2.3 静电的利用与防护 课件 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件聚焦静电场应用，系统梳理静电喷涂、除尘等利用方式，尖端放电原理及静电危害防护措施，通过情境链接（如避雷针问题）导入，结合易错辨析、导学探究搭建学习支架，衔接静电场知识与实际应用。 其亮点在于以科学思维为核心，通过滚筒式分选器例题、印染车间湿度等导学探究培养分析推理能力，结合油罐车拖地带、空气净化器等实例深化物理观念，融入科学态度与责任教育。采用情境导入、对点演练等方法，知识归纳与方法指导结合，助力学生理解应用，教师高效落实核心素养。

第二章　静电场的应用 第三节　静电的利用与防护 学习目标 1.知道静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒等,了解尖端放电及其应用,认识静电的危害和防止静电的方法.(物理观念) 2.能应用静电场的知识分析静电在生产、生活中的应用的问题.(科学思维) 3.认识物理学在生活和科技方面的应用.(科学态度与责任) 基础落实·必备知识全过关 一、静电的应用 1.静电喷涂:利用　　　　　　使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上　　　　,并吸附于带　　　　的被涂物的涂装技术.  2.静电除尘:利用电荷相互作用的性质,把带有　　　　　的粉尘从烟气中分离出来,再分类处理的过程.  3.静电复印:利用正、负电荷的吸引力进行　　　　　　的印刷方式.  4.静电植绒:利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质,通过使绒毛带上　　　　,令绒毛被吸引到　　　　的被植体表面上.  静电作用 负电荷 正电荷 不同电性 油墨转移 负电荷 带正电 二、尖端放电　防止静电危害 1.尖端放电 (1)概念:两根放电针附近形成的强电场使空气发生了　　　　　　,电离后的电荷各自奔向与它自身带异种电荷的放电针,与尖端的电荷　　　　.  (2)应用:避雷针等. 2.防止静电危害 防止静电产生的措施:一是控制静电的产生,可以采用　　　　　　的设备材料;二是把　　　　　　　尽快导走,最简单又最可靠的办法就是用导线把设备接地,这样可以把　　　　导入大地,避免静电积累.  电离　 中和 起电较少 产生的电荷　 电荷 情境链接 高层建筑物都安装有避雷针,避雷针是导体还是绝缘体?下端连接的是哪里? 提示 导体.下端与地下导体连接. 易错辨析 (1)静电喷涂时,要使涂料微粒带上正电,被涂物体带上负电.(　　) (2)在同一位置,所带电荷量越多的尘埃所受电场力越大.(　　) (3)避雷针可以通过尖端放电保护高大建筑物的安全.(　　) (4)家用电器如洗衣机接有地线是为了利用静电.(　　) (5)增加湿度是防止静电危害的常用方法.(　　) × 涂料微粒带负电,被涂物带正电. √ √ × 接地线是为了防止静电. √ 重难探究·能力素养全提升 探究点一　静电的应用 导学探究 阴极射线管电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,你知道这是为什么吗? 提示 阴极射线管发射的电子打在电视机的玻璃荧光屏上而显示图像.由于屏表面有静电而吸附灰尘,故表面经常有许多灰尘. 知识归纳 目前静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒等.所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场力作用下吸附到电极上. 静电除尘 (1)原理图如图所示. (2)基本构造:金属筒A和悬在管中的金属丝B,A接高压电源正极,B接高压电源负极. (3)原理:A、B之间产生强电场,距B越近,电场强度越大,B附近的气体分子被电离,成为电子和正离子.正离子被吸到B上;电子在向正极运动的过程中,附在空气中的尘埃上,使粉尘带负电,并被吸附到A上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中. (4)应用:静电除尘可除去有害的微粒,也可以回收物资,如回收水泥粉尘. 