9.4 静电的防止与利用 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕静电的防止与利用，系统讲解静电平衡特点、尖端放电原理、静电屏蔽两种情况及静电吸附应用。通过雷电、冬天触电等生活现象提问导入，承接静电场知识，构建“现象-原理-应用”的学习支架。 其亮点在于结合法拉第圆筒等实验演示（科学探究），通过避雷针、静电除尘等实际应用（科学态度与责任），培养学生科学思维。资料含图片辅助理解，练习题巩固知识，助力学生联系生活解决问题，也为教师提供清晰教学脉络与丰富资源。

第九章 静电场及其应用 第4节 静电的防止与利用 怎样防止静电带来的危害呢？ 干燥的冬天，触摸门把手会有触电的针刺感 自然界中的雷电是一种剧烈的放电现象 + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - 电子在左端聚集，右端正电荷暴露出来 在电场作用下，自由电子发生定向移动 E0 左端感应出负电荷，右端感应出正电荷 - - - - - - - - + + + + + + + + E0 E0 - - - - E=0 静电平衡 静电平衡 静电平衡状态： 导体在电场中发生静电感应现象时，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部电场强度减弱，直至为零，导体内部自由电子不再发生定向移动的状态。 静电平衡状态下导体的特点 内部电场强度处处为0。 电荷只分布在导体的外表面，且越尖锐的位置电荷密度越大，凹陷的位置，电荷很少。 左端感应出负电荷，右端感应出正电荷 - - - - - - - - + + + + + + + + E0 E=0 为什么还会发生放电现象呢？ 静电平衡 导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 静电平衡时导体上电荷的分布特点： 结论1：导体内部没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。 实验演示1：法拉第圆筒 结论2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷密度（单位面积的电荷量）越大。 实验演示2：不规则带电体 静电平衡时导体上电荷的分布特点： 电荷积累到一定程度时，发生放电现象! 放电现象 尖端放电 - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + + + + + + + 尖端放电 + + + + - - + - - - - - + + + - - - + + ▲导体周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动 ▲带电粒子与空气分子碰撞使空气分子中的正负电荷分离 强电场使空气分子中正负电荷分离的现象叫做空气的电离。导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。 尖端放电的原理 ▲新产生的带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使空气进一步电离。 ▲电离产生的带电粒子在电场的作用下，向着与自己电荷符号相反的一端运动 尖端放电的原理 尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。 - - - - - - + + + + + + + + + + 避雷针 将积累的电荷导入大地 怎样防止产生放电火花呢？ 尖端放电 11 1.避免：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。 2.现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。 尖端放电 静电屏蔽 金属丝制成的防护服 为什么防护服能保护工人呢？ 15 C - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + W C W - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + E=0 静电屏蔽 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，但由于壳内电场强度保持为 0，外电场对壳内的仪器不会产生影响，即静电屏蔽。 应用 屏蔽服 高压线屏蔽 屏蔽电缆 金属网 16 金属罩接地后，大地上的自由电子，沿导线向上移动，把金属罩外部的正电荷中和，结果，小球的电场被控制在金属罩的内部，外部不再受影响。 静电屏蔽的另一种形式 1.屏蔽外电场 外电场 空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响。 空腔导体屏蔽外电场 接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响 2.屏蔽腔内电场 静电屏蔽的两种情况 烟尘 静电除尘 静电吸附 为什么？ - - - - - - - - + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + 21 在电场中，带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。 ▲A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极，B附近的电场更强，B附近的空气分子更容易被电离； ▲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。 静电吸附的应用——静电除尘 静电吸附 静电虽然会有危害，但也可以利用。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。这一原理在生产技术上被广泛应用。A——板状收集器，B——线状电离器。 烟尘 - - - - - - - - + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + 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，这些微粒向作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。 静电喷漆 静电复印 利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。 充电 曝光 显影 转印 放电 静电除尘 静电吸附 23 练习1.对于处于静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是（　　） A．内部有（净）电荷 B．内部各点（合）场强为0 C．导体外表面处的场强为0 D．在导体外表面上，越平坦的位置电荷的密度越大，凹陷处最大 B BC.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0，电荷分布在外表面上，所以外表面处场强不为0。 A.处于静电平衡状态下的金属导体内部没有（净）电荷。 D.静电平衡时，导体外表面越尖锐的位置电荷的密度越大，凹陷处最少。 解析 E0 E=0 - - - - - - - - + + + + + + + + 练习2.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡状态后，则（　　） A．B 的空腔内电场强度为零 B．B 不带电 C．B 的外表面带正电 D．B 的内表面带负电 D BCD.金属球壳B外表面接地，大地中电子跑到球壳B外表面上将正电荷中和，所以B外表面不带电，内表面带负电。 A.由于静电感应，金属球壳B内壁感应出负电荷，A带正电，则B的空腔内电场强度不为零。 解析 - + - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - E ≠ 0 练习3.如图所示，将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与C的内壁接触)，在C附近另外有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，则（　　） A．A，B两球均不偏离竖直方向 B．A球不偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 C．A球向左偏离竖直方向，B球不偏离竖直方向 D．A球向左偏离竖直方向，B球向右偏离竖直方向 B 拓展提高 练习4.下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有（ ） AD 练习5.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　） A. 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，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 B 静电植绒 植绒材料主要是被切断的纺织纤维，带上静电时，在特定情况下，会垂直冲向涂有黏合剂的基层或承印物表面，从而生成集功能性、可靠性和高品质于一体的无接缝绒毛表面。 应用：防护服、高压线屏蔽、屏蔽电缆 把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，但由于壳内电场强度保持为 0，外电场对壳内的仪器不会产生影响，即静电屏蔽。 静电除尘 、静电喷漆、静电复印 避雷针 内部电场强度处处为0 电荷只分布在导体的外表面，且越尖锐的位置电荷密度越大，凹陷的位置，几乎没有电荷 尖端放电 静电屏蔽 静电吸附 应用原理 E0 E=0 - - - - - - - - + + + + + + + + 静电平衡 静电的防止与利用 31 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.6.10 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.64 Lavf58.12.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 Lavf57.83.100 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.64 Lavf59.27.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.1.1 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.64 $