第9章 第4节 静电的防止与利用（word练习）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第4节　静电的防止与利用 [学习目标]　1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点（物理观念）.2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其原因（科学思维）.3.了解静电除尘、静电喷漆和静电复印的工作原理（物理观念）. 课前·教材预案 （见学生用书P21） 知识点一　静电平衡 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）静电平衡时，导体　内部　没有净剩电荷，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. 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）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零，即导体内部的电场强度处处为零. （　√　） （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，导体内部没有净剩电荷. （　√　） （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. （　×　） （4）电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，目的是铜丝衣服有屏蔽作用，使体内电场强度为零. （　√　） 2.处于静电平衡状态的导体，内部的电场　强度处处为零　.处于静电平衡状态的整个导体是个　等势体　，导体的表面为　等势面　. 课堂·深度探究 （见学生用书P22） 考点一　静电平衡 【情境导学】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？ （2）自由电子能否一直定向移动？为什么？ 答案（1）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）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. 【知识拓展】 1.处于静电平衡状态的导体内部电场强度为零的本质是外电场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.处于静电平衡状态的导体，其外表面任一点的电场强度方向跟该点的表面垂直. 4.静电平衡时，导体上的电荷分布在导体的外表面，其内部没有净电荷，且净电荷在导体外表面的分布不均匀，越是尖锐的地方电荷的分布越密集. 【例题1】如图显示了在外加电场强度为E0的匀强电场的情况下，无穷大导体板中静电平衡的建立过程.下列说法正确的是 （　　） A.图甲、图乙显示导体内部带负电的电子在静电力作用下运动，而带正电的离子不受静电力作用 B.图丙中，导体内部没有电荷 C.图丙中，导体内部没有电场 D.图丙中，导体AB表面和CD表面感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电场，大小也为E0 思维导引：导体内部在建立静电平衡的过程中，导体内部的电荷产生的电场强度与外部场强大小相等，方向相反. D　解析图甲、图乙显示了导体内部带负电的电子在静电力作用下向左运动，易知带正电的离子同样会受到静电力的作用，选项A错误；图丙中导体AB表面和CD表面的感应电荷将在导体内部产生一个水平向左的电