2023学年完整公开课版静电与生活rgh

静电与生活一、课标要求1、知道和了解一些现实生活中的静电现象，知道一些静电的利弊。2、在探究活动中，能根据已有知识，运用逻辑推理，对观察到的现象进行合理的解释3、激发探究身边电现象的浓厚兴趣，培养提问能力，体会自然界的静电与生活以及科学之间的联系二、课前复习你所知道的现实生活中与静电有关的现象：雷电、静电除尘、静电植绒、静电复印、油罐车有一金属链条接地、干燥的冬季脱衣服时的放电现象。三、自主探究1、雷电与避雷（1）雷电产生机理是什么？自然界产生雷电主要是由于云层相互摩擦使云层间聚集了大量的异种电荷。靠近地面的云层中聚集的大量电荷会使地面因静电感应也会聚集大量电荷。这样云层和云层，云层和大地（包括大地上的树木，建筑等）之间就形成几百万伏以上的电压。这个电压击穿云层和云层或云层和大地之间的空气（使空气电离），产生几十万安培的瞬间电流。大电流生热使空气发光，叫做闪电。空气受热膨胀发出巨响，叫做雷声。（2）实验探究---避雷针为什么可以避雷①观察火花放电现象将两枚放电针，分别安装在感应线圈的接线柱上，再将低压电源的8-10V直流电接在感应线圈上，闭合开关，适当调节感应圈上振动簧片的位置，就可以观察到火花放电现象。②试用放电针放电的现象说明避雷针的原理？在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针与这些带电云层形就像放电针两个尖针一样。当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全．2、静电与现代科技（1）如图所示为一空气净化器的外观图。原理是什么？它利用风扇将空气送入机内。机内有一正负电极，空气首先经过带正电的网络，这是带负电的烟尘被吸附到上边，然后又通过带负电的网络，这时带正电的烟尘被吸附到上边。最后活性炭过滤器再将空气中的剩余烟尘过滤一遍，把洁净的空气送入室内。（2）静电为什么能提高喷洒农药效果？喷洒农药的飞机上安装了静电喷嘴。静电喷嘴内装有一跟带正电的针，所以喷洒出的农药雾滴上都带有大量正电荷，而农作物的叶子上一般都带有负电。农药雾滴落地叶子上时，会被吸附到叶子上，不会被风吹走。（3）静电植绒实验探究：静电植绒①用蘸上胶水的毛笔在纸片上写字、作画，再用夹子固定在圆板A下面（有字面的一面朝下）②将各种颜色的细碎纸屑均匀洒在金属圆板B上，调整两块金属板之间的距离，使之为4-5cm.③用导线将两块金属板分别接到和学生电源相连的感应起电球上，打开电压，观察静电植绒的过程。（4）静电复印的原理是什么？激光扫描原稿上的文字或图案，经过反射，聚焦到携带静电的硒鼓上。激光扫描到原稿的空白处，硒鼓上相应的部位的静电荷就被消除，留在硒鼓上的静电荷就形成了原稿的文字或图案。墨粉被硒鼓上的静电吸引被转移到复印纸上并被加热固定，复印纸上就出现了和原稿一样的文字或图案。3、静电的危害及控制静电的危害：在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里。由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼。静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，这对人体基本无害。但在手术台上，除电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。静电危害的控制：防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引人大地，避免静电积累。细心的乘客大概会发现；在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷，飞机着陆时，为了防止乘客下飞时被电击，飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线；以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链，这就是车的接地线。适当增加工作环境的湿度，让电荷随时放出，也可以有效地消除静电。潮湿的天气里不容易做好静电试验，就是这个道理。科研人员研究的抗静电剂，则能很好地消除绝缘体内部的静电。四、典型例题知识点1、雷电的形成和避雷例题1、为什么雷电多发生在夏天，而冬天很少发生？春夏季节，由于受南方暖湿气流影响，空气潮湿，同时太阳辐射强烈，近地面空气不断受热而上升，上层的冷空气下沉，易形成强烈对流，所以多雷雨，甚至降冰雹。而冬季由于受大陆冷气团控制，空气寒冷而干燥，加之太阳辐射弱，空气不易形成剧烈对流，因而很少发生雷阵雨。但有时冬季天气偏暖，暖湿空气势力较强，当北方偶有较强冷空气南下，暖湿空气被迫抬升，对流加剧，就会形成雷阵雨，出现所谓“雷打冬”的现象。