专题04 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

人教版2024必修三 期中复习 专题04 静电的防止与利用 思维导图 静电感应现象 如图9-4-1所示，把金属导体ABCD放入场强为E。的匀强电场中，电子在电场力的作用下向左定向移动，由于静电感应，导体的左、右两侧感应出等量异种电荷。 1 考点01静电平衡 期中考试 知识剖析 3 静电平衡状态 由于感应电荷也激发电场，原场强E。与感应电荷的场强E'方向相反，当E′=-E。后，导体内的自由电子不再发生定向移动，此时，导体内的合场强E=0。如图9-4-2所示，导体的这种状态叫作静电平衡状态。 2 考点01静电平衡 期中考试 知识剖析 4 处于静电平衡状态场强的特点 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度处处为0。 (2)处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何点的电场强度方向必定与这点的表面垂直。 3 考点01静电平衡 期中考试 知识剖析 5 例题：下列叙述正确的是（　　） A．只有体积很小的球形带电体才叫作点电荷 B．静电平衡时，导体内没有自由电子 C．在一个以点电荷为中心、r为半径的球面上，各处的电场强度都相同 D．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是微弱的放电现象 D 考点01静电平衡 期中考试 知识剖析 6 解：A、当带电体的形状和大小对所研究的问题没有影响时，可以把带电体看作点电荷，物体能不能看作点电荷，与物体的体积没有直接关系，故A错误； B、静电平衡时，导体内的自由电子不再发生定向移动，但导体内仍然存在自由电子，故B错误； C、在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度大小相同，但方向不同，故C错误； D、夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是微弱的放电现象，故D正确。 故选：D。 考点01静电平衡 期中考试 知识剖析 7 静电平衡时导体电荷分布的特点 (1)导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。 (2)在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，周围的电场强度越大，而凹陷的位置几乎没有电荷。 1 考点02尖端放电 期中考试 知识剖析 8 尖端放电 (1)空气的电离 空气分子一般呈电中性，但在强电场作用下，空气中残留的带电粒子与空气分子碰撞，使得空气分子中的正负电荷分离，这个现象叫作空气的电离。 (2)尖端放电 带电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，足以使空气发生电离，电离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，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些与导体尖端的电荷 2 考点02尖端放电 期中考试 知识剖析 9 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)尖端放电的应用和防止 ①应用：避雷针是利用尖端放电避免建筑物遭受雷击的设备；燃气灶中的电子打火器的放电电极做成针状，加上电压时容易产生电火花。 ②防止：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做到尽可能光滑。 考点02尖端放电 期中考试 知识剖析 10 例题：如图所示，某静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。其中A接高压电源正极，B接高压电源负极，A、B之间有强电场。下列说法不正确的是（　　） A．离电离器B越近电场强度越大 B．带电尘埃向收集器A运动过程中电势能增大 C．电离器B附近的空气分子更容易被电离 D．带电尘埃被收集器A吸附后最终掉落 B 考点02尖端放电 期中考试 知识剖析 11 解：AC．A为板状，B为线状，距离B越近，电场线越密，电场强度越大，空气分子更容易被电离，故AC正确； B．带电尘埃向收集器A运动过程中，电场力做正功，电势能减小，故B错误；D．B附近空气中的气体分子被电离，成为正离子和电子，正离子被吸到B上，电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带电，粉尘被吸附到正极A，所带电荷量与正极板中和，不再受电场力作用，最后在重力的作用下落，故D正确。 本题选择不正确的，故选B。 考点02尖端放电 期中考试 知识剖析 12 定义 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。金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。 1 考点03静电屏蔽 期中考试 知识剖析 13 静电屏蔽的实质 静电屏蔽的实质是利用静电感应现象，使金属壳内感应电荷产生的电场和外加电场的矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面。 静电屏蔽的应用 为防止外界电场的干扰，将电子设备外面套上金属壳，如电工穿戴由金属丝网制成的工作服进行高压带电作业等。 2 3 考点03静电屏蔽 期中考试 知识剖析 14 危害 (1)静电由于吸附空气中的尘埃，会给印染、制药、合成纤维等工业生产带来危害。 (2)静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。 (3)静电的最大危害是放电火花会点燃某些易燃物质，引起爆炸。如煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸。 1 考点04静电的危害与防止 期中考试 知识剖析 15 防止 防止静电危害的基本方法：尽快把静电导走，避免越积越多。在油罐车的尾部装一条拖在地上的铁链，某些工厂里会调节空气的湿度等，都是为了消除静电。 2 考点04静电的危害与防止 期中考试 知识剖析 16 例题：关于静电的利用和防范，下列说法中错误的是（　　） A．