典例剖析 【例题1】 (多选) 如图是滚筒式静电分选器的原理图,导体滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负极,并令C接地.放电针G与滚筒C间施加高压并电离空气,a、b颗粒经过电离空气后都带上电荷.b颗粒直接掉落在F盘,a颗粒被刮板D刮落到E盘.下列说法正确的是(　　) A.a、b两种颗粒都具有良好的导电性 B.a、b两种颗粒都具有良好的绝缘性 C.在分选过程中,a、b两种颗粒都带负电 D.对调G、C间的极性,分离器仍能正常工作 CD 解析 由于C接正极,G接负极,则C上会有正电荷,放电针G周围形成很强的电场,使放电针G附近的空气电离而产生大量的电子和带正电的粒子,在电场力作用下,大量的电子或负离子被喷射到颗粒上,两种颗粒均带负电,C正确;带负电的b颗粒因具有良好的导电性所以在与带正电的滚筒C接触后,其上的负电被滚筒C上的正电中和,然后带上正电,根据同种电荷相互排斥及重力作用下落于F盘,带负电的a颗粒由于绝缘性,其所带负电不容易传给滚筒C,在滚筒C的静电吸引力作用下,附着于滚筒C的表面并随滚筒C转动,最后由刮板D将其刮入E盘中,A、B错误;对调G、C间的极性,原理不变,两颗粒均带正电,导电性好的b颗粒还是落在F盘中,绝缘性好的a颗粒被刮入E盘中,分离器仍能正常工作,D正确. 教你析题 读取题干 获取信息 导体滚筒C,并令C接地 可以导走电荷,C与导体接触后,导体电荷量为零 滚筒C和放电针G分别接于直流电源的正、负极 C可以吸引带负电荷的物体 b颗粒直接掉落在F盘 b颗粒后来不带电,说明b导电性能好 a颗粒被刮板D刮落到E盘 a颗粒一直带电,说明a绝缘性好 教你破题 对点演练 1.如图所示,在某静电除尘器产生的电场中,带等量负电荷的两微粒只受电场力作用,分别从p点沿虚线pm、pn运动,被吸附到金属圆筒上.下列说法正确的是(　　) A.p点的电势高于n点的电势 B.微粒在p点的电势能小于在m点的电势能 C.微粒从p到n的动能变化量等于从p到m的动能变化量 D.微粒从p到n的电势能变化量大于从p到m的电势能变化量 C 解析 沿着电场线,电势逐渐降低,则有φn>φp,故A错误;负电荷从p运动到m,电场力做正功,电势能减小,有Epp>Epm,故B错误;两微粒均只受电场力而做正功,由动能定理有qU=ΔEk,因初末电势差相同,电荷量q相等,则电场力做正功相等,电势能减小量相等,两微粒的动能变化量相等,故D错误, C正确. 探究点二　防止静电危害 导学探究 在印染车间,为了保证花布的印染质量,通常是使车间内的湿度大一些,为什么? 提示 在印染车间,由于在印染过程中布与机械间的相对运动有摩擦,摩擦产生的静电会吸引轻小的物体,就会使空气中的一些漂浮物吸附在花布上,使印染的效果大打折扣,因此要消除静电对印染质量造成的影响,就必须将因摩擦而产生的电荷导走,在车间里非常有效的一个方法就是使空气潮湿,摩擦产生的电荷直接通过空气导走. 知识归纳 1.静电的危害 (1)影响产品的质量. (2)妨碍电子器件的正常工作甚至损坏某些部件. (3)由于火花放电而引起火灾或爆炸. 2.防止静电危害的基本方法 (1)把产生的静电迅速导走(接地,增加湿度),以避免静电积累. (2)通过工艺控制减少因摩擦产生的静电. (3)非导电材料的抗静电处理(在非导电材料中添加导电材料,制成抗静电材料). 3.防止静电的实例 油罐车尾部常拖有一根铁链,它一端与油罐相连、一端拖在地上,在油罐车中因摩擦产生的静电就通过这根铁链及时导入大地,从而避免静电的积累.飞机起落架的轮胎用导电橡胶制造,方便在着陆时把机身的静电引入大地. 特别提示　静电利用一般是产生电荷,静电防止一般是去除电荷. 典例剖析 【例题2】 2023年8月15日,游客在新疆吐鲁番的沙漠上游玩时,头发突然竖了起来.当时无风,但头顶乌云密布.下列相关说法正确的是(　　) A.这是一种电磁感应现象 B.这是一种静电感应现象 C.此时人的头与脚带异种电荷 D.此时人应躺下或蹲下,并向高处撤离 B 解析 游客在沙漠上游玩时,头顶乌云密布,头发突然竖了起来,这是由于乌云带了电,对人体产生了静电感应现象,头与云带异种电荷.