人教版选修11生活中的静电现象 第1课时 学案.docx

1.3 生活中的静电现象学习目标：1.了解生活中常见的静电现象，能够用所学知识解释简单的静电现象.2.知道尖端放电现象及避雷针的原理.3.了解应用静电和防止静电危害的事例和方法学习重点：了解生活中常见的静电现象，能够用所学知识解释简单的静电现象.学习难点：了解应用静电和防止静电危害的事例和方法预习过程：知识点一、放电现象1火花放电：带正、负电荷的物体相距很近或电荷积聚很多时，物体间会产生火花，并且伴有噼啪声，这是正、负电荷中和并使空气分子电离的过程2接地放电：为了防止电荷在导体上过量聚集，常常用导线把带电导体与大地连接起来，进行接地放电二、雷电和避雷1雷电：云层之间或云层与地面之间发生的强烈放电现象，并能产生耀眼的闪光和巨响2尖端放电(1)实验表明，电荷在导体表面的分布是不均匀的，突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏，导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电(2)避雷针应用了尖端放电的原理三、静电的应用和防止1应用：静电除尘、静电喷漆、静电复印等2防止：避雷针、接地放电、印染车间保持适当湿度等.知识探究一、放电现象问题设计你知道静电是如何产生的吗？火花放电是怎样产生的？答案两种不同的物体相互摩擦可以起电，甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起电摩擦起电的电荷在能导电的物体上可迅速流失，而在不导电的绝缘体如化纤、毛织物等物体上就不会流失而形成静电，并聚集起来，当达到一定的电压时就产生放电现象，产生火花并发出声响要点提炼带电物体失去电荷的现象叫做放电常见的放电现象有以下两种：1火花放电当高压带电体与导体靠得很近时，强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流由于电流特别大，产生大量的热，使空气发声发光，产生电火花这种放电现象叫火花放电2接地放电地球是良好的导体，由于它特别大，所以能够接收大量电荷如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施二、雷电和避雷问题设计高大的建筑物都需要安装避雷针，可是如果安装不好，没有接在通向地下的金属线上，避雷针反而成了引雷针在这种情况下，会对房屋造成危险吗？为什么？答案会对房屋造成危险避雷针之所以能避雷是因为：一方面，云层上的大量静电荷通过避雷针传到地下；另一方面，通过避雷针的尖端放电，中和云层中的电荷，从而避免雷击，但是这种中和作用很微小如果避雷针没有接在通向地下的金属线上，那么云层中仍然存在着大量电荷这时避雷针不但不能避雷，还会成为引雷针，把雷引向建筑物要点提炼1闪电和雷鸣实质就是云层之间或云层与大地之间的火花放电2产生雷电时电流很大，若是雷电产生在云层与大地之间，就会使电流通过的建筑物严重损坏，所以要注意避雷3避雷针利用了尖端放电原理，使建筑物附近的云中的电荷积累不很多时就能通过避雷针的尖端放电而逐渐中和，因而不会在建筑物附近产生雷电，使其免遭雷击4尖端放电由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象三、静电的应用和防止要点提炼1静电的应用(1)静电技术应用的原理：应用了同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原理(2)主要应用：静电复印、静电除尘、静电喷漆、静电植绒、静电喷药、静电育种、静电杀菌和静电治病等(3)静电复印机的原理：利用了静电的吸附作用(4)静电除尘的原理：带电粒子受到静电力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上如果筒内充满烟雾，把两个电极接在高压电源上，烟雾很快就消失(5)静电喷漆的原理：当油漆从喷枪中喷出时，喷嘴使油漆微粒带正电它们相互排斥，扩散开来形成一大团漆云，被吸附在带负电的物体表面这种静电喷漆的方法省漆而均匀2静电的防止(1)印染厂里的静电的危害与防止危害：印染厂里的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降防止：使车间里保持一定湿度，让电荷随时放出(2)雷电危害：闪电的电流可以高达几十万安培，会使建筑物严重损坏防止：在建筑物顶部安置避雷针，利用尖端放电的原理，中和掉云层中的电荷(3)电磁仪器危害：电磁仪器常会因外界电场干扰而无法正常工作防止：利用静电屏蔽例题一、放电现象的理解例1如图1所示是模拟避雷针作用的实验装置金属板m接高压电源的正极，金属板n接高压电源的负极金属板n上有两个等高的金属柱a、b，a为尖头，b为圆头逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象先产生放电现象的是()图1aa金属柱bb金属柱ca、b金属柱同时d可能是a金属柱，也可能是b金属柱解析由于导体尖端电荷比较密集，故容易产生放电现象答案a例2避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()a云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