第2章 第3节 静电的利用与防护（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

第三节　静电的利用与防护 核心素养导学 物理观念 (1)知道静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒等。 (2)了解尖端放电及其应用。 (3)认识静电的危害和防止的方法。 科学探究 观察尖端放电的实验现象。 科学态度与责任 能对公众利用和防护静电的一些行为发表自己的观点，有进行科学普及的兴趣和责任感。 一、静电喷涂 静电除尘 静电复印 静电植绒 1．静电喷涂：利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术。 2．静电除尘：利用电荷相互作用的性质，把带有不同电性的粉尘从烟气中分离出来，再分类处理的过程。 3．静电复印：利用正、负电荷的吸引力进行油墨转移的印刷方式。 4．静电植绒：利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质，通过使绒毛带上负电荷，令绒毛被吸引到带正电的被植体表面上。 二、尖端放电　防止静电危害 1．尖端放电 (1)定义：放电针附近形成的强电场使空气发生了电离，电离后的异种电荷与放电针尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 (2)应用：避雷针等。 2．防止静电危害：防止静电产生的措施：一是控制静电的产生，可以采用起电较少的设备材料；二是把产生的电荷尽快导走，最简单的方法就是用导线把设备接地，这样可以把电荷导入大地，避免静电积累。 1.在静电除尘、静电喷漆和静电复印等静电的应用实例中，其理论依据是什么？ 提示：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引，利用静电力控制带电粒子的运动或分布。 2.为防止雷击对建筑物造成损坏，常在建筑物的顶端安装避雷针，那么，避雷针是如何避免建筑物遭雷击的？ 提示：当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，金属针出现与云层相反的电荷，避雷针上的感应电荷在其附近产生强电场，使避雷针与带电云层间的空气电离，成为导体。带电云层与避雷针连通形成电路，而避雷针又是接地的，因此就可以把云层上的电荷导入大地，使其不对高层建筑构成威胁，保证建筑物的安全。 新知学习(一)|静电的利用 [重点释解] 1．静电除尘的工作原理 (1)如图所示，接高压电源负极的金属丝悬挂于接电源正极的金属筒中，当电压达到一定值时，金属丝与筒之间会形成很强的电场，使空气电离，大部分烟雾颗粒或粉尘在吸附电离后的负电荷后，在电场力的作用下向金属筒运动，并粘于金属筒上。 (2)当尘埃积累到一定程度时，下落至灰尘收集器，而通过除尘后的净化空气从出口排出。 2．静电喷漆的工作原理：将喷枪和待喷漆的工件分别接于高压直流电源的两极，从喷枪喷出的漆便带上了一种电荷，由于同种电荷相互排斥的作用，形成了大团的雾状漆。这些带电的细小漆珠在电场力的作用下非常准确地向带有另一种电荷的工件奔去，牢固地黏附在工件的表面，完成喷漆。 3．静电复印机的工作原理 (1)复印机内有一重要部件——硒鼓，它是金属制成的圆筒，其上镀着一层硒。预先充电，使硒鼓带正电，当光照射到硒鼓时，静电层才导电。 (2)如图所示，把准备复印的文件放在复印机玻璃板上，文件的影像会聚焦在硒鼓上。硒鼓上的正电荷因光的照射而被带走，没有光照射的地方则保留正电荷，在硒鼓上形成原文件影像的静电图样。 (3)将带负电的黑色着色粉撒在硒鼓上，色粉只吸附在带电区。当纸张压过带电圆筒时，着色粉可粘在纸上，加热后，纸上便留下永久的影像，最后被送出来。 [典例体验] [典例]　(多选)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，污浊空气通过过滤网后尘埃带电。图中充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极(接地)，下列说法正确的是(　 ) A．通过过滤网后空气中的尘埃带负电 B．尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大 C．c、d两个电极之间的电场方向竖直向上 D．尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功 [解析]　尘埃经过过滤网后被正极吸引，所以尘埃带负电，故A正确；尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功，动能增大，故B正确；因为充电极b、d接电源负极，集尘极a、c、e接电源正极，所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下，故C错误；尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功，故D错误。 [答案]　AB [针对训练] 1．(多选)静电喷涂机原理如图所示。静电喷涂机接高压电源，工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，微粒最后被吸附到工件表面上。关于静电喷涂机的涂料微粒，下列表述正确的有(　 ) A．微粒带正电 B．微粒带负电 C．微粒可能带正电，也可能带负电 D．微粒受电场力作用 解析：选BD　涂料微粒在电场力的作用下运动至被喷涂工件表面上，被喷涂工件带正电，所以涂料微粒必带负电，A、C错误，B正确；微粒是在电场力的作用下运动到被喷涂工件的，D正确。 2．复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是在一个金属圆柱表面涂盖一层有机光导体OPC(没有光照时OPC