10 7.静电的利用和防护-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（教科版2019）

7.静电的利用和防护 　　　　 第一章 静电场 1.知道静电在生活生产中的应用。2.了解静电喷漆、静电除尘和静电复印的工作原理。3.知道静电的危害及防治的方法。 素养目标 知识点一　静电　静电的利用 1 知识点二　静电的危害与防治 2 课时测评 4 随堂达标演练 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 知识点一　静电　静电的利用 返回 自主学习 情境导学　在北方冬季空气干燥，超市里的塑料购物袋难以捻开，刚洗完头晾干用塑料梳子越梳越乱，这些是什么现象？ 提示：静电现象。 教材梳理 (阅读教材P39－P41完成下列填空) 1．静电：静止的电荷称为静电。 (1)物体带电后，其周围会产生______，电场中电势不同的两点间存在______。 (2)带电体的绝缘性能越好，电荷越容易积累，产生的电压就会越高。同时，绝缘性能越好的物体一旦带上______，电荷的泄漏速度______，其危害性就越大。 电场 电压 静电 越慢 2．静电的利用 (1)静电喷漆 ①概念：利用静电在物体上喷涂液体或固体涂料。 ②原理：设法使雾化的油漆液滴或固体涂料的细小颗粒飞离喷嘴时带上同种电荷，在电场力作用下飞向作为电极的工件，比较均匀地沉积于工件 表面。 ③优点：效率高、质量好。 (2)静电除尘 除尘装置由金属管A和悬挂在管中心的金属导线B组成，如图 所示。工作时，使中心的金属导线B带负电，金属管A接地， A、B之间产生强电场，距B越近，电场______。导线B附近的 气体分子被强电场电离，形成电子和正离子，电子在向正极A运动的过程中，使烟尘中的颗粒带上负电。这些带电颗粒在静电力作用下被吸附到正极A上，最后在重力作用下落入下方的漏斗中。 除上述应用外，__________、静电复印、静电植绒等也都利用了静电。 越强 静电屏蔽 合作探究 问题探究　如图所示，将铝片和铜丝放入去掉底部的矿泉水瓶中，用静电高压电源的负极连接铜丝，正极连接铝片，这便制成了简易的静电除尘器，你知道其中的道理吗？ 提示：空气中的带电尘埃，在静电力作用下，到达电极而被收集起来。 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 例1 √ 静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷涂的目的，喷嘴与工件之间的电场是非匀强电场，选项D错误；由题图可知，待喷涂工件带负电，所以涂料微粒应带正电，选项A正确，B、C错误。 1.静电的应用主要有以下几个方面 (1)根据静电能吸引轻小物体的性质，应用有：静电复印、静电喷洒农药、静电喷漆、静电除尘、静电植绒、静电净化空气等。 (2)利用高压静电产生的电场，应用有：静电保鲜、静电灭菌、处理作物种子等。 (3)利用静电放电时产生的臭氧灭菌消毒等。 2．静电利用的原理 带电粒子在静电力作用下聚集到相应带电极板，从而达到除尘、喷漆、复印等目的。 探究归纳 针对练.(多选)如图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，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，在铝板与缝被针间会产生强电场，从而使空气分子电离为电子和正离子，蚊香放出的烟尘吸收电子后会被铝板吸附，从而达到静电除尘的目的。假设每一烟尘颗粒吸收电子数相同，并在运动过程中其带电荷量不变，烟尘颗粒的初速度为零，则下列说法正确的是 A．烟尘颗粒到达铝板前所受电场力不变 B．大量烟尘以曲线运动形式到达铝板 C．同一烟尘颗粒离铝板越近，加速度越大 D．同一烟尘颗粒离铝板越近，加速度越小 √ √ 转动手摇起电机，铝板和缝被针之间形成非匀强电场，越靠近缝被针，场强越强，所以烟尘颗粒所受电场力是变力，A错误；大部分烟尘颗粒在电场中受力方向会变化，故以曲线运动形式到达铝板，B正确；离铝板越近，电场强度越小，同一烟尘颗粒的加速度越小，C错误，D正确。 返回 知识点二　静电的危害与防治 返回 自主学习 情境导学　医院内往往要求医生和护士进入手术室内要穿导电材料制成的鞋子和外套。这是为什么？ 提示：防止静电的产生。 教材梳理 (阅读教材P42－P43完成下列填空) 1．静电的危害 (1)雷雨云的雷鸣电闪。 (2)静电火花极易点燃易燃物质，引起______和______。 (3)静电放电可能引起电子设备的故障，造成电磁干扰。 (4)静电放电可以击穿集成电路和精密的电子元件。 2．静电危害的防治 (1)尽快导走多余的电荷，避免静电积累。 (2)调节空气湿度。 (3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持____________，消除静电火花的引爆条件。 (4)尖端放电：给导体加一个金属尖端，把积累的电荷由______放走。 