9.4 静电的防止和利用 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册
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普通
摘要:
该高中物理课件围绕静电的防止与利用展开,系统梳理了静电平衡、静电屏蔽、尖端放电和静电吸附四大核心知识点,通过从自由电子定向移动到导体内部场强为零的逻辑推演,构建起由现象到本质的学习支架,层层递进引导学生理解导体在电场中的行为规律。
其亮点在于深度融合物理观念与科学思维,以“静电平衡”为例,借助模型建构和科学推理揭示导体内场强处处为零的本质,再结合尖端放电实例强化能量转化与电荷分布的关系认知,体现科学探究中证据意识与解释能力。课件还融入真实情境如静电除尘、静电喷漆等应用案例,帮助学生建立物理与生活的联系,提升解决实际问题的能力,既助力学生形成结构化知识体系,又为教师提供可直接使用的教学素材与活动设计思路。
内容正文:
静电的防止和利用
高中物理
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高中物理 | 静电的防止与利用
一、静电平衡
E
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3
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合场强
随着增大, 最终为零
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一、静电平衡
1.定义:
在外加电场,当导体内的自由电子不再发生定向移动时。
就说导体达到静电平衡状态。
2.处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处为零。
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长为L的导体棒原来不带电,将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示。当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于( )
A. B. C. D.
D
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电场线和金属上下表面的关系是怎样的?
若有则电子还会移动,与静电
平衡的状态矛盾,只能是
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一、静电平衡
1.定义:
在外加电场,当导体内的自由电子不再发生定向移动时。
就说导体达到静电平衡状态。
2.处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处为零。
3.外表面处场强方向与表面垂直。
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9
如图上表面光滑的金属板固定于水平绝缘地面上,金属板上方某点有一固定正电荷+Q,一带电-q的绝缘小球从金属表面左边向右运动(小球不会飞离金属板),则小球的运动为( )
A.匀速直线运动
B.先加速后减速运动
C.先减速后加速运动
D.无法判断
A
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纯棉透气
含金属丝
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二、静电屏蔽
导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后,内部场强处处为0,不受外部电场的影响,内部的仪器不会受到外电场的影响,这种现象叫做静电屏蔽。
1.定义
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二、静电屏蔽
2.外屏蔽
金属笼屏蔽外部电场
对笼内物体的影响。
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二、静电屏蔽
3.内屏蔽
接地的金属笼屏蔽笼内电场
对外界的影响
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处于静电平衡的导体腔内,
有净剩余电荷吗?
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三、尖端放电
1.静电平衡时导体内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面。
2.处于静电平衡状态的
导体,在导体的外表面
尖端(半径小或曲率大)
电荷分布密度大(即单位
面积电荷量多),故尖端
电场强度大,而凹陷的位
置几乎没有电荷。
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拓展:用静电平衡理解感应起电
A
B
C
1.接地后,为什么地球上的电荷
不会源源不断的移动到导体上?
地球
-
-
-
+
+
+
导体和地球当作一个整体,最终
会处于静电平衡。
2.为什么B端或C端接地后,C处都
没有净电荷?
静电平衡后,认为电荷分布在尖端,
中间没有净电荷
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三、尖端放电
3.导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动,把空气中的气体分子撞散,即使分子中的正负电荷分离,这个现象叫做空气的电离。
4.那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子,由于吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷,这个现象叫做尖端放电。
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导体尖端电荷密度大
尖端周围电场强
空气中残留带电粒子剧烈运动
空气电离
正负电荷奔向异种电荷
尖端失去电荷
尖端放电
将闪电导入大地
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尖端放电会导致高压设备上电能的损失,所以高压设备中导体的表面应该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,伴随嘶嘶声,这种现象俗称电晕,这是一种微弱的放电现象。
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四、静电吸附
A
A
B
静电除尘原理(俯视图)
气体电离
→粉尘电荷
→移向电极
→粉尘搜集
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静电喷涂
静电喷漆原理:接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电,在静电力作用下,这些微粒向着作为正极的工件运动,并沉积在工件的表面,完成喷漆工作
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静电复印
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