【优化方案】2013年高中物理 第一章 第三节 生活中的静电现象精品课件 新人教版选修1-1

第三节生活中的静电现象 目标导航1 了解生活中常见的静电现象 能够用所学的知识解释简单的静电现象 重点 难点 2 知道尖端放电现象和避雷针的原理 重点 3 了解人类应用静电和防止静电的事例 一 放电现象生活中常见的放电现象有 放电 放电和尖端放电 火花 接地 二 雷电和避雷针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 平坦的位置 电荷比较 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 放电 2 避雷针是利用 放电的原理来避雷的 密集 稀疏 尖端 尖端 想一想1 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 会对房屋造成危害吗 为什么 提示 会对房屋造成危害 避雷针的尖端安装在建筑物的顶部 并通过金属线与埋在地下的金属板相连 如果避雷针安装不好 当遇到雷雨时 带有大量静电的云层只能在避雷针上感应出相对少量的电荷 避雷针通过尖端放电 只能中和云层中的少量电荷 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 而不是地下 从而造成极大的危害 三 静电的应用和防止1 静电的应用主要有静电 静电 静电 等 2 静电除尘的原理 烟尘中的带电粒子在 作用下 向带异号电荷的电极运动 最后被吸附在电极上 这样可除去烟尘中的微粒 除尘 喷漆 复印 静电力 想一想2 静电喷漆和静电除尘的原理是否相同 与一般的涂刷油漆的方式相比有何优点 提示 相同 静电喷漆的喷嘴可使油漆微粒带正电 它们相互排斥 扩散开来形成很大的一团漆云 被吸附在带负电的物体表面 静电喷漆的优点是省漆且喷涂均匀 学案导引1 静电的产生属于哪种起电方式 2 生活中有哪些放电现象 它们分别属于什么放电现象 1 静电的产生和放电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 摩擦起的电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会产生放电现象 产生火花并发出响声 2 常见的放电现象 1 火花放电当电荷在物体上大量积累时 在物体周围会产生很强的电场 如果电场足够强 原来是绝缘体的空气被强电场击穿变为导体 这一现象称为空气的电离 强大的电流通过电离的空气时发声 发光 产生电火花并放出大量的热 这就是火花放电现象 在干燥的空气中脱掉化纤衣服时 会看到火花 并听到噼啪声 这也是火花放电现象 实验室中感应起电机两个导电杆之间产生电火花 也是火花放电现象 2 接地放电用导线把带电体与大地连接起来 从而使带电体上的电荷导入大地 这就是接地放电现象 油罐车尾部拖一铁链 把车上的电荷导入大地 飞机降落时 它与空气摩擦产生的静电通过导电橡胶轮胎导入大地 计算机房和大型电话交换机房的地板要用导电良好的材料制成 以防止静电的积累 3 雷电 当云层间 或云层与地面间 积累大量的电荷时 空气被电离 发生放电 产生强大的电流 从而产生耀眼的闪光和巨响 这就是电闪和雷鸣 4 尖端放电现象导体的尖端部位特别容易积累电荷 这使尖端附近的空气中的电场特别强 从而发生尖端放电 高压输电设备的部件 其表面做得很光滑 就是为了避免因尖端放电而造成电能损失或事故 避雷针也应用了尖端放电原理 避雷针上的电荷通过针尖放出 逐渐中和云层中的电荷 保护建筑物免遭雷击 特别提醒 1 云层与云层之间或云层与地面之间产生的闪电 雷鸣都是火花放电现象 2 尖端放电的尖端附近电场特别强 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 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 思路点拨 避雷针利用了尖端放电的原理 精讲精析 带电荷的云层靠近避雷针时 在避雷针尖端感应出与云层电性相反的静电 达到一定程度就向空中放电 中和云层中的电荷 从而避免建筑物遭受雷击 答案 B 变式训练1 2012 绍兴一中高二测试 如图1 3 