【課件】靜電的防止和利用+課件高一下學(xué)期物理人教版(2019)必修第三冊(cè)

岳陽(yáng)縣第一中學(xué)——閔佳智課堂導(dǎo)入為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？課堂導(dǎo)入在我們身邊到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運(yùn)動(dòng)等過(guò)程都可能產(chǎn)生靜電。靜電與我們的生活密不可分。靜電有其有利的一面，也有有害的一面。為做好靜電的防止和利用，我們需要先學(xué)習(xí)靜電平衡。01靜電平衡如圖，把一個(gè)不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放電電場(chǎng)強(qiáng)度為E的電場(chǎng)中。導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？由于靜電感應(yīng)，在導(dǎo)體AB

側(cè)的平面上將感應(yīng)出負(fù)電荷，在CD

側(cè)的平面上將感應(yīng)出正電荷?！?.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)。01靜電平衡——-+-+-+導(dǎo)體兩側(cè)出現(xiàn)的正、負(fù)感應(yīng)電荷，感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與電場(chǎng)強(qiáng)度E0

方向相反的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度為E′。2.導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場(chǎng)。01靜電平衡感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)減弱。在疊加后的電場(chǎng)作用下，仍有自由電子不斷運(yùn)動(dòng)，直到導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝03.靜電平衡：導(dǎo)體中無(wú)電荷定向移動(dòng)的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài)。-+-+-+-+-+01靜電平衡感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)減弱。在疊加后的電場(chǎng)作用下，仍有自由電子不斷運(yùn)動(dòng)，直到導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝03.靜電平衡：導(dǎo)體中無(wú)電荷定向移動(dòng)的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài)。-+-+-+-+-+02靜電平衡的特點(diǎn)-+-+-+-+-+2.處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為0。1.金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時(shí)間是非常短暫的。02靜電平衡的特點(diǎn)-+-+-+-+-+3.導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電場(chǎng)線分布，外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。若場(chǎng)強(qiáng)方向跟該點(diǎn)的表面若不垂直，則沿該點(diǎn)的表面就有一場(chǎng)強(qiáng)分量，電荷在這一場(chǎng)強(qiáng)分量作用下就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)處于靜電平衡狀態(tài)了。處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體中的電荷又是怎樣分布的呢？03尖端放電1.靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷（凈電荷），電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，在導(dǎo)體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即單位面積電荷量多），周圍的場(chǎng)強(qiáng)越大。均勻球形導(dǎo)體枕形導(dǎo)體03尖端放電原理使空氣分子中的正負(fù)電荷分離，這個(gè)現(xiàn)象叫作空氣的電離。導(dǎo)體周圍的強(qiáng)電場(chǎng)使空氣中殘留的帶電粒子發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng)帶電粒子與氣體分子碰撞使氣體分子中的正負(fù)電荷分離03尖端放電原理導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，因此，使空氣分子電離的現(xiàn)象更容易發(fā)生在導(dǎo)體的尖端

導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，這相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷。這種現(xiàn)象叫作尖端放電。04尖端放電應(yīng)用避雷針導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場(chǎng)強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)分子中正負(fù)電荷分開(kāi)正負(fù)電荷奔向異種電荷相當(dāng)于尖端失去電荷尖端放電04尖端放電應(yīng)用1.避免：尖端放電會(huì)使高壓設(shè)備上電能損失，故高壓設(shè)備導(dǎo)體的表面都是非常光滑。2.現(xiàn)象：夜間高壓線周圍出現(xiàn)的綠色光暈，俗稱電暈，這是一種微弱的尖端放電現(xiàn)象。高壓輸電設(shè)備04尖端放電應(yīng)用汽車接地導(dǎo)電帶火花塞思考討論處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。如果放入靜電場(chǎng)的是一個(gè)空腔導(dǎo)體，電荷分布又有什么特點(diǎn)呢？-+-+-+-+-+05靜電屏蔽由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零，相當(dāng)于遮擋了外界電場(chǎng)對(duì)它內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。05靜電屏蔽：外屏蔽導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電場(chǎng)的影響外電場(chǎng)空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場(chǎng),使空腔內(nèi)物體不受外電場(chǎng)影響?？涨粚?dǎo)體屏蔽外電場(chǎng)屏外不屏內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電場(chǎng)的影響屏外不屏內(nèi)①現(xiàn)象：由于靜電感應(yīng)，驗(yàn)電器箔片張開(kāi)。將驗(yàn)電器放入導(dǎo)體網(wǎng)罩內(nèi)部后驗(yàn)電器箔片不張開(kāi)，即外部電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體內(nèi)部。07靜電吸附05靜電屏蔽：內(nèi)屏蔽當(dāng)把導(dǎo)體殼接地后，＋q在殼內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)殼外空間就沒(méi)有影響了，如圖乙所示.06靜電屏蔽：本質(zhì)實(shí)質(zhì)：靜電屏蔽實(shí)質(zhì)是利用靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零，即所謂屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零。06靜電屏蔽的應(yīng)用電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層金屬等。06靜電屏蔽的應(yīng)用野外高壓輸電線受到雷擊的可能性很大，所以在三條輸電線上方還有兩條導(dǎo)線，它們與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來(lái)，使其免遭雷擊。06靜電屏蔽的應(yīng)用電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋，可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。07靜電吸附靜電除塵的原理：帶電粒子在電場(chǎng)中受到靜電力作用向著電極運(yùn)動(dòng)，最后被吸附在電極上。++++----小油滴小油滴靜電除塵07靜電吸附靜電噴漆用接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面接負(fù)高壓的涂料霧化器-----------------++++工件07靜電吸附靜電復(fù)印利用有機(jī)光導(dǎo)體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應(yīng)的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉(zhuǎn)印到紙上。小試牛刀某科學(xué)博物館有一個(gè)令人印象深刻的實(shí)驗(yàn)演示：將人安置在一個(gè)巨大的金屬籠內(nèi)，即使外加于金屬籠的高電壓產(chǎn)生巨大火花，金屬籠內(nèi)的人依然毫發(fā)無(wú)傷。依據(jù)前述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若將一導(dǎo)體球殼置于電場(chǎng)中，則下列電力線分布示意圖，何者正確？（各選項(xiàng)中實(shí)線代表不偏折的電力線，虛線代表垂直射入或穿出導(dǎo)體球殼表面的電力線）（）A．