地b避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷c云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地d以上说法都不对解析带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷，会通过针尖放出，逐渐中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，所以只有b正确答案b二、静电的应用和防止例3下列措施中，属防止静电危害的是()a油罐车后有一条拖在地面上的铁链条b小汽车上有一根露在外面的小天线c在印染厂中保持适当的湿度d在地毯中夹杂0.05 m0.07 mm的不锈钢丝导电纤维解析油罐车后装一条拖在地面上的铁链条，可以及时导走油罐车上(由于摩擦等原因)产生的静电荷，避免电荷越积越多，从而产生高压放电，使油罐车起火爆炸，所以选项a正确；在地毯中夹杂导电纤维，同样是为了导走摩擦产生的静电荷，而保持印染厂空气适当湿度，是为了使静电荷及时散失，避免干扰印染的质量，所以选项c、d正确；而在小汽车外露出一根小天线，是为了接收电磁波(收音机等)，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，良好地被静电屏蔽了，无法接收到无线电信号，因此，选项b错答案acd例4如图2所示是静电除尘的原理示意图，关于静电除尘的原理，下列说法正确的是()图2a中间金属丝a与金属管b分别接高压电源的电极b金属丝和金属管带电后具有吸引轻小物体的作用c烟尘通过该空间时被a、b两个电极的电荷吸引而被吸附，能起到除尘的作用d烟筒本身就有除尘作用，没有必要加高压电源解析烟筒内的两个金属电极必须接在高压电源上，使两个电极被充电而带上等量异号电荷，而电荷又有吸引轻小物体的作用，所以从下而上的烟尘被吸附在电极上，从上面的排烟口排出的气体就清洁了，从而起到除尘的作用，所以选项a、b、c正确，选项d错误答案abc课堂练习：1(多选)下列关于静电的说法中正确的是()a燃煤时会产生大量的煤灰，污染大气，静电除尘器利用了火花放电b复印机是利用静电的吸附作用工作的c静电喷漆的方法可节省油漆而且均匀，没有利用静电吸附d实验室的感应起电机的两个放电小球虽然是圆头状的，但是当电压升高到一定程度的时候也能发生火花放电解析：静电除尘器和复印机利用了静电吸附，a错，b对. 油漆经过喷嘴时油漆微粒带正电，它们相互排斥，扩散开来形成一大团漆云，被吸附在带负电的物体表面，选项c错误答案：bd2专门用来运输柴油、汽油的油罐车，在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链，对它的作用下列说法中正确的是()a让铁链与路面摩擦产生静电，使油罐车积累一定的静电荷b让铁链发出声音，以引起其他车辆的注意c由于罐体与油摩擦产生了静电，罐体上的静电被铁链导入大地，从而避免了火花放电d油罐车的尾部装有拖地的铁链，这是一种时尚答案c解析在运输柴油、汽油时，油罐车由于上下、左右颠簸摇摆，造成油和油罐的摩擦而产生静电，汽车轮胎导电性能不好，难以把静电导入大地，安装铁链的目的就是避免静电的积累3在建筑物上安装避雷针的目的是()a避免电荷在建筑物上过多地积累b避免强烈放电现象的发生c可以直接导走云层中的电荷d可以直接导走建筑物上的电荷答案abd解析避雷针应用了尖端放电的原理避雷针上产生的感应电荷通过尖端放电，中和了云层中的电荷，使建筑物免遭雷击，故a、b、d对，c错4防止静电危害的方法是尽快把静电导走，避免过多地积累下列属于防止静电危害的是()a静电除尘 b静电感应c避雷针 d富兰克林的风筝实验答案c解析静电除尘时除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，属于静电应用，故a不正确；静电感应是利用电荷接近导体，在导体两端感应出等量的异种电荷，属于静电应用，b错误；当打雷的时候，由于静电感应，在高大的建筑物顶端积累了很多的静电，容易导致雷击事故，所以在高大的建筑物顶端安装避雷针可以利用尖端放电，中和云层电荷，避免雷击，保护建筑物的安全，属于静电防止，故c正确；富兰克林的风筝实验是利用静电感应现象收集到电荷，属于静电应用，故d不正确5.如图所示是静电除尘的原理示意图，a为金属管，b为金属丝，在a、 b之间辊上高电压，使b附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，电子在向a极运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带负电，最终被吸附到a极上，排出的烟就比较清洁了。有关静电除尘的装置，下列说法正确的是（ ）a、金属管a应接高压电源的正极，金属丝b接负极b、金属管a应接高压电源的负极，金属丝b接正极c、c为烟气的进气口，d为排气口d、d为烟气的进气口，c为排气口 答案：ac6.传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容c大小的变化就反映液面的升降情况，两者的关系是（ ）a、c增大表示h增大 b、c增大表示h减小 c、c减小表示h减小