第九章 4.静电的防止与利用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

4．静电的防止与利用 　　　　第九章　 静电场及其应用 学科 知识 1.静电平衡状态下导体的电场特点 2.尖端放电及其应用、防止 3.静电屏蔽的两种情况 4.静电的危害与利用 学科 能力 1.知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态 2.理解导体达到静电平衡时，净剩电荷只分布在导体表面且内部的电场强度处处为0 3.知道导体达到静电平衡时，导体上的电荷分布特点及尖端放电原理，会解释避雷针的原理 4.知道静电屏蔽及其应用 5.了解生产、生活中静电的利用与防护，知道静电吸附在生产生活中的应用。分析讨论静电在激光打印、静电喷雾和静电除尘等技术中的应用 学科 素养 1.物理观念：初步形成静电平衡、静电屏蔽的概念 2.科学思维：能对静电平衡状态下电荷的分布规律进行分析 3.科学探究：通过对处于静电平衡状态的导体中电场的性质分析认识静电屏蔽 4.科学态度与责任：通过对静电的了解，进一步认识其有利与危害之处 学习目标 知识点二　静电屏蔽 知识点一　静电平衡　尖端放电 知识点三　静电吸附 课时精练 随堂演练 内 容 索 引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 知识点一　静电平衡　尖端放电 索引 如图所示，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，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？ 提示：自由电子受外加电场的静电力作用而定向移动，向着与电场相反的方向定向移动。 (2)自由电子能否一直定向移动？为什么？ 情境导学 提示：不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止。 1．静电平衡 (1)概念：导体内的自由电子不再发生____________的状态。 (2)特点：处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为___。 (3)电荷的分布 ①静电平衡时，导体______没有净剩电荷，电荷只分布在导体的_________。 ②在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)______，凹陷的位置几乎没有电荷。 基础梳理 定向移动 0 越大 内部 外表面 2．尖端放电 (1)空气的电离：在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以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______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______而奔向尖端，与尖端上的电荷______，相当于导体从尖端____________的现象。 (3)尖端放电的应用与防止 ①应用：_________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应该尽量____，这样会减少电能的损失。 光滑 分离 吸引 中和 失去电荷 避雷针 1．处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夹角。( ) 2．因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。 ( ) 3．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。 ( ) × √ 判断正误 × 1．静电平衡的过程 (1)电荷分布的变化情况：金属导体放到电场强度为E0的电场中，金属中的自由电荷在电场力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷。 (2)合电场强度的变化情况：感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合电场强度减小。当感应电荷继续增加，合电场强度逐渐减小，合电场强度为零时，自由电荷的定向移动停止。 核心归纳 2．对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部电场强度处处为零是指外电场E0与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合电场强度为零，即E′＝－E0。 3． 静电平衡状态下导体上的电荷分布特点 导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体外表面，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图所示。 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＝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 √ 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，A错误；导体内部的电场强