物理人教版（2023）必修第三冊(cè)9.4靜電的防止與利用（共16張ppt）

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新課導(dǎo)入：

生活中的靜電…

在電梯里手機(jī)信號(hào)總是不好

新知講解：

一、靜電平衡

A

B

C

D

—

—

—

—

—

—

—

—

—

E外

1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象

把導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷在靜電力作用下定向移動(dòng)，而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象。

甲導(dǎo)體中自由電荷在電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)

E0

A

B

C

D

—

—

-

+

-

+

-

+

乙導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷，會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生反方向的電場(chǎng)

E感

新知講解：

一、靜電平衡

2.靜電平衡狀態(tài)

發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)E感和原電場(chǎng)E外在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，自由電子停止定向移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。

丙靜電平衡：導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=0，導(dǎo)體中無(wú)電荷定向移動(dòng)

E=E外–E感

E外

A

B

C

D

-

+

-

+

-

+

-

+

-

+

E感

抵消

E=0

新知講解：

一、靜電平衡

4.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)

(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。

(2)在導(dǎo)體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度越大。

3.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)

導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零；

導(dǎo)體為等勢(shì)體，表面為等勢(shì)面；

導(dǎo)體表面場(chǎng)強(qiáng)方向垂直表面；

新知講解：

二、尖端放電

1.電離

在一定條件下，導(dǎo)體尖端周?chē)膹?qiáng)電場(chǎng)使空氣中的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)，將中性的空氣分子撞“散”成正負(fù)電荷的現(xiàn)象。

2.尖端放電

導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)使附近空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。

3.應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。

防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體表面盡量光滑會(huì)減少電能的損失。

新知講解：

三、靜電屏蔽

如果放入靜電場(chǎng)中的是一個(gè)空腔導(dǎo)體，電荷分布又有什么特點(diǎn)？

1.靜電屏蔽

導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩)達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0(矢量和為零)，內(nèi)部?jī)x器不會(huì)受外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。

2.靜電屏蔽的應(yīng)用

電學(xué)儀器外面有金屬殼、野外高壓線(xiàn)上方還有兩條導(dǎo)線(xiàn)與大地相連。

E=0

新知講解：

三、靜電屏蔽

新知講解：

三、靜電屏蔽

3.靜電屏蔽的兩種情況

(1)屏蔽外電場(chǎng)：

(2)屏蔽內(nèi)電場(chǎng)：

實(shí)質(zhì)：靜電平衡

導(dǎo)體殼接地后，導(dǎo)體殼外的正電荷被大地負(fù)電荷中和。

新知講解：

四、靜電吸附

1.靜電吸附：帶電粒子在電場(chǎng)中受到靜電力的作用，向著電極運(yùn)動(dòng)，最后會(huì)被吸附在電極上。

2.應(yīng)用：靜電除塵、靜電噴涂、靜電復(fù)印、靜電植絨等。

靜電復(fù)印

靜電除塵

課堂小結(jié)

1.如圖金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上，能起到屏蔽外電場(chǎng)或內(nèi)電場(chǎng)作用的是()

課堂練習(xí)：

ABD

解析：

A中，由于金屬殼發(fā)生靜電感應(yīng)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，金屬殼起到屏蔽外電場(chǎng)的作用，A對(duì)；B中金屬殼同大地連為一體，同A一樣，外殼起到屏蔽外電場(chǎng)的作用；C中電荷會(huì)引起金屬殼內(nèi)外表面帶電，外表面電荷會(huì)在殼外空間中產(chǎn)生電場(chǎng)，即金屬殼不起屏蔽作用，C錯(cuò)；將金屬殼接地后，外表面不帶電，殼外不產(chǎn)生電場(chǎng)，金屬殼起屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用，D對(duì)。

2.靜電噴涂利用了電荷之間的相互作用，其噴涂原理如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()

A．涂料微粒一定帶正電

B．涂料微粒一定帶負(fù)電

C．涂料微?？赡軒д姡部赡軒ж?fù)電

D．噴嘴與工件之間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)

課堂練習(xí)：

A

解析：

根據(jù)電荷間的相互作用特點(diǎn)結(jié)合題目中原理圖分析。靜電噴涂的原理就是讓帶電的涂料微粒在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下被吸附到工件上，而達(dá)到噴涂的目的，噴嘴與工件之間的電場(chǎng)是非勻強(qiáng)電場(chǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由題圖知，待噴涂工件帶負(fù)電，所以涂料微料應(yīng)帶正電，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤。

3.將懸掛在細(xì)線(xiàn)上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不與球接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線(xiàn)上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖所示有()

A．A向左偏離豎直方向，B向右偏離豎直方向

B．A的位置不變，B向右偏離豎直方向

C．A向左偏離豎直方向，B的位置不變

D．A和B的位置都不變

課堂練習(xí)：

B

解析：

帶正電小球A放在不帶電空心球C內(nèi)，由于靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電，因此B所在處有電場(chǎng)，所以B在電場(chǎng)力作用下向右偏靠近C；由于空心球能屏蔽B球的電場(chǎng)，所以，A所在處場(chǎng)強(qiáng)為零，故A球不受電場(chǎng)力，位置不變。

4.兩個(gè)相同的空心金屬球M和N，M帶電荷量為－Q，N不帶電(M、N相距很遠(yuǎn)，互不影響)，旁邊各放一個(gè)不帶電的金屬球P和R，當(dāng)將帶正電荷量Q的小球分別放入M和N的空腔中時(shí)()

A．P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷

B．P、R上均沒(méi)有感應(yīng)電荷

C．P上有而R上沒(méi)有感應(yīng)電荷