第4节静电的防止与利用

第4 节静电的防止与利用物理观念物理观念科学思维科学探究1.知道什么是静电平衡状1.核心会依据静电素养的导体特点。2.平衡条件求2.查阅并搜集资料，生的场强。蔽现象及其成因。］(1)(2)如下图，当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内(2)如下图，当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内的自由电子受到静电力的作用，将向着与电场相反的方向定①这种定向移动是无休止的吗？②电荷的移动对导体内部的电场有影响吗？而使导体两端消灭等量异种电荷的现象。静电平衡状态导体中()静电平衡状态下导体的特点处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。(2)外表处的电场强度不为零，方向跟导体外表垂直。(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(2)()越大，凹［思考推断］(1)处于静电平衡状态的导体，外表处的电场强度不为零，方向跟导体外表(×)由于外电场和全部感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0。()

0，所以处

()?()但是当飞机患病雷击时，电流可以从雷电云到达飞机头部，纵向流过机身外壳，最终从机尾么吗？甲乙运动，使分子中的正负电荷分别的现象。导体从尖端失去电荷的现象。尖端放电的应用与防止：应用：避雷针是利用尖端放电避开雷击的一种设施。防止：高压设备中导体的外表尽量光滑会削减电能的损失。(网)0()内的仪器不会产连。用。应用实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电植绒等。［思考推断］避雷针能避开建筑物被雷击是由于云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。(×)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。(×)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。 (√)静电感应的因果关系空腔都会成为一个整体，小球成了这个整体的外部，故小球都会带电。般的电子打火装置、避雷针、工业烟囱除尘的装置利用的都是尖端放电的原理壳内两种电场并存，矢量和为零。核心要点对静电平衡的理解［观看探究］(1)(1)自由电子定向移动的缘由是什么？定向移动的方向如何？(2)自由电子能否始终定向移动？为什么？(1)自由电子受外加电场的静电力作用而移动，向着与电场相反的方(2)不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止。［探究归纳］静电平衡实质(1)在到达静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧消灭感应合〔2〕E＝0。合静电平衡状态的特点〔1〕处于静电平衡状态下的导体的特点合①导体内部某处感应电荷产生的场强E′与四周原电场场强E大小相等，方向相反，两者E合②电场线与导体外表垂直。〔2〕静电平衡状态下的导体的电荷分布特点①净电荷都分布在导体的外外表，导体内部没有净电荷。②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，远同近异，如图甲所示。③净电荷在导体外表分布不均匀，导体外表锋利处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示。［试题案例］［例1］长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如下图。当棒到达静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于 ，方向为 。q〔q在该点形成的电场E0〕〔E′，〕E′＝－E0E′，E′＝－E0＝－

kql

2＝－4kq

2E′E0方向相反，即方向向左。

〔R＋2

〔2R＋l〕4kq答案 2R＋l〕2 向左方法凝炼求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法(1)E外的大小和方向。(2)满足静电平衡条件

由于导体处于静电平衡状态，则E合＝0(3)由E外＋E感＝0，求出感应电场E感的大小和方向。［针对训练1］在真空中有两个点电荷A和B，电荷量分别为－Q2Q2lO有一个半径为r(r?l)的空心金属球，且球心位于O点，如下图，则球壳上的感应电荷在O处的场强的大小为多少？方向如何？O0l A、B两点电荷在O处所产生的合场强等大、反向，即E＝E＋BkQ2＋k2Q2l l3kQ，、B在O处产生的场强方向向左，所以E感向右。l3kQ答案l2

方向向右

核心要点 静电屏蔽1.(1)电梯是什么材质的，能否被看成是金属容器？(2)王明刚搬了家，可每次进入电梯里手机总打不通，这是为什么？(1)电梯是用不锈钢板做成的，可以看成金属容器(2)电梯可以看成金属容器，起到了屏蔽作用。2.在如下图的试验中，验电器的金属箔片能张开吗？为什么？A中不会张开，金属网可以屏蔽外电场；中会张开，由于金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响；中不会张开，由于金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响。［探究归纳］静电屏蔽的两种状况类别 导体外部电场不影响导体内部 接地导体内部的电场不影响导体外部图示实现过程屏蔽外电场的作用最终

蔽内电场的作用导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响结论静电感应与静电平衡，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘体本质［试题案例］［2］AC(不和球壳内壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如下图，则AB往右偏离竖直方向AB往右偏离竖直方向AB的位置不变A和B的位置都不变AC负电。由于金属空心球壳C的外壳和带电小球B带异种电荷，所以B受C球壳的吸引往右偏离竖直方向。而由于空心球壳C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不AB正确。B[针对训练2]如下图，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从[针对训练2]如下图，A为空心金属球，B为金属球，A、B原来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中心，A球带负电荷，B球带正电荷ABB两球都带负电荷C.A、B两球都带正电荷解析CAA球中心。依据静电感应现象可知，AAA接地，由AAAAB时，无电荷移动，B球不带电。当带正电荷的C球从A球内移走后，A球内外表所带的负电荷移至外外表，所以此时A球带负电荷。由上述可知，选项B正确。B

