1.7 静电的利用和防护 讲义 -2024-2025学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

《静电的利用和防护》讲义 同学们好，今天咱们要一起学习高中教科版（2019）必修第三册第一章静电场中的第7节内容——静电的利用和防护。 一、静电的那些事儿 静电这个东西啊，其实在我们生活中特别常见，就像个调皮的小捣蛋鬼，时不时就冒出来给我们来点小惊喜或者小麻烦。静电是怎么产生的呢？其实就是物体在摩擦或者感应等情况下，电荷分布不均匀了，就有了静电。比如说，在冬天的时候，咱们脱毛衣，经常会听到噼里啪啦的声音，有时候还能看到小火花呢，这就是静电在搞怪。 我给你们讲个我自己的经历啊。有一次我去科技馆，那里有个特别有趣的静电体验项目。我站在一个绝缘的台子上，然后工作人员启动了一个静电发生器。当静电逐渐积累在我身上的时候，我的头发就像被施了魔法一样，全都竖起来了，就像个超级赛亚人一样，特别搞笑。我当时就觉得静电这个东西真是神奇又有趣。不过这也让我深深体会到静电的力量可不小呢。 二、静电的利用 1、 静电除尘 在工业上啊，静电可是个大功臣呢。就拿静电除尘来说吧。大家可以想象一下，那些工厂的烟囱里冒出的烟，里面可是有好多灰尘和小颗粒的。如果直接排到空气中，那空气质量可就糟糕透顶了。这时候静电就派上用场了。 在静电除尘装置里，有一个电场。当含尘的气体通过这个电场的时候，灰尘颗粒就会被带上电。就像小磁铁一样，带电的灰尘颗粒就会被吸附到电极上。这样一来，从烟囱里排出去的气体就干净多了。就好像给烟囱戴了个口罩，把脏东西都给过滤掉了。 比如说火力发电厂，以前烟囱里排出的黑烟可脏了，周围的环境也被弄得乌烟瘴气的。自从安装了静电除尘设备后，烟囱排出的烟就变得很淡了，对环境的污染也大大减少了。这就是静电除尘的厉害之处。 2、 静电喷涂 静电喷涂也是静电的一个很棒的应用。咱们平时看到的那些汽车啊，它们的外壳颜色特别均匀好看。这里面就有静电喷涂的功劳。 在静电喷涂的时候，涂料会被带上电荷，而要喷涂的物体就会被接地。这样带电荷的涂料就会被吸引到物体的表面。因为静电的作用，涂料会均匀地分布在物体表面，不会有这里厚那里薄的情况。就像给物体穿上了一件特别合身又好看的衣服。 我有个朋友开了个小工厂，专门做一些金属工艺品。以前他们用普通的喷涂方法，效果总是不太好，要么就是有些地方喷不到，要么就是涂层不均匀。后来他了解到静电喷涂，就引进了这个技术。结果啊，他们生产出来的工艺品外观质量大大提高了，卖得也更好了。这就说明静电喷涂在提高产品质量方面是非常有效的。 3、 静电复印 静电复印在我们的日常生活和办公中是非常常见的。比如说在办公室里，我们经常要复印文件。那静电复印是怎么工作的呢？ 简单来说，复印机里有一个硒鼓。硒鼓的表面有一层特殊的材料，在黑暗的环境下，这个硒鼓会被充电，表面就均匀地带上了电荷。然后要复印的文件通过光线照射，有字的地方就挡住了光线，没字的地方光线就照到硒鼓上。这样硒鼓上有字的地方电荷就保留下来了，没字的地方电荷就消失了。接着，带有电荷的地方就会吸附上墨粉，然后把墨粉转移到纸张上，经过加热定影等步骤，一份复印件就出来了。这整个过程都是依靠静电的原理来实现的。 三、静电的防护 1、 静电的危害 虽然静电有这么多好用处，但是它要是发起坏来，那也是很麻烦的。静电可能会引发火灾或者爆炸呢。比如说在加油站，如果有汽车在加油的时候产生静电，那就很危险了。因为汽油是很容易燃烧的。一旦静电产生的火花点燃了汽油蒸汽，那就会引发大爆炸，这可不得了。 还有在一些电子元件的生产车间里，静电也可能会破坏电子元件。电子元件都很精密的，一点点静电可能就会把它们内部的电路给击穿，导致元件损坏。这样生产出来的产品就不合格了。 2、 静电防护的方法 那我们怎么来防止静电的危害呢？在一些容易产生静电的场所，比如说加油站，都会有接地的装置。接地就像是给静电找了个出口，让它能够安全地释放掉。就像我们家里的电器，如果漏电了，接地就能防止我们触电一样。 在电子元件生产车间，工作人员会穿上特制的防静电服，脚蹬防静电鞋。这些装备能够防止静电在人体上积累。而且车间里的地面也可能是防静电的，还有一些设备会安装静电消除器。这样就能有效地保护电子元件不被静电破坏了。 四、静电现象的本质 同学们，我们前面说了这么多静电的利用和防护，那静电现象的本质到底是什么呢？其实啊，这都和电荷的性质有关。 我们知道，物质都是由原子组成的，原子里有带正电的原子核和带负电的电子。正常情况下，原子是呈电中性的，也就是正电荷和负电荷数量是相等的。但是当物体摩擦或者感应的时候，就会有一些电子从一个物体跑到另一个物体上。这样就会使得一个物体带正电，另一个物体带负电。这就是静电产生的本质原因。 五、重点和难点强调 1、 重点 这节课的重点呢，就是要掌握静电的几种常见利用方式，像静电除尘、静电喷涂和静电复印，以及静电防护的方法。大家一定要理解这些利用和防护方法背后的原理，这样才能更好地应用到实际生活和学习中。 比如说静电除尘，重点就是要理解在电场中灰尘颗粒是怎么被带电然后吸附的。还有静电防护，要知道在不同的场所为什么要采取不同的防护措施。 2、 难点 难点呢，可能就是对静电复印原理的理解。因为静电复印的过程相对比较复杂，涉及到硒鼓的充电、曝光、吸附墨粉、转印等多个步骤。大家要多花点时间去想象这个过程，也可以自己画个简单的流程图来帮助理解。 六、总结 同学们，今天我们一起学习了静电的利用和防护。静电这个看似调皮的家伙，其实在我们的生活和工业中有很多的用途，但同时也可能带来危害。我们要学会利用它的优点，同时防范它的危害。就像我们对待生活中的很多事情一样，要看到事物的两面性。希望大家通过今天的学习，对静电有更深入的了解，在以后的生活中也能多注意静电相关的事情。 好了，今天的课就讲到这里啦，希望同学们都有所收获。 学科网（北京）股份有限公司 $$