B．C．D．E．D小試牛刀電子墨水屏電紙書(shū)具有紙質(zhì)書(shū)籍的閱讀體驗(yàn)。其原理主要是電子墨水屏表面附著很多體積很小的“微膠囊”，封裝了帶有電荷的黑色顆粒和白色顆粒，底部電極接有如圖所示的電源，使黑色和白色的顆粒有序排列，從而呈現(xiàn)出黑白分明的可視化效果。下列說(shuō)法正確的有（）A．圖中白色顆粒帶有正電，黑色顆粒帶有負(fù)電

B．當(dāng)畫(huà)素顏色變化（黑白反轉(zhuǎn)）時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)白色顆粒做正功，對(duì)黑色顆粒做負(fù)功C．當(dāng)畫(huà)素顏色變化（黑白轉(zhuǎn)換）時(shí)，白色顆粒電勢(shì)能增加，黑色顆粒電勢(shì)能減少

D．除維持亮度外，電子墨水屏只有在畫(huà)素顏色變化時(shí)才消耗電能小試牛刀A、由圖可知，黑色顆粒被負(fù)電極吸引，所以黑色顆粒帶有正電荷，白色顆粒被正電極吸引，所以白色顆粒帶有負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；BCD、當(dāng)畫(huà)素顏色變化（黑白反轉(zhuǎn)）時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)白色顆粒、黑色顆粒均做正功，它們的電勢(shì)能減少，所以除維持亮度外，電子墨水屏只有在畫(huà)素顏色變化時(shí)才消耗電能，故BC錯(cuò)誤，D正確。小試牛刀關(guān)于圖中四幅圖像的說(shuō)法正確的是（）A．甲圖中，將帶正電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體，再沿圖中虛線將導(dǎo)體分割成A、B兩部分后，A所帶電荷量小于B所帶電荷量

B．乙圖中，用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái)，使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，箔片會(huì)張開(kāi)

C．丙圖中，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔的內(nèi)外表面感應(yīng)出等量異種電荷，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔C電場(chǎng)強(qiáng)度為0

D．丁圖中，將尖銳的金屬棒安裝在建筑物的頂端并通過(guò)導(dǎo)線與大地相連制成避雷針，利用的是尖端放電原理小試牛刀A．甲圖中，將帶正電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體，再沿圖中虛線將導(dǎo)體分割成A、B兩部分后，根據(jù)電荷守恒定律，A所帶電荷量等于B所帶電荷量，故A錯(cuò)誤；B．乙圖中，用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái)，由于金屬網(wǎng)罩的靜電屏蔽，帶電金屬球靠近驗(yàn)電器時(shí)，箔片不會(huì)張開(kāi)，故B錯(cuò)誤；C．丙圖中，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體腔的外表面感應(yīng)出等量異種電荷，內(nèi)表面沒(méi)有電荷，導(dǎo)體殼內(nèi)空腔C電場(chǎng)強(qiáng)度為0，故C錯(cuò)誤；D．丁圖中，將尖銳的金屬棒安裝在建筑物的頂端并通過(guò)導(dǎo)線與大地相連制成避雷針，利用的是尖端放電原理，故D正確?？偨Y(jié)歸納一、靜