(教参)第九章 4静电的防止与利用-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

4　静电的防止与利用 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 1．了解生产生活中关于静电的利用与防止。 2．分析讨论静电在静电复印、静电喷漆和静电除尘中的应用。知道在有可燃气体、粉尘的环境中如何防止静电事故 物理观念：了解静电的利用与防止。 科学探究：通过观察、查阅资料等方式，了解避雷针的结构和基本原理，撰写一篇研究报告；收集资料，综述静电的危害，了解预防的方法 静电的利用与防止 1．静电平衡 2．静电的利用与防止 (见学生用书P12) 知识点一　静电平衡状态 1．静电平衡：导体内的自由电子不再发生__定向移动__的状态。 2．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为__0__。 3．导体上电荷的分布 (1)导体__内部__没有电荷，电荷只分布在导体的__外表面__。 (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)__越大__，凹陷的位置几乎没有电荷。 [思辨] 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)处于静电平衡状态下的导体内部的外加电场与附加电场的矢量和为0，即导体内部的电场强度处处为0。(　√　) (2)静电平衡时，导体内部表现为电中性，电荷都分布在外表面，导体内部没有净电荷。(　√　) (3)一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，不具有静电平衡的特点。(　×　) 知识点二　尖端放电 1．空气的电离：导体尖端电荷__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：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__能减少电能的损失。 [思辨] 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)建筑物上的避雷针就属于尖端放电。(　√　) (2)高压设备中导体的表面应该尽量光滑，是为了避免尖端放电。(　√　) (3)验电器的金属杆上端固定一个金属球，是为了利用尖端放电。(　×　) 知识点三　静电屏蔽 1．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。 [思辨] 思考题 (1)如图所示，一个不带电的空心金属球壳，在它的球心处放一个带正电的小球，金属球壳接地，达到静电平衡时，图中画出的电场分布是否正确？为什么？ (2)一定要用封闭的金属壳才能实现静电屏蔽吗？ 【答案】 (1)正确。金属球壳与地球形成一个“大导体”，金属球壳表面属于“大导体”的内部，故金属球壳外表面无净电荷，电场强度处处为0，无电场线。 (2)不一定。金属网也能起到静电屏蔽作用。 知识点四　静电吸附 1．在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。这一原理在生产技术上被广泛应用。 2．静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在__静电__力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。 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，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。 4．静电复印：复印机也应用了静电吸附。 [思辨] 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)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。(　×　) (2)电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，是因为铜丝衣服有屏蔽作用，使体内电场强度为0。(　√　) (3)飞机轮上装有拖地线、油罐车后面拖条铁链都是为了把静电导入大地。(　√　)(见学生用书P13) 1．处于静电平衡状态的导体内部电场强度为0的本质是外电场E0和感应电荷产生的电场E′的合电场强度为0，即E0＝－E′。 2．孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部电场强度为0的本质是分布在导体外表面的电荷在导体内部的合电场强度为0。 3．静电平衡时，导体上的电荷分布规律 (1)净电荷只分布在导体外表面，内部没有净电荷。 (2)感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，近异远同，如图甲所示。 (3)净电荷在导体外表面的分布不均匀，一般越是尖锐的地方电荷的分布越密集，如图乙所示。 　　　　　　　甲 　　　　　　　　　乙 2022·义乌中学高一(多选)如图所示，不规则的导体处于电场强度大小为E、方向水平向右的匀强电场中，处于静电平衡状态。对于导体内部由静电感应产生的电场