高二物理人教版导学案9.4静电的防止与利用（原卷版）

第4节静电的防止与利用导学案【学习目标】1.理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。2.了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的防止的原理。3.知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等技术中的应用。4.关注生活、生产中的静电现象，体会物理学与生产和生活的紧密联系。【学习重难点】学习重点：理解静电平衡的概念及特征。学习难点：应用静电平衡知识认识导体的电荷分布特点、尖端放电现象、静电屏蔽现象。【知识回顾】1、物体收到恒力作用时，其加速度的大小和方向均__________。若初速度为零，则物体做__________，运动方向__________。2、电场是__________，其叠加遵循__________。3、电场强度的定义式为__________，库仑定律的数学表达式为__________。4、在电场中，正电荷被__________吸引，负电荷被__________吸引。【自主预习】1、把导体放在静电场中，由于__________，导体中出现____________________的电场。当其与原电场大小__________时，导体内部各点的电场强度E＝__________，导体内的自由电子__________发生定向移动。这时，导体达到__________。2、静电平衡时，导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的__________。并且在导体外表面，越__________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__________。3、在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的__________分离。这个现象叫作__________。4、所带电荷与导体尖端的电荷符号__________的粒子，由于被__________而奔向尖端，与尖端上的电荷__________，这相当于导体从尖端__________电荷。这种现象叫作__________。常见的尖端放电现象发生在__________、__________上。5、在静电场中放入一个空腔导体，无论导体外部电场是什么样的，导体内部都__________电场，外电场对壳内的仪器__________产生影响，金属壳的这种作用叫作__________。常见的起到静电屏蔽作用的有__________、__________。6、常见的静电吸附的应用有__________、__________、__________。【课堂探究】新课导入：思考：自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？第一部分静电平衡思考1：导体的静电平衡是怎样建立的？①②③④①将导体放置在电场中，导体内的自由电荷在电场力的作用下将怎样运动？②自由电荷的定向移动会使得导体内部的电荷分布发生怎样的变化？又会带来什么影响？③随着自由电荷的不断定向移动，这种影响会怎样变化？最终会达到一个什么样的状态？④此时导体内部的合场强是多少？思考2：静电平衡的特点有哪些？第二部分导体上电荷的分布【视频】法拉第圆筒。思考1：上述视频说明了什么？【视频】不规则带电体。思考2：上述视频说明了什么？静电平衡时导体上的电荷分布如图所示。导体上越__________的地方电荷的密度越大，周围的场强__________。第三部分尖端放电思考1：尖端放电现象是怎样发生的？①②③④①②③④→导体尖端的__________使附近的空气电离，电离后的__________离子与尖端的电荷__________，这相当于导体从尖端__________电荷。这种现象叫作__________。思考2：尖端放电在生活中有哪些实际应用或现象？第四部分静电屏蔽提问1：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。如果放入静电场的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？【视频】静电屏蔽，法拉第笼。导体球壳内（或金属网罩）达到__________后，内部场强__________，__________外部电场的影响，内部的仪器__________外电场的影响，这种现象叫做__________。思考2：静电屏蔽在生活中有哪些实际应用或现象？电子仪器外套__________；通讯电缆外包一层__________等超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含__________的织物制成的。内屏蔽：接地的封闭导体壳，__________对__________没有影响。第五部分静电吸附【视频】静电吸附。思考1：静电除尘的原理是什么？①如图所示，极板A和电极B，哪里附近的空气更容易被电离呢？②极板A和电极B分别带什么电？③被电离的电子在A、B之间的电场中怎样运动？会带来什么影响？思考2：静电吸附的实际应用还有哪些？【自我测评】1．（2022·江苏·南京师大附中高一期末）下图是一种新颖的“静电”绝缘纤维布制成的预防新型冠状病毒肺炎口罩面料构成示意图。其中熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（）A．静电感应 B．摩擦起电 C．静电吸附 D．静电屏蔽2．（2022·江苏苏州·高一期中）国家电网检修人员利用直升机直接或通过绝缘绳索等间接方式将作业人员运载至线路故障位置开展带电检修。请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（）A．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用B．直升飞机内存在很强的电场C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用3．（2021秋·高二课时练习）如图，放在绝缘台上不带电的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C，若把一带有正电荷的绝缘体A移近金属罩B，则（）A．验电器C的金属箔片将张开B．金属罩B的右侧外表面带正电荷C．用导线连接金属罩B和验电器C的金属球，验电器金箔张开D．金属罩B左、右两侧电荷电性相同4．（2022·江苏·海门中学高一期中）在一次科学晚会上，小陶老师表演了一个“魔术”：如图甲，一个空塑料瓶中固定着一根细金属条（钢锯条）和一块易拉罐（金属）片，将金属片和钢锯条分别与静电起电机正负极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看到整个塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕，图乙为其俯视图。已知金属片是半径为R的圆弧，金属条恰好位于其圆心，两者的高度均为h。若匀速摇动起电机时，两极间的电压恒为U，则（）A．未摇动起电机时，烟尘在金属片与金属锯条之间下落的最大时间为2B．匀速摇动起电机时，金属片与金属锯条之间的电场强度为UC．室内空气湿度越大，实验效果越好D．烟尘最终被吸附到金属片上5．（2022秋·宁夏银川·高二银川二中校考期中）如图所示，将悬挂在细线上