第二章 第3节 静电的利用与防护-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理必修第三册创新导学案课件PPT（粤教版2019）

第二章　静电场的应用 第三节　静电的利用与防护 目录 1 2 3 课前自主学习 课后课时作业 课堂探究评价 1．了解静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒的工作原理． 2．知道尖端放电的原理，知道如何利用尖端放电． 3．知道如何防止静电危害． 3 课前自主学习 一　静电喷涂 1．工作原理：利用_________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______电荷的被涂物． 2．优点：涂层质量高、涂料利用率高、对使用者操作技巧要求低等． 二　静电除尘 1．结构：将高压电源的________接在金属圆筒上，_______接到悬挂在管心的金属线上． 2．原理：正、负极间有很强的______，使气体分子电离为_____________．电子在向着_______ (金属圆筒)运动的过程中，附在空气中的_______上，使粉尘带负电，并被吸附到金属圆筒上，粉尘在筒壁积累到一定程度，在重力的作用下落入下面的漏斗中再被排出．   静电 正 正极 负极 电场 电子和正离子 正极 尘埃 课前自主学习 5 三　静电复印、静电植绒 1．静电复印技术：利用正、负电荷的_______力进行油墨转移，其核心部件是一个有机光导体鼓的金属圆柱，其表面被涂上有机光导体(OPC)．没有光照射时，OPC是________体，受到光照时变成________． 2．静电植绒工作原理：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．  吸引 绝缘 导体 课前自主学习 6 四　尖端放电 1．空气的电离：导体尖端的电荷_______很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正、负电荷_______的现象． 2．尖端放电：放电针附近形成的强电场使空气发生了电离，电离后与放电针带_______电荷的电荷与尖端上的电荷______，在这个过程中尖端电荷减少. __________是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施． 密度 分离 异种 中和 避雷针 课前自主学习 7 五　防止静电危害 1．静电危害的分类：(1)静电力造成的不良后果； (2)静电火花引起的灾害． 2．防止静电危害的措施：(1)控制静电的________；(2)把产生的电荷__________． 产生 尽快导走 课前自主学习 8 提示 判一判 (1)静电喷涂是使雾化的涂料微粒带上负电荷，并吸附于带正电的被涂物．(　　) (2)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．(　　) (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．(　　) (4)静电都是很微弱的．(　　) 提示： (1)√　(2)×　(3)√　(4)× 课前自主学习 9 课堂探究评价 课堂任务1　静电现象的应用 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 课堂探究评价 11 提示 活动1：静电现象在工业和生活中有很多重要的用途，你知道哪些？ 活动2：想一想静电利用的基本原理是什么？ 提示:静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒…….　 提示:带电粒子在静电场中受到静电力作用． 课堂探究评价 12 1．静电喷涂 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，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作． 2．静电除尘 静电除尘是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．如图所示是一种实用的静电除尘设备图．把高压电源的正极接到金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上，它们之间有很强的电场，而且距离管心的金属线越近的地方，场强越大．因此，金属线附近的气体分子被强电场电离，成为电子和正离子．在电场力的作用下，正离子被吸引到负极(金属线)上； 课堂探究评价 13 电子在向着正极(金属圆筒)运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使粉尘带负电，并被吸附到金属圆筒上．粉尘在筒壁积累到一定程度时，会在重力的作用下落入下面的漏斗中再被排出．此设备既可清洁环境，又可在除尘过程中回收有用物质． 课堂探究评价 14 3．静电复印 复印机的核心部件是有机光导体鼓的金属圆柱，它的表面被涂上有机光导体(OPC)。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体．复印机复印的工作过程如图所示． 课堂探究评价 15 4．静电植绒 静电植绒是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．如图所示是给布匹静电植绒的工作流程图． 课堂探究评价 16 例1　处于强电场中的空气分子会被电离，使灰尘颗粒带电，利用此原理可以进行静电除尘．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，一枚细针与手摇起电机的负极相连，在铝板和细针中间放置点燃的蚊香．转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升．关于这个现象，下列说法中正确的是(　　) A．烟尘因为带负电而被吸附到细针上 B．某烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 C．某烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 D．若某烟尘颗粒在被吸附过程中电荷量不变，离铝板越近则加速度越大 答案 课堂探究评价 17 提示 (1)烟尘是如何被电极吸附的？ (2)铝板与细针间的电场有什么特点？ 提示:烟尘吸附空气电离产生的电子而带负电，在静电力作用下被吸附到铝板上．　 提示:电场由铝板指向细针，且越靠近细针电场越强． 课堂探究评价 18 规范解答 规范解答　空气被电离生成的电子在静电力的作用下向正极移动时，遇到烟尘颗粒而使烟尘颗粒带负电，因此，带电烟尘颗粒在静电力的作用下向铝板运动，被吸附到铝板上，故A错误；烟尘颗粒向铝板运动时，在静电力作用下做加速运动，所以离铝板越近速度越大，故B错误，C正确；从针尖端到铝板，电场线越来越稀疏，同一类尘颗粒离铝板越近，受到的静电力越小，则加速度越小，故D错误． 