由于脚与大地接触,脚不带电,此时人应躺下或蹲下,并向低洼处撤离,避免发生尖端放电现象.故选B. 对点演练 2.(多选)大多数自助加油机都会有除静电装置,防止静电带来危险。有关加油前去除静电,下列说法正确的是(　　) A.衣服上的静电产生方式属于感应起电 B.衣服上的静电产生方式属于接触起电 C.通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会导走身上的电荷 D.加油前可以先通过洗手以消除静电 CD 解析 衣服上的静电产生方式属于摩擦起电,A、B错误;通过与加油机接地的金属面板进行接触操作,会导走身上的电荷,C正确;加油前可以先通过洗手以消除静电,D正确. 学以致用·随堂检测全达标 1 2 3 4 1.(静电的利用和防止)(2025广东湛江高二期末)以下关于静电现象的说法正确的是(　　) A.油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电 B.雷电天气时,云层所带的电荷量大小不一定是元电荷的整数倍 C.电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是提高衣服的耐穿性 D.静电喷漆时金属件与油漆雾滴带相同电荷,在静电力作用下喷涂更均匀 A 1 2 3 4 解析 油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带,作用是导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电,A正确;物体所带的电荷量一定是元电荷的整数倍,B错误;电工高空高压作业时,其工作服内编织金属丝的目的是起到静电屏蔽的作用,使超高压输电线周围的电场被工作服屏蔽起来,对工人起到保护作用,C错误;静电喷漆时金属件与油漆雾滴带异种电荷,在静电力作用下喷涂更均匀,D错误. 1 2 3 4 2.(静电的利用)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图,污浊空气通过过滤网后尘埃带电.图中电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极(接地).下列说法正确的是(　　) A.尘埃带正电 B.尘埃被吸附到集尘极a的过程中动能减小 C.尘埃被吸附到集尘极a的过程中电势能增加 D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中机械能增加 D 1 2 3 4 解析 由图可知,尘埃经过过滤网后被正极吸引,所以尘埃带负电,故A错误;尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功,电势能减小,动能增大,机械能增大,故B、C错误,D正确. 1 2 3 4 3.(防止静电危害)下列措施不是利用静电的是(　　) A.静电复印 B.静电除尘 C.静电喷涂 D.高楼顶端安装避雷针 D 解析 静电复印、静电除尘、静电喷涂都属于静电的利用;在高楼顶端安装避雷针属于防止静电造成危害,不属于静电的利用,故D符合题意. 1 2 3 4 4.(防止静电危害)(多选)如图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,低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.向塔尖端运动的负电荷受到的电场力越来越小 C.越靠近避雷针尖端,电场强度越大 D.向塔尖端运动的负电荷电势能减小 ACD 1 2 3 4 解析 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,故A正确;据电场线的疏密可知,塔尖的电场强度较大,所以向塔尖端运动的电荷受到的电场力越来越大,故B错误;由于电荷更容易集中到尖端,越靠近避雷针尖端电场强度越大,故C正确;负电荷在电场力的作用下向塔尖端运动,电场力做正功,电势能减小,故D正确. $