1所示为椭圆形带电金属导体 A B C是其表面上的三个点 下列判断正确的是 图1 3 1 A 所带电荷在导体表面均匀分布B A点的电荷最密集 C点的最稀疏C C点附近的场强最大 A点附近的场强最小D A点最容易发生放电现象 解析 选BD 因为金属导体的形状不是球对称 所以电荷在导体表面不是均匀分布 A点电荷密度大 C点最稀疏 故A错 B对 电荷密度大处电场强 A点场强最大 最容易发生放电 故C错D对 学案导引静电在工业和生产生活中有很重要的用途 同时又会带来很多危害和麻烦 如何利用和防止静电 1 静电的应用 静电也可以被人们利用 目前 静电的应用已有多种 如静电除尘 静电喷涂 静电植绒 静电复印等方面 依据的物理原理都是让带电的物质微粒在静电力作用下奔向并吸附到带异种电荷的电极上 2 静电的危害 1 印刷厂里 纸页之间的摩擦起电 会使纸页粘在一起难以分开 给印刷带来麻烦 2 印染厂里棉纱 毛线 人造纤维上的静电 会吸引空气中的尘埃 使印染质量下降 3 在制药生产中 由于静电吸引尘埃 会使药品达不到标准的纯度 4 在家庭中 带静电很多的人从电视机旁走过 会给电视的图象和声音带来干扰 5 静电荷积累到一定程度 会产生火花放电 在地毯上行走的人 与地毯摩擦而带的静电如果足够多 若伸手去拉金属门把手时 手与金属把手间会产生火花放电 严重时会使人痉挛 3 静电的防止 基本方法是尽快把产生的静电导走 避免越积越多 具体措施则多种多样 在地毯中夹杂0 05 0 07毫米的不锈钢丝导电纤维 消除静电的效果很好 在印染厂中保持适当的湿度 潮湿的空气可使静电电荷很快消失 2012 长沙学业水平模拟 静电喷涂是对静电的应用 其喷涂原理如图1 3 2所示 则以下说法正确的是 图1 3 2 A 在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有一强电场B 涂料微粒一定带正电C 涂料微粒一定带负电D 涂料微粒可能带正电 也可能带负电 关键提醒 弄清静电喷涂的原理是解答本题的关键 精讲精析 静电喷涂的喷嘴可使涂料微粒带电 它们相互排斥 扩散开来形成很大的一团漆云 涂料能够从喷嘴喷到带负电的被涂物件表面 是因为工件和涂料带有异种电荷 涂料在两者之间的电场作用下被吸附到喷涂工件表面 故涂料微粒带正电荷 选项A B正确 答案 AB 变式训练2 下列措施中 属于防止静电危害的是 A 运送汽油的油罐车后有一条拖在地面上的铁链B 轿车顶部有一根露在外面的天线C 印染车间总保持适当的湿度D 铺在房间的地毯中夹杂着0 05mm的不锈钢丝导电纤维 解析 选ACD 油罐车后拖在地面上的铁链 可将车厢中由于摩擦等原因产生的静电及时导入大地 以避免电荷越积越多 而引发火花放电使油罐车起火爆炸 故A正确 轿车顶部的天线是用来接收无线电信号的 如果不露在外面而置于车内 则天线处于金属外壳包围中 无法接收或影响无线电信号的接收效果 故B错误 印染车间保持适当的湿度 可以将由于摩擦等原因产生的静电及时散失 避免影响印染质量 故C正确 地毯中夹杂导电纤维同样是为了及时导走由于摩擦等原因产生的静电 故D正确 静电除尘及综合应用 经典案例 10分 以煤作燃料的电站 每天排出的烟气带走大量的煤粉 不仅浪费燃料 而且严重污染环境 利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉 如图1 3 3所示是静电除尘器的原理示意图 除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成 在A B上各引电极a b接直流高压电源 假定煤粉只会吸附电子 而且距金属丝B越近场强越大 图1 3 3 1 试标出所接高压电源的极性 2 试定性说明静电除尘器的工作原理 3 设金属管A的内径r 3m 长为L 50m 该除尘器吸附煤粉的能力D 3 5 10 4kg s m2 求其工作一天能回收煤粉多少吨 最后结果取三位有效数字 审题指导 解答本题的关键是知道静电除尘是利用了异种电荷的相互吸引 解题样板 1 电极a接直流高压电源的正极 电极b接直流高压电源的负极 2分 2 吸附电子的煤粉带负电 在静电力作用下奔向带正电的电极a 并吸附在电极上 3分 答案 1 a为正极 b为负极 2 带电粒子在静电力作用下奔向电极 并吸附在