静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷 B．油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害 C．雷雨天，武当山金殿的屋顶常出现“雷火炼殿”的奇观，这是静电屏蔽现象 D．避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地，使建筑物避免雷击 C 考点04静电的危害与防止 期中考试 知识剖析 17 解：A.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。故静电喷漆时，被喷的金属件与油漆雾滴带异种电荷，故A正确；B.油罐车在运输过程中会产生静电，车后拖一铁链可以防止静电产生危害，故B正确；C.武当山重峦叠嶂，气候多变，云层常带大量电荷。金殿屹立峰巅，是一个庞大的优良导体。当带电的积雨云移来时，云层与金殿顶部之间形成巨大的电压，使空气电离，产生电弧，也就是闪电。强大的电弧使周围空气剧烈膨胀而爆炸，看似火球，并伴有雷鸣。金殿顶部，除海马等屋脊上的装饰外，很少有带尖的结构，不易放电，所以能使电压升得比较高，保证“炼殿”之需，不属于静电屏蔽现象，故C错误；D.避雷针是利用尖端放电将云层中积聚的电荷导入大地，使建筑物避免雷击，故D正确； 考点04静电的危害与防止 期中考试 知识剖析 18 原理 在电场中，带电粒子受到电场力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上。 应用 (1)静电除尘 设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，这就是静电除尘。如图9-4-7所示。 1 2 考点05静电吸附 期中考试 知识剖析 19 (2)静电喷漆 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。 (3)静电复印 复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆有机光导体。没有光照时，有机光导体是绝缘体，受到光照时变成导体。复印机复印的工作过程如图9-4-8所示。 考点05静电吸附 期中考试 知识剖析 20 导体外部的电场影响不到导体内部(外屏蔽) (1)现象：由于静电感应验电器箔片张开，如图9-4-11甲所示，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图乙所示。 (2)本质：由于静电感应，导体网罩上感应电荷产生的电场与外电场在导体网罩内部任一点的场强相互抵消。 1 考点06静电屏蔽的两种情况 期中考试 知识剖析 21 接地导体壳内部电场对壳外空间没影响(内屏蔽) (1)现象：如图9-4-12甲所示，导体壳未接地，正电荷处于导体壳内部，达到静电平衡状态时，导体壳内、外表面出现等量异种电荷，壳内、外场强不为零。 如图乙所示，导体壳接地，导体壳外的正电荷被大地流来的负电荷中和，导电壳体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：由于静电感应，导体壳内表面感应电荷的电场与壳内场源电荷的电场在导体壳外部空间任一点的场强相互抵消。 2 考点06静电屏蔽的两种情况 期中考试 知识剖析 22 1．（2024秋•兴化市期中）下列属于静电现象的是（　　） A．小灯泡发光时会发热 B．条形磁铁能吸引小铁屑 C．摩擦过的塑料笔杆能吸引小纸片 D．通电直导线附近的小磁针会发生偏转 C 解：A、灯泡发光时会发热属于电流的热效应，不是静电现象，故A错误； B、小磁针吸引小铁屑属于磁现象，并不是静电现象，故B错误； C、塑料摩擦会产生电荷，能吸引小纸片，是静电现象。故C正确； D、通电直导线附近的小磁针会发生偏转是由于电流产生的磁场对小磁针的作用，属于磁现象。故D错误。 故选：C。 考点01静电的利用和防止 综合训练 23 2. （2025春•江阴市校级期中）下列叙述正确的是（　　） A．只有体积很小的球形带电体才叫作点电荷 B．静电平衡时，导体内没有自由电子 C．在一个以点电荷为中心、r为半径的球面上，各处的电场强度都相同 D．夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是微弱的放电现象 D 解：A、当带电体的形状和大小对所研究的问题没有影响时，可以把带电体看作点电荷，物体能不能看作点电荷，与物体的体积没有直接关系，故A错误；B、静电平衡时，导体内的自由电子不再发生定向移动，但导体内仍然存在自由电子，故B错误；C、在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度大小相同，但方向不同，故C错误； D、夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，这是微弱的放电现象，故D正确。故选：D。 考点02静电平衡现象、等势体 综合训练 24 3． （2024秋•浦东新区校级期中）下列做法错误的是（　　） A．油罐车尾有一条铁链拖地 B．避雷针顶端要做成箭头状 C．印刷车间要保持空气干燥 D．飞机轮胎材料用导电橡胶 C 解：A.油罐车在运动的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，后面拖一条的铁链就可以及时的把产生的静电导走，有利于消除静电，故A正确； B.避雷针避雷是避免静电现象对建筑物造成危害，避雷针顶端要做成箭头状，故B正确； C.印染车间如果保持空气干燥会导致静电积累而造成危害，故应保持潮湿，故C错误； D.飞机轮胎材料用导电橡胶，可以将静电及时导走；有利用防止静电危害；故D正确． 本题选做法错误的，故选：C。 考点03电荷在导体上的分布、尖端放电 综合训练 25 4．（2025春•徐州期中）下列各种现象中属于静电屏蔽的是（　　） A．电工钳柄上套有绝缘胶套 B．高大建筑顶上安装有避雷针 C．油罐车后面装有一条拖地的铁链 D．野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线 D 解：A、电工钳柄上套有绝缘胶套，是防止触电，不是静电屏蔽，故A错误； B、高大建筑顶上安装有避雷针是为了防止静电，不是静电屏蔽，故B错误； C、油罐车后面装有一条拖地的铁链，是为了把产生的静电导走，不是静电屏蔽，故C错误； D、野外高压输电线上方有两条与大地相连的导线，是静电屏蔽，故D正确。 故选：D。 考点04静电屏蔽的原理与应用 综合训练 26 $