知识点2、静电利用、危害和控制例题2、下列哪些措施是利用了静电A、油罐车的有关有条铁链搭到地上B、农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电C、家用电器如洗衣机接有地线D、手机一般都装有天线解析：油罐车的有关有条铁链搭到地上，目的是把油罐车产生的静电荷导到地下，保证油罐车的安全，家用电器也一样，A、C错误。农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，而叶子上都带有负电，农药不会被风吹走，B正确。手机接有天线目的是为了很好的接受信号，D错误。答案：B五、检测归纳（建议用时10分钟）1、地毯中加入少量的金属纤维是为了（）A、避免人走动时产生静电B、将人走动时产生的静电及时导走C、增加地毯的强度和韧性D、对地毯起装饰作用解析：人在地毯上走动时，鞋底与地毯之间会产生静电，会对生活带来不便和危害，阻止静电的产生是不可能的，但可以采取措施及时将静电导走。在地毯中加入少量金属纤维就是为了将产生的静电荷导向地面。故B正确答案：B2、下列哪些做法属于防止静电危害得措施（）制药车间要保持适当得湿度B.油罐车运油时要安装一条拖地的金属链C.在地毯中夹杂钢丝导电纤维D.做静电实验时，实验室要通气，以避免空气中有过多的二氧化碳、水蒸气和各种离子解析：静电放电的措施是多样的，可以控制静电不产生或少产生，若不可回避地产生了静电，还可以采取导电的方式防止静电积聚。答案：ABCD3、静电的应用有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等方面，它们依据的物理原理几乎都是让带电荷的物质在电场（下章会学到）的作用下，奔向并吸附到上。解析：本题考查了物理知识在实际中的应用，同学们在学习中一定要多联系实际，要做到学以致用。答案：电极4、冬天的冷空气带来了寒冷干燥，同时还带来了一个调皮的小“魔鬼”———静电。当与人见面握手时，手指刚一接触到对方，就会感到指尖针刺般刺痛；拉门把手、开水龙头时都会“触电”，甚至发出“啪、啪”的声响。这些都是静电与人们开的“玩笑”。你能解释一下这种现象的原因么？解析：当人体和衣服摩擦，容易使人体带电，而冬天天气干燥，人体和衣物摩擦产生的电荷不易导走，当手指与导体快要接触时，手指和导体间会产生一个瞬间高压，把空气击穿（类似闪电），所以会感到指尖针刺般的疼痛。六、学生自我总结：七、巩固反馈1、把带电体上产生的静电荷移走可以防止静电荷积累而造成的危害。下列措施中，采取了上述方法的是（）A、改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料B、电工钳柄上套有绝缘手套C、飞机上安有接地电缆D、印染车间保持适当的湿度解析：改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料是为了更少的产生静电，和题意不符，A错误。电工钳柄上套有绝缘手套，是为了绝缘防止电工触电，B错误。答案：CD2、在静电除尘时，若尘埃积累到一定程度就会在作用下落入下面的漏斗中。答案：重力3、静电接地、增加湿度、非导电材料的抗静电处理等方法的目的是避免。答案：静电积累4、在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击，经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电。解释为什么靠近传送带的物体会带电。你可以用什么方法解决这个问题？解析：（1）因为传送带与被传送物体间有摩擦，所以会带带电，靠近传送带的物体（如人体）因为静电感应也会带上电。（2）要避免这种电击，可以用导电材料制造传送带，再把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。5、滚筒式静电分选器有料斗A、导板B、导体滚筒C、刮板D、料槽E、F和放电针G等部件组成。C和G分别接于直流高压电源的正、负极，并令G接地，如图1-3-1所示。电源电压很高，足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落。沿导板B到达转动着的滚筒C，粉粒a具有良好的导电性，粉粒b具有良好的绝缘性。试说明分选器的主要工作原理，即它是如何实现对不同粉粒a、b进行分选的。粉粒a、b经分选后分别掉在哪个料槽中？刮板D的作用是什么？解析：（1）放电针附近的空气受高压电作用而电离，在静电作用下，大量电子或负离子吸附在粉粒a、b上，使粉粒a、b上带负电。带负电的粉粒a，因其具有良好的导电性，它与带正电的滚筒C接触后，a上的负电被C上的正电中和并带上了正电，带上了正电的粉粒a一方面随滚筒C转动，一方面受到C上的正点的静电斥力而离开滚筒，最后落入料槽F中，绝缘性良好的粉粒b，其所带的负电不容易传给滚筒C，在C的静电吸引力作用下，使b附着C的表面并随C转动，最后，较大的粉粒b在重力作用下掉入料槽E中。（2）粉粒a掉入料槽F中，粉粒b掉入料槽E中。（3）b中粉粒较小者，因重量轻，不能借助重力落入E槽，它们附着与滚筒表面随C转到D处，由刮板D将其刮入料槽