9.4 静电的防止与利用 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

9.4静电的防止与利用 1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。 2．掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。 3．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。 4．经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。 学习目标 2 金属导体的微观结构有什么特点呢？ 由原子核和自由电子组成。 那么，若把金属导体放入电场中，又将会出现什么现象呢？ 温故知新与新课引入 电子 原子核 3 3.感应电荷的电场增到与外电场相等时，即E’=E时，自由电荷的定向移动停止。             - + - + - + - + 4.导体内部场强E为零，导体内自由电子不在定向移动,就叫静电平衡状态。             - + - + - + - + - +   一、静电平衡 导体内的自由电子不再发生定向移动，称为静电平衡状态。 4 　　分布在导体两侧的正电荷和负电荷在导体内部产生一个与 E0 方向相反的电场 E′，导体内部的合场强为E合＝E0－E′，当 E′ 小于E0时，E合 方向向右，受到库仑力作用，负电荷继续在导体左侧堆积，直到 E合＝0，电子不在发生定向移动。这时我们说导体达到静电平衡状态。 - - - - - - - ＋ ＋ ＋ ＋ E′ - - - - ＋ ＋ ＋ ＋ E＝0 5 静电平衡状态 . A . B 导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体表面处场强方向必跟该点的表面垂直 6 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。 二、静电平衡状态下导体的电场 7 静电平衡时导体上的电荷分布特点： （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。 思考、静电平衡时导体上的电荷分布在哪里？ 8 尖端放电 1.导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，即使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。 2.那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。 3.应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 把一只小鸟放入一个用金属网制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高压电场中，鸟会安然无恙吗？ 如果人在金属笼子里，给笼子加上高压电，人安全吗？ 2.接地导体空腔外部不受内部电荷影响： 【规律总结】静电屏蔽的两种情况 例如： 例如： 当金属壳接地时，外表面的感应电荷传给地球，外部电场消失，对外起到屏蔽作用。 1.导体内空腔不受外界影响： 三、静电屏蔽 13 电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。 静电屏蔽的应用 14 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 15 + - - + + + + - - 理论分析 同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。 ？ 做一做 16 理论分析 同学们大致画出网罩外部的电场线、导体上感应电荷的分布及感应电场的方向。 ？ 做一做 + - - + + + + - - 金属导体壳壁W 空腔C E=0 17 静电除尘 18 静电喷涂 19 静电复印、打印 20 请举例说明静电吸附在生产技术上有哪些应用. 答案:静电除尘、静电喷漆、静电复印. 21 1.当导体达到静电平衡状态时，其场强的特征是( ) A.外电场E0消失 B.感应电荷产生的电场E′为零 C.导体内部合场强E内 = E0 + E′=0 D.导体表面和内部场强均为零 C 22 2.（多选）关于静电平衡，下列说法中正确的是( ) A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势 一定相等 B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向 一定与导体的外表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面 ABD 23 3．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电荷， 用E表示球壳外任一点的场强，则 ( ) A．当＋Q在球壳中央时，E＝0 B．不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0 D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 D 24 课堂小结 1.静电平衡状态下导体的特点 ①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 ②表面处的电场强度不为零，表面处的电场强方向跟导体表面垂直。 2.静电平衡时导体上电荷的分布的特点 （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，周围的电场强度越大。 课堂小结 3.尖端放电 4.静电屏蔽有两种情况: (1)第一种情况，导体内空腔不受外界电场的影响。 (2)第二种情况接地空腔导体内部电场强度不影响外部空间。 5.静电的利用 （1）静电除尘（2）静电喷漆（3）静电复印 $$