爆炸 火灾 良好的通风 尖端 合作探究 问题探究　如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击。经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电。 (1)解释为什么靠近传送带的物体会带电。 提示：传送带因为与被传送的物体间发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为静电感应也带上电。 (2)你可以用什么方法来解决这个问题？ 提示：要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者用导体制造传送带，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。 (2023·浙江义乌中学期中)生活科技上处处存在静电现象，有些是静电的应用，有些是要防止静电；下列关于静电防止与应用的说法正确的是 A．印刷厂应保持空气干燥，避免静电积累带来的潜在危害 B．静电复印机的工作过程实际上和静电完全无关 C．在地毯中夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维，是防止静电危害 D.小汽车的顶部露出一根小金属杆类同避雷针，是防止静电危害 例2 √ 印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，所以印刷车间中保持适当的湿度，及时把静电导走，避免静电造成的危害，故A错误；静电复印机是利用静电工作的，与静电有关，故B错误；不锈钢丝的作用是把鞋底与地毯摩擦产生的电荷传到大地上，以免发生静电危害，属于防止静电危害，故C正确；小汽车的顶部露出的一根小金属杆是天线，接受无线电信号，不属于防止静电危害，故D错误。 1．静电在工业中的危害 静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。如在印刷厂里，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。 2．防止静电危害的主要方法与途径 (1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度。 (2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是接地。如：地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷及时导走。 探究归纳 针对练．下列做法中，属于预防静电危害的是 A．用静电吸附粉尘 B．用静电喷涂油漆 C．复印机对碳粉的静电吸附 D．运输汽油等易燃易爆物品的车辆拖条铁链在地上 √ 用静电吸附粉尘、用静电喷涂油漆、复印机对碳粉的静电吸附等是静电的应用。车辆行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时地将这些静电导走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故。铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断被导走，这是预防静电的危害，故D正确，A、B、C错误。 返回 随堂达标演练 返回 √ 1．(多选)(鲁科版教材P30T4)在下列各种措施中，属于利用静电的是 A．静电除尘 B．静电喷雾 C．激光打印 D．在高大的建筑物顶端安装避雷针 √ √ 利用静电可以进行静电除尘、静电喷雾、激光打印，A、B、C符合题意；高大建筑物上的避雷针是为了把产生的静电导走，属于静电的防止，D不符合题意。 2．(多选)(鲁科版教材P31T5)为防止静电的危害，下列做法正确的是 A．油罐车有一条拖在地上的导电拖地带 B．在加油站脱化纤衣物 C．尽可能保持印染厂空气的干燥 D．飞机机轮上装有搭地线或用导电橡胶制造的轮胎 √ √ 油罐车在运输过程中，不断的相互摩擦，从而产生大量的静电，通过后面装一条拖地的铁链，及时导走，这是防止静电危害，故A正确；在加油站脱化纤衣物，由于静电产生火花，容易引起爆炸，故B错误；印染厂内由于纸张间的相互摩擦，而产生大量静电，故应保证室内湿润，而使静电及时导走；故C错误；飞机机轮上装有搭地线，或用导电橡胶做轮胎，可以将静电及时导走，故D正确。 √ 3.如图为静电除尘器除尘原理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述不正确的是 A．到达集尘极的尘埃带负电荷 B．电场方向由集尘极指向放电极 C．带电尘埃所受电场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电场力越大 由于集尘极与电池的正极连接，电场方向由集尘极指向放电极，尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，故A、B正确；负电荷在电场中受电场力的方向与电场方向相反，故C错误；根据F＝qE可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D正确。 √ 4．(多选)(2023·四川成都高二校联考期末)如图所示，产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线，相邻两等势线间的电势差相等。A、B、C是等势线上的三点，A、B两点关于避雷针对称。下列说法正确的是 A．避雷针顶端因有大量电子堆积而带负电 B．A、B两点的电场强度相同 C．C点的电场强度小于B点 D．带正电的雨滴从C点落至B点，其电势能增大 √ 积雨云底层带负电，由于静电感应，近端感应异种电荷， 所以避雷针顶端带正电，故A错误；A、B两点的电场强度 大小相等、方向不同，故B错误；C点的等差等势线比B 点稀疏，所以C点的电场强度小于B点，故C正确；带正 电的雨滴从C点落至B点，电场力做负功，其电势能增大， 故D正确。 返回 课 时 测 评 返回 1.日常生活中，防雷十分重要。在野外遇到电闪雷鸣时，应当 A．躲在大树下 B．躲在小山洞 C．撑着钢柄雨伞 D．站在避雷针旁边 √ 野外遇到电闪雷鸣时，由于有很高的电压，容易使空气电离从而导电。所以越高越容易导电，即不能躲在大树下，也不能撑着钢柄雨伞或站在避雷针旁边。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 2．(2023·江西宜春九中月考)小强在加油站加油时，看到加油机上有如图所示的图标，关于图标涉及的物理知识及其理解，下列说法正确的是 A．制作这些图标的依据是静电屏蔽原理 B．工作人员工作时间须穿绝缘性能良好的化纤服装 C．化纤手套与接触物容易摩擦起电，存在安全隐患 D．在加油站可以用绝缘的塑料梳子梳头 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 用塑料梳子梳头时会产生静电，戴非棉手套加油易产生静电，穿衣、脱衣也会产生静电，这些图标都是为了减少静电的产生，不是静电屏蔽，故A、D错误；工作人员工作时间穿绝缘性能良好的化纤服装会引起静电，故B错误；化纤手套与接触物容易摩擦起电，有可能引起油料燃烧，故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 3．(2024·四川绵阳南山中学期中)在手术时，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地。这是为了 A．除菌消毒 B．消除静电 C．利用静电 D．防止漏电 在可燃气体环境(如乙醚)中产生的静电，容易引起爆炸，应设法把产生的静电消除(如导入大地)，因此选项B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 4．为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走。下列措施中不是防止静电危害的是 A．高大的建筑物上都装有避雷针 B．电工钳柄上套有绝缘胶套 C．飞机轮上装搭地线 D．印刷车间中保持适当的湿度 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 高大的建筑物上装有避雷针是为了防止雷击，是为了防止静电危害，故A不符合题意；电工钳柄上套有绝缘胶套，在带电操作时，是为了防止触电，不是防止静电危害，故B符合题意；飞机在飞行时，与空气摩擦产生大量的静电，所以着陆时通过飞机轮上装搭的地线，将静电导走，是为了防止静电危害，故C不符合题意；印刷车间中，纸张间摩擦产生大量静电，空气有一定的湿度，能及时导走静电，是为了防止静电危害，故D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 5.如图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 由于导体尖端的电荷比较密集，更容易产生放电现象。故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 6．请用学过的电学知识判断下列说法正确的是 A．维修高压电路的电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B．制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C．小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D．打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险 绝缘衣在高电压下不能屏蔽高压电场对人体的损害，而穿金属衣可以对高压电产生的电场起到屏蔽作用，A错误；由电学知识可知汽油桶用金属材料制作时可以及时将产生的静电导走，B正确；小鸟站在单根高压输电线上，因为两爪之间电压为零，故小鸟不会被电死，C错误；由静电屏蔽知识可知打雷时在汽车里更安全，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 7．