静电的防止与利用高二上学期物理人教版必修第三册

秒出助手9.4

静电的防止与利用第九章静电场及其应用人教版（2019）·高中物理必修三010203静电的防止和应用—学习目标（1）通过分析静电除尘、静电复印、避雷针等实例，培养学生从物理原理推导实际应用逻辑的建模思维。（2）能够辩证分析静电的利与弊，学会用对立统一的思维看待物理现象，提升问题分析与归纳推理能力。（1）通过课堂小实验、情景探究活动，引导学生观察静电现象、探究静电应用与防护的核心条件。（2）鼓励学生结合生活经验，自主发现生活中的静电问题，尝试提出简易的静电防护或利用方案，培养创新应用意识。04（1）感受物理知识对工业生产、日常生活、安全防护的重要价值，激发物理学习兴趣。（2）了解静电灾害的危害，树立安全用电、科学防护的意识，培养学以致用、敬畏科学的科学态度。（1）理解静电吸附、静电放电等核心原理，明确静电产生的利弊本质，建立“静电现象源于电荷转移与电场作用”的认知观念。（2）掌握常见静电应用与防止的工作原理，能准确区分生活、工业中静电的利用场景和防护场景。物理观念科学探究科学态度科学思维重难点静电的防止和应用—重难点（1）静电的常见应用：静电除尘、静电复印、静电喷漆、静电植绒的工作原理。（2）静电的防止方法：接地放电、增加湿度、避雷针、中和静电的原理与应用场景。（1）区分不同静电应用场景的核心物理原理，理清“静电吸附”与“静电中和”的差异。（2）理解避雷针的工作本质（尖端放电原理），突破“避雷针是避雷”的认知误区，明确其是主动释放电荷、中和云层静电。（3）结合实际场景，灵活分析静电利弊并选择对应的处理方法。01重点02难点01目录尖端放电静电平衡0203静电屏蔽04静电吸附情景导入

通过视频，相信你已经知道加油前为什么要触摸一下静电释放器，可其中蕴含什么物理原理呢？静电释放器第一部分静电平衡静电平衡—金属导体的微观结构金属导体的微观结构电子原子核

金属导体内部的外层电子与带正电的原子核间的相互作用比较弱，故容易脱离且在金属内部游离，称为自由电子，金属导体的整体就是由大量的在平衡位置附近做无规则热振动的正离子和无规则热振动的自由电子组成。思考：那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？静电平衡—电场中的导体如图，把一个不带电的金属导体ABCD放入电场强度为E0的电场中。由于静电感应，在导体AB侧的平面上将感应出负电荷，在

CD侧的平面上将感应出正电荷。—————————静电平衡—导体内部电场的形成——-+-+-+导体两侧出现的正、负电荷在导体内部产生与电场强度E0

方向相反的电场，其电场强度为E′。静电平衡—静电平衡的产生感应电荷的电场和外电场叠加，使导体内部的电场减弱。在叠加后的电场作用下，仍有自由电子不断运动，直到导体内部各点的电场强度E＝0为止，导体内的自由电子不再发生定向移动。这时我们说，导体达到静电平衡。静电平衡—静电平衡的定义、特点2.静电平衡的特点：（1）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。（2）导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。1.静电平衡状态的定义：放入电场中的导体，最终会达到没有电荷定向移动的状态，这种状态叫静电平衡状态。----＋＋＋＋E＝0第二部分尖端放电尖端放电—尖端放电现象尖端放电—导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布特点：结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。结论2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大。均匀球形导体枕形导体原来，导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。这种特点可以加以应用吗？尖端放电—尖端放电现象尖端放电—尖端放电的原理1、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。2、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。尖端放电—尖端放电的应用避雷针电子打火器尖端放电—尖端放电的应用导体尖端电荷密度大尖端周围电场强空气电离正负电荷奔向异种电荷尖端失去电荷尖端放电空气中残留带电粒子剧烈运动将闪电导入大地第三部分静电屏蔽静电屏蔽—引入静电屏蔽—定义由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种现象叫做静电屏蔽。静电屏蔽—法拉第笼静电屏蔽—应用1.电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作用，使人安全作业。2.三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。静电屏蔽—静电屏蔽的两种情况及其本质空腔导体可以屏蔽外电场,使空腔内物体不受外电场影响。1.屏蔽外电场本质：外电场与感应电荷产生的电场，在空腔内叠加，合场强为零静电屏蔽—静电屏蔽的两种情况及其本质2.屏蔽内电场①导体壳没有接地时处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，空间电场的电场线起于场源正电荷，终于导体壳内表面负电荷，再起于导体壳外表面正电荷，终于无穷远，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。②导体壳接地后，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，空间电场起于场源正电荷终于导体壳内表面负电荷，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。本质：仍然是静电感应，导体内表面感应电荷与壳内电场在导体壳表面以外空间叠加结果为零。第四部分静电吸附静电吸附—应用（1）静电除尘

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

静电吸附—应用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。静电喷漆（2）静电喷漆静电吸附—应用（3）静电复印

复印机也应用了静电吸附。复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。静电复印的工作流程如下：充电曝光显影转印放电课堂小结知识

梳理静电平衡静电吸附定义：放入电场中的导体，最终会达到没有电荷定向移动的状态，这种状态叫静电平衡状态静电平衡的特点：（1）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。（2）导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。静电除尘、静电喷漆、静电复印静电屏蔽尖端放电由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内的场强为零，相当于遮挡了外界电场对它内部的影响，这种现象叫做静电屏蔽。1、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。2、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。课堂练习1.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A.A、B两点场强相等，且都为零B.A、B两点的场强不相等C.感应电荷产生的附加场强的大小为EA<EBD.当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动．AD课堂练习C课堂练习3.2023年8月15号，一群游客在新疆吐鲁番某沙漠景区自驾游。兴致正浓时天色突变，眼见雷雨将至，随后沙丘高处的几名游客头发直立如同刺猬一般，如图所示。此时为了保障人身安全，下列避险方式最为有效合理的是（）A．躲进汽车里

B．往沙漠高处跑C．用水将头发淋湿 D．蹲下并用手触摸地面A课堂练习4.（多选）如图所示，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，瓶内的金属片和锯条的情况如图所示（俯视图）。将锯条与起电机的负极相连，金