第9章 第4节 静电的防止与利用（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版）

第4节　静电的防止与利用 [学习目标]　1.知道静电平衡，理解导体达到静电平衡状态时的基本特征(物理观念).2.了解尖端放电和静电屏蔽现象(物理观念).3.了解生产生活中静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理(科学态度与责任)． 知识点一　静电平衡 1．静电平衡状态：导体内的__自由电子__不再发生定向移动的状态． 2．静电平衡状态下导体的特点 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的__场强__处处为零． (2)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面__垂直__. (3)导体上的电荷只分布在导体的__外表面上__，并且在导体表面越尖锐的位置，电荷__密度__越大． 知识点二　尖端放电 1．空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷__密度__很大，导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，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：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被__吸引__，而与尖端上的电荷__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__会减少电能的损失． 知识点三　静电屏蔽 1．静电屏蔽 静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为__0__，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，金属壳的这种作用叫作__静电屏蔽__. 2．静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连． 知识点四　静电吸附 1．静电吸附：在电场中，带电粒子在__静电力__作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象． 2．静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程． 3．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__的工件运动，并沉积在工件表面． 4．静电复印：复印机应用了__静电吸附__的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，无光照时，OPC是__绝缘体__，受光照时变成导体． 1．判断下列说法的正误． (1)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零．(　　) (2)静电平衡时导体内的自由电子不再移动．(　　) (3)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．(　　) (4)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．(　　) 答案　(1)√　 (2)×　 (3)×　 (4)√ 2．处于静电平衡状态的导体，内部的电场______________.处于静电平衡状态的整个导体是个________，导体的表面为________. 答案　强度处处为零　等势体　等势面 考点一　对静电平衡的理解 【例题1】 (多选)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＝EB C．感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA<EB D．当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动 思维导引：处于静电平衡的导体，内部场强处处为0，导体内部各点的场强为合场强． 答案　D 解析　枕形导体在正点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场与点电荷的电场叠加，静电平衡时，导体内部电场强度处处为零，选项A错误；导体内部的电场强度处处为零，所以感应电荷产生的附加电场强度的大小与点电荷产生的电场强度的大小相等，方向相反，故EA>EB，选项B、C错误；当开关S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，中和导体B端多余的正电荷，选项D正确． 求解感应电荷电场的方法 【变式1】 如图所示，在球壳内部球心处放置带电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是(　　) A．A、B两点的场强均为零 B．EA＞EB＞EC C．EA＜EB＜EC D．EA＞EC＞EB 答案　D 解析　点电荷在球壳内、外表面感应出等量的异种电荷，即球壳内表面电荷量为－Q，球壳外表面电荷量为＋Q，且均匀分布，除球壳外，靠近球心处的场强大、远离球心处的场强小，球壳内部处于静电平衡状态，则场强为零，即B点场强为零，EA>EC>EB，选项D正确． 考点二　静电屏蔽 【例题2】 (多选)如图所示，一个不带电的导体球N置于空心导体球M附近，现将另一个带电荷量为Q的金属球放于空腔导体M内，则(　　) A．若M接地，N上无感应电荷 B．若M不接地，且M原来不带电，N上无感应电荷 C．若M不接地，且M原来不带电，