94 静电的防止与利用

课时教案第九单元 第5案 总第三案课题：§9.4静电的防止与利用【教学目标与核心素养】知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特征知道处于静电平衡的导体上电荷的分配规律知道尖端放电现象和静电平衡现象【教学重点】处于静电平衡状态导体的特征【教学难点】1.处于静电平衡状态导体的特征【教学过程】引入:加油站工作人员的工作服有专门的要求，必须是防静电面料或全棉面料，不允许穿化纤服装上岗操作，更不允许在加油站现场穿脱、拍打化纤服装，加油前还要摸一下静电释放器，为什么有这些要求；油罐车后面为什么要拖着一个小尾巴；下面两个图，一个是人站在一个用金属网制成的大笼子里，外面加上高压电，里面的人为什么会安然无恙？第二个图是高压线路工作人员带电作业，为什么工作人员是安全的？带着这些疑问我们一起来学习《静电的防止与利用》。【新课教学】一、静电平衡教师：把金属导体放到电场中，导体上会出现怎样的现象？如图示。4 C导体中的自由电荷在外电场的作用下会发生定向 移动，结果会在沿着电场强度方向的导体两端出现等量异种电荷。 .I•:,问题1.自由电荷移动聚集在导体两端，会出现怎样的结果？问题2.自由电荷是否会永远的定向运动下去？a'T骨

问题2.自由电荷是否会永远的定向运动下去？a'T骨

—■教师：自由电荷的移动会产生感应电场，方移动电荷越多，感应电场越强，根据电4-向与原电场方向相反，场的叠加，则合电场越弱，当合场强为零时，自由电荷停止运动，如右图所示。这种现象称为静电平衡。越弱，当合场强为零时，自由电荷停止运动，如右图所示。这种现象称为静电平衡。1.定义：导体中（包括表面1.定义：导体中（包括表面）没有电荷4-定向移动的状态，叫做静电平衡状态。2.静电平衡状态下导体的特点①导体是个等势体，导体表面为等势面②内部的场强处处为0，电势处处相等③导体表面附近的场强方向与导体表面垂直3.静电平衡状态下，导体上电荷的分布特点①电荷分布在导体的表面，内部没有净电荷内部有其它带电体的空腔导体，其内外表面均有净电荷分布。③导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。例1.如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为-2.静电平衡状态下导体的特点①导体是个等势体，导体表面为等势面②内部的场强处处为0，电势处处相等③导体表面附近的场强方向与导体表面垂直3.静电平衡状态下，导体上电荷的分布特点①电荷分布在导体的表面，内部没有净电荷内部有其它带电体的空腔导体，其内外表面均有净电荷分布。③导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。例1.如图所示，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为-Q和+2Q，它们相距为L，如果在两点电荷连线的中点0有W「一一L二一」…一.-二.一个半径为r（2rVL）AB的空心金属球，且球心位于0点，则球壳上的感应电荷在0点处的场强大小为12KQ2/L2，方向为水平向右。二、静电现象的防止与应用1.静电现象⑴尖端放电电离：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。尖端放电：带电体尖端附近的电场特别强，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电的现象。应用：避雷针（引雷针）是利用尖端放电保护建中设施（介绍工作原理）。筑物等免遭雷击的一(2)静电屏蔽回顾课前的问题，人在通高压电的金属网中安然无恙，电路检修工人带电作业。定义：如上所示的几种情况说明静电屏蔽是排除或抑制静电场干扰的措施。屏蔽的两种情况屏蔽外电场处于静电平衡状态的导体处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面，如果导体内部是空腔，内部没有净电荷，所以内部场强也处处为零。所以可以用来屏蔽外电场，使腔内的物体不受外电场影响。演示实验：用带电的金属球靠近静电计，然后把静电计用金属网笼子罩住，再靠近，发现罩住后指针不再偏转。屏蔽内电场⑶应用屏蔽内电场⑶应用野外高压输电，在三条输电线的上方还有两条导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。超高压带电作业的工人全身穿戴金属丝做成的衣服、帽子、手套、鞋子。电子仪器设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的铅皮。静电现象的应用学生阅读教材P21内容，了解静电现象的应用。⑴静电除尘：利用静电场的作用,使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附，并将尘粒从烟气中分离出来而将其去除。⑵静电喷漆：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，这些微粒向着正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。⑶静电复印、印刷技术：利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影，经一定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。⑷静电喷涂：利用静电吸附作用将聚合物涂料微粒涂敷在接地金属物体上，然后将其送入烘炉以形成厚度均匀的涂层。⑸静电纺纱：在纺纱过程中利用静电场对