核心要点 静电的应用与静电危害的防止如下图，在工厂里，靠近传送带的工人常常受到电击。经争论觉察，这是由于传送带在传送过程中带上了电解释为什么靠近传送带的物体会带电？(2)你可以用什么方法来解决这个问题？应也带上电。要避开这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导也不会再遭电击。［探究归纳］造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。静电对现代高周密度、高灵敏度击穿电子仪器的某些器件。防止静电危害的主要方法与途径尽量削减静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度。尽快把静电导走，防止静电积存，常用的最简洁方法是接地。实例地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷准时导走［试题案例］［3］)ABC正D正确。CD(1)要尽快导走多余电荷，避开静电积存，可用导线把设备接地(2)调整空气的湿度。(3)在易燃易爆气体和粉尘聚拢的场所保持良好的通风，消退静电火花的引爆条[3]()涂料微粒肯定带正电涂料微粒肯定带负电涂料微粒可能带正电，也可能带负电喷嘴与工件之间的电场为匀强电场场是非匀强电场，选项D错误；由题图知，待喷涂工件带负电，所以涂料微料应带正电AB、C错误。A()导体内部无任何电场外电场不能进入导体内部全部感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零外电场和全部感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零D正确。D()一般高压设备中导体的外表应当尽量光滑一般大路外表建筑得很平滑夜间高压线四周会消灭一层绿色光晕一般高楼大厦顶部装有避雷针A、C、D属于尖端放电现象，应选B。B3.〔避雷针的顶端做得很尖细

〔〕以下〕用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟平稳无恙超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成电视闭路线芯外常包有一层金属网A〔〕〔〕〔〕AABABCCD正确。ABD〔〕〔多项选择〕〔〕到达集尘极的尘埃带正电荷电场方向由集尘极指向放电极带电尘埃所受静电力的方向与电场方向一样同一位置带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大A、C错误BD根底过关电工穿绝缘衣比穿金属衣安全制作汽油桶的材料用金属比用塑料好小鸟停在单根高压输电线上会被电死打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危急ABC错误；打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项 D错误B一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆

MN，如EaEb、EcEaEb、Ec，Ea最大C.Ec最大

Eb最大D.Ea＝Eb＝Ec

a、b、c三点的场强都为零。处于静电平衡状态的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，MNa、b、cMN在这三点的场强。由于cMNMNcc点的场强也最大。正确选项C。C在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由()除菌消毒C.

消退静电利用静电D.防止漏电B(多项选择)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷不宜使用无防雷措施或防雷措施缺乏的电器及水龙头不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备固定和手提均可正常使用在原野，应远离树木和电线杆A、B、D正确，ABD()油罐车后有一条拖在地上的铁链条小汽车上有一根露在车面上的小天线在印染厂中保持适当的湿度0.05～0.07mm的不锈钢丝导电纤维B属于防止静电屏蔽。ACD()将电视机用一金属笼子罩起来将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地将高频热合机用一金属笼子罩起来将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地D正确。7.如下图，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，7.如下图，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，b、c、d各点的电场强度大小关系为()A.Ea>Eb>Ec>Ed B.Ea>Ec＝Ed>Eb感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加C.Ea>Ec>Ed>Eb D.Ea<Eb<Ec＝E感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加a处电cdcdbEa>Ec>Ed>Eb，C正确。C8.具有肯定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，以下四幅图画出了其(到达静电平衡，球壳的内外外表之间的导体内D选项正确D力量提升9.BQA，用细金属丝通B(B相碰)A()A.不带电D.可能带正电，也可能带负电BAA上也会感应出肯定量的负电荷C10.QPE′的方向在图中正确的选项是( )解析由于金属圆盘处于静电平衡状态， 金属圆盘内各点合场强为零，所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向。又由于点电荷的电场沿P点与点电荷的连线指向11.QO、M11.QO、MEOEMA.EO≠0EM＝0EO＝0EM≠0EO＝0EM＝012.如下图，把原来不带电的金属壳B的外外表接地，将一带正电的小球AB()A.B的空腔内电场强度为零12.如下图，把原来不带电的金属壳B的外外表接地，将一带正电的小球AB()A.B的空腔内电场强度为零B不带电B的外外表带正电B内外表有感应电荷分布，且由于A带正电，则B的内外表带负电，D正确，B、C错误；B的空AABAD13.)如下图，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带P()A.B端的感应电荷越来