【物理】静电的防止与利用课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx
第四节 静电的防止与利用第九章 静电场及其应用2023/11/27教学目标教学目标1 1.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性2 2.知道什么是静电屏蔽及其有关应用3 3.知道导体上电荷的分配规律4 4.了解尖端放电现象5 5.了解静电吸附的应用引入引入在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？静电平衡静电平衡如图所示,把一个不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子将发生定向移动,从而使导体两端出现等量异种电荷。请思考下列问题:(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？静电平衡静电平衡金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动。在导体的两个侧面上将出现正负电荷。导体两个侧面出现的正负感应电荷在导体内部产生的附加电场E与外加电场E0的方向相反。静电平衡静电平衡 附加电场阻碍自由电子的定向移动,只要外电场电场强度大于附加电场电场强度,自由电子的定向移动就会继续进行,导体两个侧面的感应电荷就会进一步增加,附加电场就会进一步增强,当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场强度等于0时,导体内的自由电子不再发生定向移动,导体达到了静电平衡公式：公式：E+EE+E0 0=0=0静电平衡:金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动。在导体的两个侧面上将出现正负电荷,直到导体内部各点的电场强度E=0,导体内的自由电子不再发生定向移动,这时导体达到静电平衡。静电平衡静电平衡1.处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为0。2.处于静电平衡的导体电荷只分布在导体的外表面,导体内部没有净剩电荷。形状不规则的导体外表面,电荷分布不均匀,电场强度也不相等。越尖锐的位置,电荷的密度越大,周围的电场强度越大。3.一个孤立的带电导体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状态,具有静电平衡的所有特点。处于静电平衡的导体的特点静电平衡静电平衡例1 如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形成的电场中,导体处于静电平衡状态。下列说法正确的是()A.导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度B.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA=EBC.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EAEBEC B.EA=EBECC.EA=EB=EC D.EAECEBA A解析:画出系统静电平衡后,空腔导体上感应电荷与导体内外的电场线的分布图如图所示,从图中可以看出:EAEBEC(C点在导体内部合电场强度为零)。B4.下列下列现象中象中,不属于防止静不属于防止静电危害的是危害的是()A.在很高的建筑物在很高的建筑物顶端装上避雷端装上避雷针B.在高大的烟囱中安装静在高大的烟囱中安装静电除除尘器器C.油罐油罐车后面装一根拖在地上的后面装一根拖在地上的铁链条条D.存放易燃品的存放易燃品的仓库的工人穿上的工人穿上导电橡胶做的防橡胶做的防电靴靴5.如如图所示所示,把原来不把原来不带电的金属壳的金属壳B的外表面接地的外表面接地,将一将一带正正电的小球的小球A从小孔中放入金属壳内从小孔中放入金属壳内,但不与但不与B接触接触,达到静达到静电平衡状平衡状态后后,则()DA.B的空腔内的空腔内电场强度度为0B.B不不带电C.B的外表面的外表面带正正电D.B的内表面的内表面带负电6.静静电在各种在各种产业和日常生活中有着重要的和日常生活中有着重要的应用用,如静如静电除除尘、静静电复印等复印等,所依据的基本原理几乎都是所依据的基本原理几乎都是让带电的物的物质微粒在微粒在电场作用下奔向并吸附到作用下奔向并吸附到电极上极上.现有三个粒子有三个粒子A、B、C从从P点向点向下射入由正、下射入由正、负电极极产生的生的电场中中,它它们的运的运动轨迹如迹如图所示所示,则()BA.A带负电荷荷,B带正正电荷荷,C不不带电荷荷B.A带正正电荷荷,B不不带电荷荷,C带负电荷荷C.A带负电荷荷,B不不带电荷荷,C带正正电荷荷D.A带正正电荷荷,B带负电荷荷,C不不带电荷荷7.在手在手术时,为防止麻醉防止麻醉剂爆炸爆炸,地地砖要用要用导电材料制成材料制成,医生和医生和护士要穿由士要穿由导电材料制成的鞋子和外套材料制成的鞋子和外套,一切一切设备要有良好的接地要有良好的接地,这是是为了了()A.除菌消毒除菌消毒B.防止防止漏漏电 C.利用静利用静电 D.消除静消除静电D1.静静电平衡状平衡状态:导体中体中(包括表面包括表面)不再不再发生定向移生定向移动.2.空气的空气的电离离:静静电平衡平衡时,电荷只分布在荷只分布在导体的外面表体的外面表.在在导体外表面体外表面,越尖越尖锐的位置的位置,电荷的荷的密度密度 ,周周围的的电场强度越大度越大.在一定条件下在一定条件下,导体尖端周体尖端周围的的 足以足以使空气中残留的使空气中残留的带电粒子粒子发生生剧烈运烈运动,并与空气分子碰撞从并与空气分子碰撞从而使空气分子中而使空气分子中的的 分离分离.这个个现象叫作空气的象叫作空气的电离离.3.尖端放尖端放电:空气空气电离后离后,那些所那些所带电荷与荷与导体尖端的体尖端的电荷荷符号符号 的的粒子粒子,由由于被吸引而奔向尖端于被吸引而奔向尖端,与尖端上的与尖端上的电荷荷 ,这相当于相当于导体从尖端失去体从尖端失去电荷荷.这种种现象叫作尖端放象叫作尖端放电.2.静静电屏蔽屏蔽:把一个把一个电学学仪器放在封器放在封闭的金属壳里的金属壳里,即使壳外即使壳外有有 ,但由于但由于壳内壳内电场强度保持度保持为 ,外外电场对壳内的壳内的仪器不会器不会产生影响生影响.金属壳的金属壳的这种作种作用叫作静用叫作静电屏蔽屏蔽.自由自由电子子越大越大强电场正正负电荷荷相反相反中和中和电场01.法拉第法拉第笼是一种用于演示静是一种用于演示静电屏蔽和高屏蔽和高压带电作作业原理的原理的设备.笼体与大地体与大地连通通.当当带有有10万伏高万伏高压的放的放电杆尖端接近杆尖端接近笼体体时,出出现放放电火花火花,这时笼体内的表演者用手触摸体内的表演者用手触摸笼壁接近放壁接近放电火花是否会触火花是否会触电?为什么什么?答案答案:不会不会.法拉第法拉第笼外壳是金属外壳是金属,能起屏蔽作用能起屏蔽作用,所以表演者在所以表演者在笼内是安全的内是安全的.2.请举例例说明静明静电屏蔽的屏蔽的应用和静用和静电的危害的危害.答案答案:静静电屏蔽的屏蔽的应用用:野外高野外高压输电线在三条在三条输电线上方上方还有两条有两条导线,它它们与大地相与大地相连,形成形成一个稀疏的金属一个稀疏的金属“网网”,把高把高压线屏蔽起来屏蔽起来,使其免遭雷使其免遭雷击.静静电的危害的危害:医院手医院手术台上台上,静静电火花有可能引起麻醉火花有可能引起麻醉剂爆炸爆炸;煤煤矿里里,静静电火花会引起瓦斯爆炸火花会引起瓦斯爆炸.3.请举例例说明静明静电吸附在生吸附在生产技技术上有哪些上有哪些应用用.答案答案:静静电除除尘、静、静电喷漆、静漆、静电复印复印.
