静电的利用与防护 高一下学期物理教科版（2019）必修第三册

第一章

静电场第7节静电的利用与防护

自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？静电有其有利的一面，也有有害的一面，做好静电的防止和利用就显得尤为重要。如图是我们前面接触过的感应起电机，用它可以模拟闪电的形成，那是由于电荷积累过多而产生很高的电压，导致空气被击穿而形成的瞬时放电。我们给它的一个金属小球装上一个金属尖端，快速转动手柄，却再也看不到火花放电了，为什么？01静电讨论与交流：静止的电荷称为静电。结合电场的相关知识，你能解释静电的产生机理吗？静电有什么特点？物体带电后，其周围会产生电场，电场中电势不同的两点间存在电压一般物体相互摩擦后所带的电荷量很少，只有微库量级，但是形成的电压却很高。电压高到一定程度，就会击穿周围的空气而发生火花放电，如果电流通过人体，就会产生电击的感觉。由于带电量少，放电的时间短，释放能量不多，一般不会对人体造成伤害。带电体的绝缘性能越好，电荷越容易积累，产生的电压就会越高同时，绝缘性能越好的物体一旦带上静电，电荷的泄露速度越慢，其危害性就越大。班级在布置元旦晚会的会场，需要把气球布置到墙上和黑板上，你有什么好办法吗？气球吹起后把它与窗户上的玻璃、黑板等摩擦几下，会产生静电，且带异种电荷，异种电荷相互吸引，所以气球会“沾”在玻璃、黑板上02静电的利用设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。静电除尘原理1.静电除尘▲B附近的空气中气体分子被电离▲电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电▲带负电的小油滴在静电力的作用下，向着正极A运动，最后被吸附到正极A上++--+--+小油滴小油滴++++----小油滴小油滴++++----2.静电喷漆接负高压的涂料雾化器-----------------++++工件▲用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，油漆微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷漆。3.激光打印机传送指令硒鼓旋转带负电静电潜像吸引墨粉打印纸吸走墨粉墨粉黏结在纸上硒鼓称为绝缘体4.静电复印▲利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。03静电的危害讨论交流：你知道为什么用化纤布料制成的衣物容易吸附灰尘吗？秋冬时节，空气干燥。化纤衣服摩擦产生静电，但是由于空气干燥，所以静电没有途径流走，积留在衣服上，所以会吸附灰尘。静电有时给人类生活和生产带来很多危害和麻烦。由于静电极易产生并且形成较高的电压，因此静电危害极为常见。1.雷雨云的雷鸣电闪可能造成人畜伤亡，击毁树木房屋、造成停电、酿成飞行事故、干扰无线电通信。2.引起爆炸和火灾在存放易燃易爆品或产生粉尘、油雾较多的生产场所，静电火花极易点燃这些易燃物质，引起爆炸和火灾。3.引起电子设备故障造成电磁干扰，静电放电可能导致火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的运行4.击穿集成电路和精密的电子元件5.静电在工业中的危害电子工业吸附灰尘，造成集成电路和半导体的污染，降低成品率塑料工业使片材或薄膜收卷不齐，影响品质造纸印刷工业纸张收卷不齐，套印不准，吸污严重，甚至纸张黏结，影响生产纺织工业造成根丝飘动、缠花断头、纱线纠结煤炭工业引起瓦斯爆炸，导致矿井报废，甚至造成人员伤亡静电引起的危害给人类带来巨大的损失，因此预防静电可能产生的各种危害受到各界的高度关注。依照不同企业和不同作业对象的实际情况，制订相应的对策和措施。1.导走多余电荷，避免静电积累。04静电危害的防治2.调节空气的湿度也是防治静电危害的有效办法3.在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风、消除静电火花的引爆条件使十分重要的防静电措施。4.给导体加一个金属尖端，就能把积累的电荷由尖端放走，这称为尖端放电。拓展：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，即使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。1.(多选)下列关于静电的说法中正确的是(

)A.静电植绒是利用异种电荷相吸引而使绒毛吸附在底料上B.静电空气清新器是消除静电的电器C.电疗针灸是静电在医学上的应用D.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了避免静电对飞机造成危害AD2.《汉书·西域记》中有“元始中(公元3年)……矛端生火”的记载。晋代《搜神记》中也有相同记述:“戟锋皆有火光,遥望如悬烛。”《光绪嘉兴府志》记载:“万历三十九年六月三十日,夜,东塔放金光,若流星四散。”关于这些记载,下列说法正确的是(

)A.“矛端生火”是说长矛的一端着火了B.“戟锋皆有火光”可能是反射的星光C.“东塔放金光”说的应该是闪电D.这些都是记载的历史上的尖端放电现象D3.在医疗手术中,为防止麻醉剂乙醚爆炸,地砖要用导电材料制成,医生、护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套,一切设备要良好接地,甚至病人身体也要良好接地,这样做是为了(

)A.消除静电 B.除菌消毒 C.应用静电 D.屏蔽静电A4.(多选)如图1,高大建筑物上通常都装有避雷针,雷雨天气时避雷针发生尖端放电现象,中和空气中的电荷,达到避免雷击的目的。图2是某次避雷针放电时的电场线分布,电场线关于直线ac对称。下列说法