎn)生反方向電場(chǎng)強(qiáng)度Eˊ。一、靜電平衡--------E0E'E'E'新課講解中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章E0---E'----3.感應(yīng)電荷的電場(chǎng)增到與外電場(chǎng)相等時(shí)E'=E0，導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動(dòng)停止。E0-------E=04.靜電平衡：導(dǎo)體中無(wú)電荷定向移動(dòng)的狀態(tài),叫靜電平衡狀態(tài)。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章1.靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生_________的狀態(tài)。2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為_(kāi)__，即外電場(chǎng)E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E′的關(guān)系為E0＝－E′。3.導(dǎo)體上電荷的分布：(1)靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體_____沒(méi)有凈電荷(未被抵消的電荷)，電荷只分布在導(dǎo)體的______。(2)在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)_____

，凹陷的位置幾乎沒(méi)有電荷。4.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其外表面任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟該點(diǎn)的表面_____。定向移動(dòng)0內(nèi)部外表面越大垂直知識(shí)點(diǎn)一：靜電屏蔽中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)：結(jié)論1：導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。結(jié)論2：在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大。實(shí)驗(yàn)演示1：法拉第圓筒（點(diǎn)擊播放）實(shí)驗(yàn)演示2：不規(guī)則帶電體（點(diǎn)擊播放）中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章均勻球形導(dǎo)體枕形導(dǎo)體靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布(2023·衡水中學(xué)高二月考)矩形金屬導(dǎo)體處于正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，靜電平衡時(shí)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)線(xiàn)分布情況正確的是針對(duì)訓(xùn)練√導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為0，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部某處產(chǎn)生的電場(chǎng)與場(chǎng)源電荷Q在此處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

一個(gè)帶絕緣底座的空心金屬球A帶有4×10－8C的正電荷，上端開(kāi)有適當(dāng)小孔，有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10－8C的負(fù)電荷，使B球和A球內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B所帶電荷量分別為A.QA＝1×10－8C

QB＝1×10－8CB.QA＝2×10－8C

QB＝0C.QA＝0

QB＝2×10－8CD.QA＝4×10－8C

QB＝－2×10－8

C例1√B球與A球內(nèi)壁接觸后成為一個(gè)新的導(dǎo)體，處于靜電平衡狀態(tài)，內(nèi)部?jī)綦姾闪繛榱?，帶電?dǎo)體的電荷只能分布于導(dǎo)體的外表面，故QB＝0，QA＝4×10－8C－2×10－8C＝2×10－8C，B正確。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野DISIZHANG第四章▲導(dǎo)體周?chē)膹?qiáng)電場(chǎng)使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)▲帶電粒子與氣體分子碰撞使氣體分子中的正負(fù)電荷分離強(qiáng)電場(chǎng)使空氣分子中正負(fù)電荷分離的現(xiàn)象叫做空氣的電離。二、尖端放電中國(guó)靈魂·國(guó)際視野▲新產(chǎn)生的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下使空氣進(jìn)一步電離▲電離產(chǎn)生的帶電粒子在電場(chǎng)的作用下，向著與自己電荷符號(hào)相反的一端運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，因此，使空氣分子電離的現(xiàn)象更容易發(fā)生在導(dǎo)體的尖端。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野1.空氣的電離：在一定條件下，導(dǎo)體尖端電荷_____很大，導(dǎo)體尖端周?chē)膹?qiáng)電場(chǎng)使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負(fù)電荷____，這種現(xiàn)象叫作空氣的電離。2.尖端放電：所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子，由于被_____，而與尖端上的電荷_____，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端________的現(xiàn)象。3.尖端放電的應(yīng)用與防止：(1)應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。(2)防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量_____會(huì)減少電能的損失。密度分離吸引中和失去電荷光滑知識(shí)點(diǎn)二：尖端放電-----------+++++++++導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)分子中正負(fù)電荷分開(kāi)正負(fù)電荷奔向異種電荷相當(dāng)于尖端失去電荷尖端放電三、尖端放電應(yīng)用1：避雷針1.避免：尖端放電會(huì)使高壓設(shè)備上電能損失，故高壓設(shè)備導(dǎo)體的表面都是非常光滑。2.現(xiàn)象：夜間高壓線(xiàn)周?chē)霈F(xiàn)的綠色光暈，俗稱(chēng)電暈，這是一種微弱的尖端放電現(xiàn)象。應(yīng)用2：高壓設(shè)備三、尖端放電中國(guó)靈魂·國(guó)際視野

