9.4.2 静电的防止与利用(静电屏蔽、静电吸附) 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

§9.42 静电的防止与利用 (静电屏蔽、静电吸附) 第九章 静电场及其应用 1 知识回顾:静电的防止与利用 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)导体内部合场强处处为0, 导体表面的场强不为零 (2)电荷内部没有净电荷, 电荷只分布在导体的外表面 (4)电场线与导体表面垂直. (3)电荷在导体外表面分布不均匀, 越尖锐的位置电荷的密度 (单位面积的电荷量)越大, 周围的电场强度越大; 平滑处电荷分布稀疏, 凹陷处几乎没有电荷 3. 尖端放电 一、静电屏蔽 1.静电屏蔽:把一个电学仪器放在封闭的金属壳里, 即使壳外有电场, 但由于壳内电场强度保持为0, 外电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 注意:实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器, 金属网也能起到屏蔽作用。 一、静电屏蔽 2. 应用: 屏蔽服 屏蔽线 高压线屏蔽 屏蔽服、屏蔽线、高压线屏蔽 课堂探究二:在如图所示的实验中, 验电器的金属箔片能张开吗? 为什么? A B C 一、静电屏蔽 类别 外屏蔽: 导体外部电场不影响导体内部 内屏蔽: 接地导体内部的电场不影响导体外部 图示 实现 过程 因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合场强为零, 达到静电平衡状态, 起到屏蔽外电场的作用 当空腔外部接地时, 外表面的感应电荷因接地将传给地球, 外部电场消失, 起到屏蔽内电场的作用 最终 结论 导体内空腔不受外界电荷影响 接地导体空腔外部不受内部电荷影响 本质 静电感应与静电平衡, 所以做静电屏蔽的材料只能是导体, 不能是绝缘体 一、静电屏蔽 3.(静电屏蔽)(多选)如图所示,金属壳放在光滑的绝缘水平垫上,能起到屏蔽外电场或内电场作用的是( ) A B C D ABD [例3] 将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属球壳C内(不和球壳内壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近,如图所示,则( ) A.A往左偏离竖直方向,B往右偏离竖直方向 B.A的位置不变,B往右偏离竖直方向 C.A往左偏离竖直方向,B的位置不变 D.A和B的位置都不变 B 雷火炼殿 带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动, 最后被吸附在电极上。 二、静电吸附 1. 原理: 小油滴 小油滴 B附近的空气中气体分子被电离 电子在向着正极A运动的过程中,遇到油烟中的小油滴,会使油滴带负电 - - - - 带负电的小油滴在静电力的作用下,向着正极A运动,最后被吸附到正极A上 带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动, 最后被吸附在电极上。 二、静电吸附 1. 原理: 2. 应用: (1)静电除尘 (2)静电喷漆 接负高压的涂料雾化器 工件 用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电,在静电力的作用下,油漆微粒向着作为正极的工件运动,并沉积在工件的表面,这就是静电喷漆。 带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动, 最后被吸附在电极上。 二、静电吸附 1. 原理: 2. 应用: 带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动, 最后被吸附在电极上。 二、静电吸附 1. 原理: 2. 应用: (3)静电复印 利用有机光导体的光敏特性,让电荷排列组合成相应的文字图样,利用静电吸附吸上墨粉,再将墨粉图样转印到纸上。 静电的危害可能随时发生。例如,医院手术台上,静电火花有可能引起麻醉剂爆炸;煤矿里,静电火花会引起瓦斯爆炸…因此,静电的危害必须引起人们的警惕。 静电的危害: 油罐车的接地铁链 加油站的静电释放器 避免静电火花的危害: [针对训练2] 静电喷涂利用了电荷之间的相互作用,其喷涂原理如图所示,则下列说法正确的是( ) A.涂料微粒一定带正电 B.涂料微粒一定带负电 C.涂料微粒可能带正电,也可能带负电 D.喷嘴与工件之间的电场为匀强电场 A 5.(静电除尘)(多选)图为静电除尘器除尘机理的示意图.尘埃在电场中通过某种机制带电,在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的.下列说法正确的是( ) A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.电场方向由集尘极指向放电极 C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同 D.同一位置电荷量越多的尘埃所受的静电力越大 BD 1.静电给人们带来很多方便,但有时也带来很多麻烦,甚至造成危害。例如:印刷厂里,纸张之间摩擦带电,会使纸张吸附在一起,给印刷带来麻烦;印染厂里染织物上带静电,会吸附空气中的尘埃,使印染质量下降;制药生产中,由于静电吸引尘埃,使药品达不到预定纯度。 要采取措施防止以上事例中静电的影响,你会怎么做? 【详解】防止产生静电的措施一般都是降低放电的速度和强度,改造起电强烈的工艺环节,采用起电较少的设备材料等。最简单又可靠的办法是用导线把设备接地,这样