9.4 静电的防止与利用（课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第九章：第4节 静电的防止与利用 高中物理必修第三册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理必修第三册 静电平衡 尖端放电 静电屏蔽 静电吸附 课堂引入 01. 高中物理必修第三册 通过视频，相信你已经知道加油前为什么要触摸一下静电释放器。 静电释放器 课堂引入 02. 高中物理必修第三册 自然界到处都有静电。生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。静电有其有利的一面，也有有害的一面。为做好静电的防止和利用，我们需要先学习静电平衡。 静电平衡 第一部分 高中物理必修第三册 电场中的导体 01. 如图，把一个不带电的金属导体ABCD放电电场强度为E的电场中。由于静电感应，在导体 AB 侧的平面上将感应出负电荷，在 CD 侧的平面上将感应出正电荷。 — — — — — — — — — 高中物理必修第三册 导体内部电场的形成 02. — — - + - + - + 导体两侧出现的正、负电荷在导体内部产生与电场强度E0 方向相反的电场，其电场强度为 E′。 高中物理必修第三册 静电平衡 03. 感应电荷的电场和外电场叠加，使导体内部的电场减弱。在叠加后的电场作用下，仍有自由电子不断运动，直到导体内部各点的电场强度E＝0 为止，导体内的自由电子不再发生定向移动。这时我们说，导体达到静电平衡（electuostatic equilibrium）状态。 - + - + - + - + - + 静电平衡的特点 04. 高中物理必修第三册 2.处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为0。 3.导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 1.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 - + - + - + - + - + 那么，处于静电平衡状态下的导体中的电荷又是怎样分布的呢？ 尖端放电 第二部分 高中物理必修第三册 静电平衡时导体上电荷的分布特点： 结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 结论2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大。 导体上电荷的分布 01. 高中物理必修第三册 导体上电荷的分布 02. 几种常见导体上电荷的分布 02. 高中物理必修第三册 均匀球形导体 枕形导体 静电平衡时导体上的电荷分布 原来，导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。这种特点可以加以应用吗？ 高中物理必修第三册 ▲导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动 ▲带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离 强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。 尖端放电的原理 03. 尖端放电的原理 04. 高中物理必修第三册 ▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离 ▲电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动 导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。 尖端放电现象 05. 高中物理必修第三册 导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。 燃气灶的点火器 尖端放电实验 02. 高中物理必修第三册 生活应用1:避雷针 06. 高中物理必修第三册 - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动 分子中正负电荷分开 正负电荷奔向异种电荷 相当于尖端失去电荷 尖端放电 高中物理必修第三册 1.避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。 2.现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。 生活应用2:高压设备 07. 高中物理必修第三册 生活应用3:汽车接地导电带 08. 问题与思考 09. 高中物理必修第三册 处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。如果放入静电场的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？ 静电屏蔽 第三部分 视频学习 02. 高中物理必修第三册 静电屏蔽 01. 高中物理必修第三册 罩上金属网罩 导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 高中物理必修第三册 静电屏蔽演示 02. 高中物理必修第三册 静电屏蔽的应用 02. 电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属等。 高中物理必修第三册 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。 静电屏蔽的应用 03. 内屏蔽与外屏蔽 04. 高中物理必修第三册 内屏蔽 外屏蔽 接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 科学漫步