第9.7节 静电的防范与利用-【帮课堂】2024-2025学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海必修第三册）

第九章 静电场 第7节 静电的利用与防范 🧭目标导航 知识要点 难易度 1，什么是静电平衡 2，静电平衡状态：等势体，内部场强为0，表面场强和表面垂直 3，导体上电荷的分布特征：尖锐的地方电荷密度大 4，尖端放电、静电屏蔽 ★ ★★★ ★★ ★★ 📚知识精讲 一、静电平衡状态、导体上电荷的分布 1.静电平衡状态：导体中（包括表面）自由电子不再发生定向移动，称导体达到了静电平衡状态。 2.静电平衡状态下导体的特点： (1)内部电场强度处处为零（外部场强和感应场强叠加为0）； (2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直； (3)因为导体内部场强为0，表面场强与表面垂直，在导体内移动电荷电场力不做功。 也就是说，静电平衡的导体是一个等势体，表面是一个等势面。 3.导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体，内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。如下图： 【思考判断】 (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。（ ） 例1. 处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是（ ） A.导体内部无任何电场 B.外电场不能进入导体内部 C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零 D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零 二、静电防止 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，使分子中的正负电荷分离的现象。 2.尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。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。 3.静电的危害 静电在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开； 在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。 静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。 4.防止静电危害的主要方法 (1)尽量减少静电的产生，常用方法是增大空气的湿度。 (2)尽快把静电导走，常用办法是接地。 实例：地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷及时导走。 5.静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，叫作静电屏蔽。 应用实例：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。 【思考判断】 (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)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。（ ） (3)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。（ ） 例2. 下列与静电屏蔽无关的是（ ） A.避雷针的顶端做得很尖细 B.用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙 C.超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成 D.电视闭路线芯外常包有一层金属网 三、静电利用 1.静电的应用 静电的应用十分广泛，如激光打印、静电喷漆、静电除尘、静电处理种子、静电处理水、静电放电产生臭氧、静电植绒、静电复印、喷墨打印、静电净化空气、静电选矿等。 2.静电吸附 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。应用实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电植绒等。 例3. （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。下列表述正确的是（ ） 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.同一位置带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大 例4. 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 🚀考点题型 考点01 　通过静电平衡间接计算感应场强 【方法总结】：求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法 (1)先求出外电场场强E外的大小和方向。 (2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E合＝0。 (3)由E外＋E感＝0，求出感应电