9.4 静电的防止与利用（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019必修第三册）

第4节 静电的防止 与利用 第九章 人教版 高中物理必修三 静电平衡 01 导体上电荷的分布 02 尖端放电 03 静电屏蔽 04 静电吸附 05 CONTENTS 目录 新课导入 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？ 静电有其有利的一面，也有有害的一面。为做好静电的防止和利用，我们需要先学习静电平衡。 新课导入 静电平衡 PART 01 E0 - - - - - - - - - 1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。 2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中产生反方向电场强度Eˊ。 - - - - - - - - E0 E' E' E' 静电平衡 01 E0 - - - E' - - - - 3.感应电荷的电场增到与外电场相等时E' =E0，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。 E0 - - - - - - - E=0 4.静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,叫静电平衡状态。 静电平衡 01 静电平衡的特点： 2.处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 3.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。 1.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 静电平衡的特点 02 那么，处于静电平衡状态下的导体中的电荷又是怎样分布的呢？ 导体上电荷的分布 PART 02 静电平衡时导体上电荷的分布特点： 结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 结论2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大。 实验演示1：法拉第圆筒（点击播放） 实验演示2：不规则带电体（点击播放） 导体上电荷的分布 均匀球形导体 枕形导体 静电平衡时导体上的电荷分布 导体上电荷的分布 原来，导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。这种特点可以加以应用吗？ 尖端放电 PART 03 ▲导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动 ▲带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离 强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。 尖端放电的原理 01 ▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离 ▲电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动 导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。 尖端放电的原理 01 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，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。 燃气灶的点火器 尖端放电现象 02 实验演示 03 - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动 分子中正负电荷分开 正负电荷奔向异种电荷 相当于尖端失去电荷 尖端放电 应用1：避雷针 生活应用 04 1.避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。 2.现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。 应用2：高压设备 生活应用 04 应用 3：汽车接地放电 生活应用 04 问题与思考 05 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？ 视频演示 06 静电屏蔽 PART 04 罩上金属网罩 导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 静电屏蔽 01 静电屏蔽的演示 02 电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属等。 静电屏蔽的应用 03 25 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。 静电屏蔽的应用 03 内屏蔽 外屏蔽 接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 内屏蔽与外屏蔽 04 武当山位于湖北省西北部，其主峰天柱峰屹立着一座光耀百里的金殿，全部为铜铸鎏金。 雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。 科学漫步 05 思考与讨论 静电虽然有危害，但也可以利用。你知道的应用有哪些呢？ 静电吸附 PART 05 静电除尘 01 我们一起来观察一个神奇的实验。这有一个透明圆筒，在它中心轴上安装了一根直导线，圆筒两侧放置金属板。将直导线和金属板分别与起电机的两极相连。我们先往透明圆筒中通入油烟。 摇动起电机，同学们注意观察实验现象。 31 静电除尘的原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后