2.3 静电的利用与防护 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

第二章　静电场的应用 第三节　静电的利用与防护 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，知道如何利用和防止尖端放电。 3 知道如何防止静电危害。 重点 自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？ 情景导入 静电现象的应用 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。 静电 正 静电喷涂 静电除尘 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。 正极 负极 电场 电子和正离子 正极 尘埃 静电复印 静电复印利用正、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)。没有光照时，OPC是_____体，受到光照时变成_____。 吸引 绝缘 导体 静电植绒 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。 静电植绒 1.(多选)静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是 A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有强电场 B.涂料微粒一定带正电 C.涂料微粒一定带负电 D.涂料微粒可能带正电，也可能带负电 √ √ 例题 2.(多选)(2023·中山市高二期末)如图甲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，它们之间产生强电场，圆筒截面上的电场分布如图乙所示。带有粉尘的烟气进入圆筒内，尘埃在电场中通过某种机制带电，在强电场作用下向圆筒迁移并沉积，经过净化的烟气从出口排出，下列表述正确的是 A.到达圆筒的尘埃带负电荷 B.圆筒与金属线之间的电场是匀强电场 C.尘埃向圆筒迁移过程中克服电场力做功 D.尘埃向圆筒迁移过程中电势能减小 √ √ 尖端放电 二 观看视频，交流与讨论雨天为什么不能站树下？ 空气电离 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：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被_____，而与尖端上电荷_____，相当于导体从尖端失去电荷的现象。尖端放电的应用与防止： (1)应用：______是利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施。 (2)防止：高压设备中导体的表面尽量_____会减少电能的损失。 密度 分离 吸引 中和 避雷针 光滑 尖端的强电场 周围空气电离 尖端电荷中和 尖端释放电荷 等效于 尖端放电原理 + + + + + + + + + - + - + - + - + - + - + - + - 飞机装有类似避雷针的放电刷 尖端放电应用 I 避雷针的原理 I 避雷针的原理(动画模拟） 避雷针的原理（实验模拟） 夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，是一种微弱的尖端放电。 尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。 尖端放电防止 (1)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电。(　　) (2)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和。(　　) (3)为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形。(　　) (4)为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑。 (　　) × √ √ √ 易错辨析 3.(多选)如图所示是闪电击中广州塔的画面，广州塔的尖顶是一避雷针，雷雨天气时，底端带负电的云层经过避雷针上方时，避雷针尖端放电形成瞬间强电流，云层所带的负电荷经避雷针导入大地，在此过程中，下列说法正确的是 A.云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷 B.避雷针上的电流方向从尖端流向底端 C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近 的电场强度小 D.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 √ √ 例题 防止静电危害 三 1.常见的静电危害 静电力造成的不良后果 静电火花引发的灾害 观看电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘，使图像的清晰度和亮度下降 医院手术台上，静电火花可能会引起麻醉剂或氧气爆炸 混纺衣服上常出现不易拍掉的灰尘 煤矿里，静电火花可能会引起瓦斯爆炸 长期穿尼龙内衣，因尼龙与皮肤的摩擦起电可能损伤皮肤 在航天工业里，静电放电会干扰航天器的运行，甚至会造成火箭和卫星发射失败 印刷厂里，纸页之间因静电而黏合，给印刷带来不便 在石化工业里，因静电放电会引起爆炸事故 制药厂里，因静电吸引尘埃，使药品达不到标准纯度 油罐车运输汽油时，静电放电易使汽油着火进而引发爆炸 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。 4.如图所示，运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这样做的目的是 A.发出声音，引起路人注意 B.减缓车速，保证行车安全 C.把静电引入大地，避免因放电引起爆炸 D.与地面发生摩擦，在运输车上积累电荷 √ 例题 静电现象的应用 尖端放电 特点 防止与利用 原理 防止静电危害 把静电导走 减少静电的产生 静电喷涂 防止与应用 静电除尘 静电复印 静电植绒 静电的利用与防护 工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被喷涂工件之间形成了强电场，由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电荷，故A、C正确。 由题意，尘埃在强电场作用下向圆筒迁 移并沉积，圆筒带正电，所以尘埃带负 电，故A正确； 由题图乙知，圆筒与金属线之间的电场 是辐向非匀强电场，故B错误； 尘埃向圆筒迁移过程中是受静电引力作用而发生的，所以电场力做正功，故C错误； 电场力做正功，电势能减小，故D正确。 根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引， 可知云层靠近避雷针时，针尖感应出正电荷， A正确； 负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定 为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，B错误； 由于电荷更容易集中到尖端，避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误； 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，D正确。 汽车行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时将这些静电导走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故。拖地铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断地中和，不致造成放电产生火花引起油罐爆炸，故C正确，A、B、D错误。 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$