静电的防止与利用高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.4静电的防止与利用1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。2．掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。3．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。4．经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。学习目标新知导入在我们身边到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。静电与我们的生活密不可分。如图，复印机可以应用静电吸附作用复印资料新知导入思考：如图，是加油站里常见的“静电释放器”，你知道司机或工人提加油枪前为什么必须用手要触摸一下静电释放器吗？“静电释放器”可以把人体、金属、大地形成通路，将人体静电传入大地，这样就可以清除身体上的静电，防止发生火灾。今天我们就来学习静电的防止与利用。3.感应电荷的电场增到与外电场相等时，即E’=E时，自由电荷的定向移动停止。

-+-+-+-+4.导体内部场强E为零，导体内自由电子不在定向移动,就叫静电平衡状态。

-+-+-+-+-+

一、静电平衡导体内的自由电子不再发生定向移动，称为静电平衡状态。分布在导体两侧的正电荷和负电荷在导体内部产生一个与E0方向相反的电场E′，导体内部的合场强为E合＝E0－E′，当E′小于E0时，E合方向向右，受到库仑力作用，负电荷继续在导体左侧堆积，直到E合＝0，电子不在发生定向移动。这时我们说导体达到静电平衡状态。-------＋＋＋＋E′----＋＋＋＋E＝0静电平衡状态.A.B

导体内部场强处处为零导体是等势体,表面为等势面导体表面处场强方向必跟该点的表面垂直新知讲解

导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。静电平衡状态下导体的电场静电平衡时导体上的电荷分布特点：（1）导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。（2）在导体表面，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。思考、静电平衡时导体上的电荷分布在哪里？二、尖端放电1、电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场强度很大，空气中的带电粒子剧烈运动，从而使空气分子被撞“散”而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。2、尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。3、尖端放电的应用与防止(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑，减少电能的损失。思考与讨论观察尖端放电现象导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。再导体尖端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一样朝背离尖端的方向偏移。这就是尖端放电引起的后果。因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。与尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火焰偏移就是受到这种离子形成的“电风”吹动的结果。问题与思考：什么保护了他们？三、静电屏蔽▲超高压带电作业的工人在高压线上检修▲用金属丝线制成的防护服实验观察三、静电屏蔽实验现象三、静电屏蔽

当用金属网罩把验电器罩起来时，验电器箔片始终闭合。这是为什么呢？？思考+--++++--三、静电屏蔽理论分析

同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。

？做一做三、静电屏蔽理论分析

同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。

？做一做+--++++--金属导体壳壁W空腔CE=01、静电屏蔽现象：

处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。

可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。三、静电屏蔽▲屏蔽服▲屏蔽线▲高压线屏蔽三、静电屏蔽2、应用：屏蔽服、屏蔽线、高压线屏蔽静电喷漆：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工件运动，并沉积在工件表面，完成喷漆工作。四、静电吸附静电喷漆静电复印：复印机也应用了静电吸附，复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体（OPC）。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时，变成导体。复印机复印工作过程如下图。四、静电吸附充电曝光显影转印放电1.当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是()A.外电场E0消失

B.感应电荷产生的电场E′为零

C.导体内部合场强E内

=E0+E′=0D.导体表面和内部场强均为零C2.（多选）关于静电平衡，下列说法中正确的是()A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势一定相等B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向一定与导体的外表面垂直C．绝缘体也有静电平衡状态D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面ABD3．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷，用E表示球壳外任一点的场强，则()A．当＋Q在球壳中央时，E＝0B．不论＋Q在球壳内何处，E一定为零C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E一定为零D

1、处于静电平衡状态的导体的特点：3、尖端放电：

内部场强处处为零，电荷不再发生定向移动。（1）、导体内部没有电荷，电荷只分布在