静电防止与利用（高中物理教学课件）完整版7

加油向未来04.静电防止与利用图片区知识回顾：问题：金属内部的微观结构是怎样的？正离子都在自己的平衡位置附近振动，自由电子穿梭其中。问题：将带电体C靠近用绝缘柱支持的导体A、B时，会发生什么现象？把C电荷移近不带电的导体时，近端带异种电荷，远端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。问题：把一块导体放在电场中会产生什么现象？把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为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。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′。这两个电场叠加，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，导体达到静电平衡状态。处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0。1.定义：放入电场中的导体，内部自由电子不再发生定向移动的状态叫静电平衡状态。（表面也没有电荷定向移动）

注意：①处于静电平衡状态的导体内部的场强处处为零②处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面③导体外表面场强方向跟该点的表面垂直※地球是一个大的导体，可以认为处于静电平衡状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。一.静电平衡：观察实验，分析导体的电荷分布的特点。①静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。②在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。一.静电平衡：如图：让验电器B带电，上方改成一圆筒C。用一不带电的金属小球D接触C外表面，然后再与左边的验电器接触，金属箔会张开吗？为什么？会，因为电荷分布在导体表面。如果让金属小球D接触C内表面，然后再与左边的验电器接触，金属箔会张开吗？为什么？不会，因为内部没有电荷。一.静电平衡：1.电离：导体电荷聚焦在尖端，尖端周围的强电场使空气分子中的正负电荷分离。这个现象叫作空气的电离。2.尖端放电：与导体尖端所带的电荷符号相反的带电粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。二.尖端放电应用：避雷针将尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触，就成为避雷针。当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。二.尖端放电什么要安装避雷针二.尖端放电雨天为什么不能站在树下二.尖端放电防止：高压设备1.避免：尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备中导体的表面应该尽量光滑。2.现象：夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。二.尖端放电例1.在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形。这是为什么？与此相反，验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？燃气灶：应用尖端放电验电器：防止尖端放电本课开头视频为什么汽车里的人会安然无恙？金属网罩或者金属外壳有什么作用？1.会张开，由于静电感应，验电器的金属球带上异种电荷，金属箔带上同种电荷，所以会张开。2.不会张开，在金属网罩的作用下，内部处于静电平衡状态，内部场强外外为零，验电器不会产生静电感应现象，金属箔不会带电，故不张开。1.定义：由于静电平衡导致金属网罩或金属壳内的的场强为零，可以保护内部的电子元件不受外界电场对它的影响，这种现象叫做静电屏蔽。三.静电屏蔽2.外屏蔽：导体外部的电场不影响导体内部三.静电屏蔽3.内屏蔽：导体内部的电场不影响导体外部当把导体壳接地后，电荷q在壳内的电场对壳外面空间就没有影响了。同时外界电场对壳内也无影响，所以这种屏蔽也叫做全屏蔽。三.静电屏蔽应用：电学仪器和电子设备金属外壳，通讯电缆外面金属网或者铅皮，防静电屏蔽袋，高压工作服……三.静电屏蔽应用：野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有两条导线，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，使其免遭雷击。三.静电屏蔽静电的危害：静电的危害可能随时发生。例如，医院手术台上，静电火花有可能引起麻醉剂爆炸；煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸……因此，静电的危害必须引起人们的警惕。为了消除静电，否则产生火花会引起爆炸。静电吸附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。四.静电吸附2.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，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。四.静电吸附3.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。四.静电吸附例2.在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图，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，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。起电机摇动时，塑料瓶内哪里电场强度最大？是锯条附近还是金属片附近？若锯条接电源负极，金属片接正极，这些烟尘最终到哪里去了？金属片锯条瓶壁瓶内俯视图锯条附近的电场强度最大。因为尖端电荷更密集，所以电场强度大。烟尘最终会到金属片上。因为空气被电离后自由电子吸附到烟尘上，使烟尘带负电，烟尘在电场力的作用下向接正极的金属片运动。+_例3.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷。图中的哪一个能正确表示其电场分布的情况()B例4.把原来不带电的金属球壳B的外表面接地，将一个带正电的小球A从小孔中放入球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后，则（）A.球壳B的空腔中场强处处为零。

B.球壳B不带电。

C.球壳B的内，外表面电势相等。

D.球壳B的电势为零。CD例5.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的固定的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，如图所示，于是有()A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变B例6.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，下叙说法正确的是（）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例7.如图所示，在一个半径为R的均匀金属球壳左侧M点放置一个带电量为-q的点电荷，O点为球壳的球心，已知M、O、N三点在一条直线上，OM＝2R，ON＝R/2。

静电力常量为k，球壳上感应电荷在N点产生的电场强度大小为（）A.B.C.D.A例8.疫情以来，我们上学每天戴口罩。口罩中间层的熔喷布是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（）A．静电屏蔽 B．尖端放电C．静电感应和静电屏蔽 D．静电感应和静电吸附D例9.某研究性学习小组学习电学知识后对电工穿的高压作业服进行研究，发现高压作业服是用铜丝编织的，下列各同学的理由正确的是（）A．甲认为铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．乙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使身体能够导电，对人体起保护作用C．丙认为电工被铜丝纺织的衣服包裹，使