在一些存在大量易燃气体的工厂或实验室里，工作人员要穿一种特制的鞋，这种鞋的导电性能很好。这样做的原因是 A．能够将电荷导入大地，避免电荷在人体上的积累，以免产生火花放电引起 火灾 B．能够将电荷导入大地，避免电荷在易燃气体上积累，以免产生火花放电引起火灾 C．能够将大地中电荷导入人体，以使在人体上积累足够多的电荷 D．能够将大地中电荷导入易燃气体，以使在易燃气体上积累足够多的电荷 在一些工厂或实验室里，存在大量易燃气体，工作人员要穿一种特制的鞋，这种鞋的导电性能很好，能够将电荷导入大地，避免电荷在人体上的积累，以免产生火花放电，引起火灾。故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ 8．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。下列说法正确的是 ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头　②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备　③固定电话和手提电话均可正常使用　④在旷野，应远离树木和电线杆 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用，B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9．专门用来运输柴油、汽油的油罐车，在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链，关于它的作用，下列说法正确的是 A．让铁链与路面摩擦产生静电，使油罐车积累一定的静电荷 B．让铁链发出声音，以引起其他车辆的注意 C．由于罐体与油摩擦产生了静电，罐体上的静电被铁链导入大地，从而避免了火花放电 D．由于罐体与油摩擦产生了静电，铁链将油的静电导入大地，从而避免了火花放电 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 在运输柴油、汽油时，由于上下左右颠簸摇摆，造成油和油罐摩擦而产生静电，所以在油罐车尾部装一条拖在地上的铁链使油罐表面与大地相连，从而使油罐罐体中的电荷不断地被中和，不致于造成放电产生火花引起油罐爆炸。故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 √ √ 10.(多选)如图是消除烟气中煤粉的静电除尘器示意图，它由金属圆筒外壳A和悬在筒中的金属丝B组成，带煤粉的烟气从下方进气口进入，煤粉带负电，脱尘后从上端排气孔排出，要让除尘器正确工作，下列说法正确的是 A．外壳A应接电源的正极 B．金属丝B应接电源的正极 C．外壳A应接地，原因是防止触电 D．外壳A应接地，原因是导走电荷，防止爆炸 煤粉带负电，向正极运动，所以外壳A应接电源的正极，金属丝B应接负极，A正确，B错误；外壳A应接地，原因是防止高压触电，C正确，D错误。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11.(2024·广东深圳市高级中学高二校考期末)如图所示，医用口罩由多层织物材料构成，其中有一层熔喷布经过特殊工艺处理后成为驻极体材料，这层材料表面长期带有正电荷，能有效吸附细小的粉尘，而这些粉尘通常是细菌和病毒传播的载体。则即将被吸附的带电粉尘 A．带正电 B．匀速靠近熔喷布 C．在靠近熔喷布的过程中电场力做负功 D．在靠近熔喷布的过程中电势能减少 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 口罩表面带正电，则将被吸附的带电粉尘带负电，故A错误；随着带电粉尘靠近熔喷布，受到的电场力增大，加速度增大，被吸附的带电粉尘加速靠近熔喷布，故B错误；在靠近熔喷布的过程中，被吸附的带电粉尘速度逐渐增大，电场力做正功，电势能减少，故C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(多选)如图是某种静电矿粉分选器的原理示意图，带电矿粉经漏斗落入水平匀强电场后，分落在收集板中央的两侧，对矿粉分离的过程，下列表述正确的有 A．带正电的矿粉落在右侧 B．电场力对矿粉做正功 C．带负电的矿粉电势能变大 D．带正电的矿粉电势能变小 √ √ 带正电的矿粉受到的电场力方向向左，故落在收集板的左侧，A项错误；电场力对矿粉做正功，矿粉的电势能减小，动能增加，B、D正确，C 错误。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 谢 谢 观 看 ！ 第一章 静电场 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$