课堂探究评价 规律点拨　 解答本类问题需掌握的几点 (1)同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． (2)越尖锐的位置，电荷分布越密集，电场越强，同一带电粒子的加速度越大． (3)静电力方向与运动方向成锐角时，带电粒子速度增大，成钝角时，速度减小． 课堂探究评价 [变式训练1]　如图是静电喷涂原理的示意图．喷枪喷嘴与被涂工件之间有强电场，喷嘴喷出的带电涂料微粒在强电场的作用下会向工件高速运动，最后被吸附到工件表面．则可知(　　) A．微粒一定带正电 B．微粒可能带正电，也可能带负电 C．微粒运动过程中，速度越来越小 D．微粒运动过程中，速度越来越大 答案 解析 解析　带正电的工件因为静电感应电荷分布在表面，微粒在静电力的作用下向工件运动，故微粒带负电，A、B错误；微粒运动过程中，静电力与速度方向成锐角，速度越来越大，故C错误，D正确． 课堂探究评价 21 课堂任务 2　尖端放电　防止静电危害 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”． 课堂探究评价 22 提示 活动1：如图所示，把一个大的导体安放在绝缘支架上，并使导体带电．然后用带绝缘柄的小验电球P接触它的A点，再与验电器接触，检验A点的带电情况．按同样的方法检验B点和C点的带电情况．如果电荷在带电导体表面分布是均匀的，在各次测试中，验电器张开的角度应该是怎样的？实际情况是怎样的？ 提示：应该相同．实际情况是验电球跟带电体的A点接触后，验电器的金属箔张角较小；跟B点接触后，验电器的金属箔张角较大；跟尖端C点接触后，验电器的金属箔张角最大．　 课堂探究评价 23 提示 活动2：由活动1能得到什么结论？ 提示:电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏．　 课堂探究评价 24 尖端放电 利用导体表面电荷分布的特点，尖端的强电场使空气电离，中和尖端的电荷的现象．避雷针是这一现象的应用．越尖锐越易放电，故高压设备上的金属元件表面要尽量光滑，避免尖端放电． 课堂探究评价 25 例2　如图所示是模拟避雷针作用的实验装置，金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极．金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头．逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象．先产生放电现象的是(　　) A．A金属柱 B．B金属柱 C．A、B金属柱同时 D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱 答案 课堂探究评价 26 提示 (1)导体表面电荷分布情况是怎样的？ (2)生活中，避雷针应如何安装？ 提示:越尖锐的位置电荷密度越大，平坦的位置电荷密度小． 提示:避雷针一般安装在建筑的顶部，用粗导线将其与埋在地下的金属板连接，保持与大地的良好接触． 规范解答 规范解答　由于导体尖端电荷比较密集，更容易产生放电现象，故选A. 课堂探究评价 27 [变式训练2]　在以下的应用或现象中，属于静电防止的是(　　) A．静电复印 B．静电喷涂 C．静电除尘 D．油罐车用铁链拖地运行 答案 解析 解析　静电复印、静电喷涂、静电除尘是静电的应用，油罐车用铁链拖地运行是静电的防止，D正确． 课堂探究评价 28 课后课时作业 1．(静电利用)下列哪些措施利用了静电(　　) A．印刷厂里纸页之间因静电而黏合 B．农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电 C．家用电器如洗衣机接有地线 D．手机一般都装有天线 答案 解析 解析　A项是静电产生的危害，A错误；农作物叶子上一般带有负电，则农药喷洒飞机喷洒的农药雾滴带正电，利用了静电，B正确；家用电器如洗衣机接有地线，是为了将静电导走，防止静电产生的危害，C错误；手机装有天线的目的是更好地接收信号，D错误． 1 2 3 4 5 课后课时作业 2．(静电防护) 小黄在暑假旅游坐飞机时发现飞机尾翼尖端处有些很细的针，如图所示．这些细针的功能最有可能的是(　　) A．扰乱空气流 B．发射与地面飞机场联系的电磁波 C．预防雷电击中高空飞行的飞机 D．释放高速飞行与空气摩擦时产生的静电 答案 解析 解析　飞机高速飞行时与空气摩擦产生静电，电荷在越尖锐的地方分布越多，从而可以通过尖端放电将静电释放出去．故选D. 1 2 3 4 5 课后课时作业 3．(尖端放电)(多选)关于避雷针，以下说法正确的是(　　) A．避雷针避雷是中和云层中的异种电荷 B．避雷针避雷利用了尖端放电现象 C．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形 D．避雷针安装在高大建筑物顶部，且必须接地 答案 解析 解析　避雷针是用来保护建筑物等避免雷击的装置，建筑物上安装避雷针的原理是通过尖端放电来中和云层中的异种电荷，顶端不能设计成球形，故A、B、D正确，C错误． 1 2 3 4 5 课后课时作业 答案 4． (静电利用)为了消除和利用烟气中的煤粉，可采用如图 所示的静电除尘装置，它是由金属管A和悬在管中的金属丝B组 成，A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地．A、 B间有很强的电场，距B越近电场________(填“越强”或“越弱”)， 因此，B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子，正离子 跑到B上得到电子又变成空气分子，电子在奔向A的过程中遇到 烟气中的煤粉并附着在煤粉上，使其带负电，吸附到________(填“A”或“B”)上，这样排出的烟就变清洁了． 越强 A 1 2 3 4 5 课后课时作业 解析 解析　A接到高压电源正极，B接到高压电源负极，且A要接地，电极截面如图所示，由电场线可判断越靠近B电场越强；煤粉吸附电子后带负电，因此向正极A运动，被吸附到A上． 1 2 3 4 5 课后课时作业 5．(综合提升)(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的过程中所受静电力做负功 答案 1 2 3 4 5 课后课时作业 解析 解析　尘埃经过过滤网后被接电源正极的集尘极吸引，所以尘埃带负电，故A正确；尘埃在被吸附到集尘极的过程中静电力做正功，尘埃的动能增大，故B正确，D错误；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． 1 2 3 4 5 课后课时作业 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R $$