第二章 第3节 静电的利用与防护-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（粤教版2019）

第三节　静电的利用与防护 1．了解静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒的工作原理． 2．知道尖端放电的原理，知道如何利用尖端放电． 3．知道如何防止静电危害． 一　静电喷涂 1．工作原理：利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷，并吸附于带正电荷的被涂物． 2．优点：涂层质量高、涂料利用率高、对使用者操作技巧要求低等． 二　静电除尘 1．结构：将高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上． 2．原理：正、负极间有很强的电场，使气体分子电离为电子和正离子．电子在向着正极(金属圆筒)运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使粉尘带负电，并被吸附到金属圆筒上，粉尘在筒壁积累到一定程度，在重力的作用下落入下面的漏斗中再被排出． 三　静电复印、静电植绒 1．静电复印技术：利用正、负电荷的吸引力进行油墨转移，其核心部件是一个有机光导体鼓的金属圆柱，其表面被涂上有机光导体(OPC)．没有光照射时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体． 2．静电植绒工作原理：利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质，通过使绒毛带上负电荷，令绒毛被吸引到带正电的被植体表面上． 四　尖端放电 1．空气的电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正、负电荷分离的现象． 2．尖端放电：放电针附近形成的强电场使空气发生了电离，电离后与放电针带异种电荷的电荷与尖端上的电荷中和，在这个过程中尖端电荷减少. 避雷针是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施． 五　防止静电危害 1．静电危害的分类：(1)静电力造成的不良后果； (2)静电火花引起的灾害． 2．防止静电危害的措施：(1)控制静电的产生；(2)把产生的电荷尽快导走． 判一判 (1)静电喷涂是使雾化的涂料微粒带上负电荷，并吸附于带正电的被涂物．(　　) (2)避雷针能避免建筑物被雷击，是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(　　) (3)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．(　　) (4)静电都是很微弱的．(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)√　(4)× 课堂任务1　静电现象的应用 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 活动1：静电现象在工业和生活中有很多重要的用途，你知道哪些？ 提示：静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒……. 活动2：想一想静电利用的基本原理是什么？ 提示：带电粒子在静电场中受到静电力作用． 1．静电喷涂 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的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作． 2．静电除尘 静电除尘是利用电荷相互作用的性质，把带有不同电性的粉尘从烟气中分离出来，再分类处理的过程．如图所示是一种实用的静电除尘设备图．把高压电源的正极接到金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上，它们之间有很强的电场，而且距离管心的金属线越近的地方，场强越大．因此，金属线附近的气体分子被强电场电离，成为电子和正离子．在电场力的作用下，正离子被吸引到负极(金属线)上；电子在向着正极(金属圆筒)运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使粉尘带负电，并被吸附到金属圆筒上．粉尘在筒壁积累到一定程度时，会在重力的作用下落入下面的漏斗中再被排出．此设备既可清洁环境，又可在除尘过程中回收有用物质． 3．静电复印 复印机的核心部件是有机光导体鼓的金属圆柱，它的表面被涂上有机光导体(OPC)。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体．复印机复印的工作过程如图所示． 4．静电植绒 静电植绒是利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质，通过使绒毛带上负电荷，令绒毛被吸引到带正电的被植体表面上．如图所示是给布匹静电植绒的工作流程图． 例1　处于强电场中的空气分子会被电离，使灰尘颗粒带电，利用此原理可以进行静电除尘．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，一枚细针与手摇起电机的负极相连，在铝板和细针中间放置点燃的蚊香．转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升．关于这个现象，下列说法中正确的是(　　) A．烟尘因为带负电而被吸附到细针上 B．某烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 C．某烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 D．若某烟尘颗粒在被吸附过程中电荷量不变，离铝板越近则加速度越大 实践探究　(1)烟尘是如何被电极吸附的？ 提示：烟尘吸附空气电离产生的电子而带负电，在静电力作用下被吸附到铝板上． (2)铝板与细针间的电场有什么特点？ 提示：电场由铝板指向细针，且越靠近细针电场越强． [规范解答]　空气被电离生成的电子在静电力的作用下向正极移动时，遇到烟尘颗粒而使烟尘颗粒