導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，不受外部電場(chǎng)的影響，內(nèi)部的儀器不會(huì)受到外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。罩上金屬網(wǎng)罩三、靜電屏蔽中國(guó)靈魂·國(guó)際視野1.定義：導(dǎo)體殼(或金屬殼)內(nèi)達(dá)到靜電平衡后，外電場(chǎng)對(duì)內(nèi)部_____產(chǎn)生影響，金屬殼的這種作用叫作靜電屏蔽。2.實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)是利用了_________現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和為_(kāi)__。不會(huì)靜電感應(yīng)零知識(shí)點(diǎn)三：靜電屏蔽中國(guó)靈魂·國(guó)際視野3.應(yīng)用：(1)生活中有很多對(duì)靜電屏蔽的應(yīng)用，以此來(lái)保護(hù)殼內(nèi)儀器不受外加電場(chǎng)影響。例如：電子儀器外部加裝金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬網(wǎng)，高壓線(xiàn)路檢修人員要穿屏蔽服。(2)靜電屏蔽不一定要用密封的金屬容器，金屬網(wǎng)也能起到屏蔽的作用，在野外的高壓輸電線(xiàn)的三條輸電線(xiàn)上方還有兩條導(dǎo)線(xiàn)，它們的作用就是與大地相連形成一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，以此來(lái)保護(hù)高壓輸電線(xiàn)不受雷擊。電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層金屬等。

超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野(1)電工穿上用導(dǎo)電金屬材料與紡織纖維混紡制成的屏蔽服后，高壓線(xiàn)在體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零。(

)(2)打雷時(shí)，人呆在汽車(chē)?yán)镆却粼谀疚堇锇踩?

)(3)有線(xiàn)電視信號(hào)線(xiàn)外面有一層金屬絲，是為了靜電屏蔽，使信號(hào)不受干擾。(

)(4)靜電屏蔽一定要用密封的金屬容器，金屬網(wǎng)不能起到屏蔽作用。(

)×√√×中國(guó)靈魂·國(guó)際視野4、靜電屏蔽的兩種情況

屏蔽外電場(chǎng)

外屏蔽屏蔽內(nèi)電場(chǎng)全屏蔽或內(nèi)屏蔽圖示

外屏蔽：因場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與導(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在空腔內(nèi)的合電場(chǎng)強(qiáng)度為零，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，起到屏蔽外電場(chǎng)的作用內(nèi)屏蔽：當(dāng)空腔外部接地時(shí)，外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球，外部電場(chǎng)消失，起到屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用本質(zhì)：靜電感應(yīng)與靜電平衡，所以做靜電屏蔽的材料只能是導(dǎo)體，不能是絕緣體中國(guó)靈魂·國(guó)際視野四、靜電吸附實(shí)驗(yàn)觀察：應(yīng)用1：靜電除塵中國(guó)靈魂·國(guó)際視野▲B(niǎo)附近的空氣中氣體分子被電離▲電子在向著正極A運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，遇到油煙中的小油滴，會(huì)使油滴帶負(fù)電中國(guó)靈魂·國(guó)際視野靜電吸附的原理：帶電粒子在電場(chǎng)中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動(dòng)，最后被吸附在電極上。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野應(yīng)用2：靜電噴漆接負(fù)高壓的涂料霧化器-----------------++++▲接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野應(yīng)用3：靜電復(fù)印▲利用有機(jī)光導(dǎo)體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應(yīng)的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉(zhuǎn)印到紙上。中國(guó)靈魂·國(guó)際視野1.靜電吸附：在電場(chǎng)中，帶電粒子在_______作用下，向著電極運(yùn)動(dòng)，最后被吸附在電極上的現(xiàn)象。2.靜電除塵：當(dāng)空氣中的塵埃帶電時(shí)，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極而被收集起來(lái)的過(guò)程。3.靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件表面。4.靜電復(fù)印：復(fù)印機(jī)應(yīng)用了靜電吸附的原理。知識(shí)點(diǎn)四：靜電吸附靜電力

如圖為靜電除塵器除塵原理的示意圖。塵埃在