第九章 4 静电的防止与利用（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高一物理必修第三册（人教版2019）

4　静电的防止与利用 1.静电感应现象 把不带电的金属导体放入电场中,导体内部的自由电子定向移动,而使导体两端出现等量异 号电荷的现象。 2.静电平衡状态 　　导体内(包括表面)的自由电子不再发生定向移动,我们就认为导体达到了静电平衡状态。 3.静电平衡状态下导体的特点 处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零,此时,外电场和感应电荷在导体内部产生的 电场的场强大小相等,方向相反。 知识点 1 静电平衡 必备知识 清单破 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 1.空气的电离:在一定条件下,导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈 运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离。这种现象叫作空气的电离。 2.尖端放电:空气被电离后,那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于被吸引而 奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这相当于导体从尖端失去电荷,这种现象叫作尖端放电。 3.尖端放电的应用与防止 (1)应用:在高大建筑物顶端安装避雷针。 (2)防止:高压设备中导体的表面尽量做得光滑,避免尖端放电。 知识点 2 尖端放电 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 1.现象:导体壳(或金属网罩)内达到静电平衡后,内部不受外部电场的影响,导体壳的这种作用 叫作静电屏蔽。 2.原理:静电屏蔽实质是利用了静电感应现象,使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场的场 强矢量和为零。 3.应用:电子仪器外面都有金属壳,通信电缆外面包有一层金属网,高压线路的检修人员要穿 屏蔽服,野外高压线上方还有两条导线与大地相连等,都是利用静电屏蔽消除外电场的影 响。 知识点 3 静电屏蔽 1.原理:在电场中,带电粒子受到静电力的作用,向着电极运动,最后会被吸附在电极上。 2.应用:静电除尘、静电喷漆、静电复印等。 知识点 4 静电吸附 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.用金属网把验电器罩起来,在金属网外面使带电金属球靠近验电器,验电器的箔片会张开 吗? 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了,这种说 法正确吗? 3.飞机起落架的轮胎是由导电橡胶制成的,可以用绝缘橡胶轮胎代替导电橡胶轮胎吗? 4.为了防止静电带来的危害,印刷厂的工人在车间内用上了加湿器,这种做法正确吗? 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不会。由于静电屏蔽,金属网内部不受外部带电金属球产生的电场的影响,所以验电器箔片 不会张开。 2.不正确。当带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云 中的电荷,从而使建筑物避免遭雷击。 3.不可以。飞机起落架的轮胎需用导电橡胶制成,这样可以及时把飞机和空气摩擦产生的电 荷通过轮胎导入大地,以免产生放电现象。 4.正确。加湿器可以增加车间内的湿度,可以有效防止静电的产生。 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 1.导体内部不受外部电场影响的情况 (1)现象:①由于静电感应,验电器箔片张开,如图甲所示。 ②将验电器放入金属网罩内部后,验电器箔片不张开,如图乙所示,即外部电场影响不到导体 内部。 (2)本质:静电感应。导体外表面感应电荷产生的电场与外电场在导体内部任一点的场强的 叠加结果为零。 (3)结论:空腔可以屏蔽外界电场。 关键能力 定点破 定点 处于静电平衡状态的导体内、外电场的分析 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 2.接地导体壳内部电场对壳外空间无影响的情况 (1)现象:①如图甲所示,导体壳没有接地时,处于内部电荷产生的电场中,达到静电平衡时,导体壳内、外表面出现等量异种电荷,导体壳内、外表面之间的场强处处为零,壳外场强不为零。 ②如图乙所示,导体壳接地后,导体壳外的正电荷被大地负电荷中和,正电荷出现在地球的另 一端(相当于无穷远处),导体壳内、外表面之间及导体壳外部场强处处为零,导体壳外部空间 不受内部电场影响。        (2)本质:仍然是静电感应,使导体壳内表面感应电荷与壳内电荷在导体壳表面以外空间产生 的场强的叠加结果为零。 (3)结论:接地的空腔可以屏蔽内部电场。 第九章　静电场及其应用 第1讲　描述运动的基本概念 $$