1.7 静电的利用和防护（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

第7节　静电的利用和防护 物理观念 科学探究 科学态度与责任 　　了解静电的应用以及防止静电危害的办法。 　　激发学生对电学的好奇心和求知欲，培养责任意识。 　　体会严谨实事求是的科学态度，认识科学技术与社会环境的关系。 一、静电 　　静止的电荷称为静电。物体的绝缘性越好，越容易产生静电，产生的电压越高。 二、静电的利用 1．静电喷涂：使雾状的油漆液滴或固体涂料的微小颗粒飞离喷嘴时带上同种电荷，由于同种电荷的排斥作用，能够均匀沉积于工件表面。 2．静电除尘：烟尘中颗粒带负电，在静电力作用下被吸附到正极上。 3．激光打印机：打印机内部的硒鼓在不受光照射时带负电，受到光照射的部分时变成导体，电荷被导走。于是硒鼓上留下带负电的“静电潜像”。打印纸带正电，吸引“静电潜像”上的墨粉。 三、静电的危害：大量的静电积累，会产生较高的电压。 四、静电危害的防治：尽快导走多余电荷。 用导线把设备接地；调节空气湿度；尖端放电(被雷针)。 1．飞机在云层与云层之间飞行或起飞、着陆时都有可能遭遇雷击闪电，但不会对乘客造成伤害，你知道这是为什么吗？ 提示：金属机身的屏蔽作用。 2．判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)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。(　　√　　) (2)地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷及时导走。(　　√　　) (3)静电喷涂时，固体涂料颗粒带的是异种电荷。(　　×　　) (4)激光复印机中的硒鼓受到光照射时变成导体。(　　√　　) 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 探究点___静电的防护和利用 在干燥的房间脱化纤衣服时，经常会听到啪啪的放电声，有时触碰门把手或者其他一些干燥的物品时，也经常被“电击”。纺织厂和一些计算机机房要保持一定的空气湿度，避免因火花放电导致火灾或者损坏仪器。 [问题设计] 这些静电是怎么产生的，如何防止危害？ 提示：通过摩擦产生的静电，尽快将电荷导走。 一、静电 由于摩擦或者静电感应使绝缘体表面带上静止的电荷，这些电荷聚集过多，会在周围的空间产生电压。带电体的绝缘性越好，电荷越容易积累，产生的电压越高。 二、静电的应用：静电喷涂、静电除尘器、静电屏蔽、静电复印机、激光打印机等。 1．静电除尘 如图静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，电场强度越大。B附近的空气中的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子。正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子。电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电。粉尘被吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。 2．激光打印机 (1)半导体硒鼓的特点： ①没有光照射部分为绝缘体，能保持电荷； ②有光照射部分为导体，将所带电荷传走。 (2)工作原理： ①复印时先使硒鼓带正电，用光学系统将原稿文字成像在硒鼓上，由于字迹的遮光效果，硒鼓表面没有光照射的部分是很好的绝缘体，能保持电荷，因而留下我们看不到的带正电的“静电潜像”。 ②带负电的墨粉和硒鼓表面接触，被带正电的“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。 ③带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸附到白纸上，最后加热使墨粉牢固停留在纸上，完成复印工作。 三、静电的危害和防治 1．静电的危害 (1)雷电造成的危害。 (2)对易燃易爆或产生粉尘、油雾较多的场所易引发火灾或爆炸。 (3)静电放电引发电子设备故障。 2．静电的防治：尽快导走多余的电荷。 (1)最简单的办法是将设备接地。 (2)调节空气湿度。 (3)易燃易爆和粉尘聚集场所保持良好的通风，消除静电火花引爆条件。 (4)利用尖端放电，例如避雷针。 【例1】 在医疗手术中，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，这样做是为了(　　) A．除菌消毒 B．消除静电 C．利用静电 D．防止漏电 B　解析：医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走，B正确。 [练1] (多选)如图所示是某种静电矿料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 BD　解析：带正电矿粉受到的电场力方向向左，故落在收集板的左侧，A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。 【例2】 静电复印机的中心部件，是一个可以旋转的接地的铝辊，表面镀着一层半导体硒，叫作硒鼓。半导体硒有特殊的光电性质，没有光线照射时是很好的绝缘体，能保持电荷，受到光的照射就立刻变成导体，将所带的电荷导走。复印每一页书稿都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，这些步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的。如图所示，曝光后的硒鼓上留下H字符，关于H字符，下列说法正确的是(　　) A．H字符是没有光照射的地方，不带电荷 B．H字符是没有光照射的地方，保持着正电荷 C．H字符是有光照射的地方，不带电荷 D．H字符是有光照射的地方，带正电荷 B　解析：利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，硒鼓上字迹的像是没有光照射的地方，保持着正电荷，而其他地方受到了光线照射，正电荷被导走，所以B正确，ACD错误。 [练2] 下列关于静电的说法错误的是(　　) A．静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上 B．复印机是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上 C．电疗针灸是静电在医学上的应用 D．飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成的危害 C　解析：静电植绒和复印机是利用异种电荷间的吸引力来工作的，属于静电的利用，AB正确；电疗针灸是利用经络学原理，生物电效应对人体进行保健和辅助治疗，C错误；飞机在起飞和降落时与地面有摩擦，利用导电橡胶制成轮胎可以把静电导走，D正确。 1．人们行走时鞋子和地板由于摩擦产生静电，带电的离子会在地板表面对空气中的灰尘产生吸引，对电脑机房、电子厂房等单位会造成一定的影响。防静电地板又叫作耗散静电地板，当它接地时，能够使电荷耗散。地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体。下列关于防静电地板的说法，正确的是(　　) A．地板下面铺设铝箔的作用是防潮 B．地板必须是绝缘体材料 C．地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维 D．只要地板下面铺设铝箔，地板材料是绝缘的或导电的均可 C　解析：地板在施工时，地板下面要铺设铝箔，铝箔要连接到地下预埋导体，即要将地板上的静电导走，所以防静电地板必须是导电的，如地板中含有导电纤维，C正确，ABD错误。 2．低碳环保是我们追求的生活方式。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，当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，蚊香产生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，下列说法正确的是(　　) A．烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 C．同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 D．同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变，离铝板越近则加速度越大 B　解析：中性空气分子在强电场中被电离成电子和带正电的离子，烟尘颗粒吸附电子后带上负电，在电场力作用下向铝板做加速运动，故AC错误；B正确；因铝板与缝被针间的电场线形状相当于横向放置的锥形体，离铝板越近，电场线越稀疏，电场强度越小，烟尘颗粒受电场力越小，加速度越小，D错误。 3．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　　) A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地 B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷 C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 D．以上说法都不对 B　解析：带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，所以只有B正确。 4．静电复印时先使硒鼓带正电，再利用光学系统将原稿上的字迹的像成在硒鼓上，这样，在硒鼓上带________电的墨粉与硒鼓表面接触后，墨粉就被“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。最后，带________电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸到白纸上，就完成了复印的任务。 答案：负　正 解析：静电复印时先使硒鼓带正电，再利用光学系统将原稿上的字迹的像成在硒鼓上，这样，在硒鼓上负电的墨粉与硒鼓表面接触后，墨粉就被“静电潜像”吸引，显出墨粉组成的字迹。最后，带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将墨粉吸到白纸上，就完成了复印的任务。 [课时梯级训练(7)见P136] 学科网（北京）股份有限公司 $$