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

第二章 静电场的应用 Physics 知道如何防止静电危害 了解静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒的工作原理 03 01 知道尖端放电的原理，知道如何利用和防止尖端放电 02 重点 情境导入 01 静电现象的应用 静电喷涂 (1)工作原理：利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷，并吸附于带正电荷的被涂物。 接负高压的涂料雾化器 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + 工件 (2)优点：涂层质量高、涂料利用率高、对使用者操作技巧要求低等。 核心知识 简易的静电除尘器 情境导入 静电除尘 (1)结构：将高压电源的正极接在金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上。 + + - - + - - + 小油滴 小油滴 ▲B附近的空气中气体分子被电离 + + + + - - - - 小油滴 小油滴 ▲电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电 核心知识 (2)原理：正、负极间有很强的电场，使气体分子电离为电子和正离子。电子在向着正极(金属圆筒)运动的过程中，附在空气中的尘埃上，使粉尘带负电，并被吸附到金属圆筒上，粉尘在筒壁积累到一定程度，在重力的作用下落入下面的漏斗中再被排出。 带正电圆筒A 带负电电极B + + - - 核心知识 静电复印利用正、负电荷的吸引力进行油墨转移，其核心部件是一个有机光导体鼓的金属圆柱，其表面被涂上有机光导体(OPC)。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。 静电复印 核心知识 静电植绒 核心知识 工作原理：利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质，通过使绒毛带上负电荷，令绒毛被吸引到带正电的被植体表面上。 核心知识 1. (多选)静电喷漆是利用静电吸附现象制造的，其喷涂原理如图所示，则以下说法正确的是 A.在喷枪喷嘴与被喷涂工件之间有强电场 B.涂料微粒一定带正电 C.涂料微粒一定带负电 D.涂料微粒可能带正电，也可能带负电 √ √ 工作时涂料微粒会向带正电的被喷涂工件高速运动，是由于喷枪喷嘴与被喷涂工件之间形成了强电场，由正电荷对涂料微粒的吸引作用可得出涂料微粒带负电荷，故A、C正确。 例题 2. (多选)(2025·深圳市高级中学高二月考)电晕放电在电选矿、静电除尘等方面均有广泛应用。以针板式电晕放电为例，如图，在针板式电极场中，在高电压作用下，针式电极周围空气被电离，在周围产生电晕区，生成正离子和负离子。电晕区的负离子在电场力的作用下向集尘极移动，途中黏附在灰尘上，并在电场力作用下继续向集尘极移动，最后沉积在集尘极上面。下列说法正确的是  A.供电装置上端为电源正极，下端为电源负极 B.供电装置上端为电源负极，下端为电源正极 C.带电灰尘飞向集尘极的过程中，电势能减小 D.带电灰尘飞向集尘极的过程中，做匀加速直线运动 √ √ 例题 负离子在电场力的作用下向集尘极移动，说明集尘极为正极，故供电装置上端为电源负极，下端为电源正极，A项错误，B项正确； 带电灰尘飞向集尘极的过程中，电场力做正功，电势能减小，C项正确； 由于电场并非匀强电场，另外，灰尘受到重力作用，所以带电灰尘做变加速运动，D项错误。 例题 02 尖 端 放 电 空气的电离 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强,强电场作用下的带电粒子剧烈运动。并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正、负电荷分离的现象。 ▲强电场使残留的带电粒子发生剧烈运动 ▲带电粒子与气体分子碰撞使气体分子中的正负电荷分离 ▲新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离 核心知识 尖端放电 所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。 核心知识 尖端的强电场 周围空气电离 尖端电荷中和 尖端释放电荷 等效于 + + + + + + + + + - + - + - + - + - + - + - + - 核心知识 避雷针的原理（实验模拟） 应用：避雷针利用尖端放电原理保护建筑物等避免雷击的一种设施。 防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。 核心知识 核心知识 I I 避雷针的原理(动画模拟) 核心知识 尖端放电应用 核心知识 (1)验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状，这是为了防止尖端放电。(　　) (2)避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和。(　　) (3)为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形。(　　) (4)为了避免因尖端放电而损失电能，高压输电导线表面要尽量光滑。 (　　) √ × √ √ 辨析 3. (多选)如图所示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，底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.避雷针上的电流方向从尖端流向底端 C.避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附 近的电场强度小 D.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施 √ √ 例题 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，A正确； 负电荷从尖端流向底端，而电流的方向规定为正电荷运动的方向，因此电流的方向从底端流向尖端，B错误； 由于电荷更容易集中到尖端，避雷针尖端附近的电场强度比避雷针底端附近的电场强度大，C错误； 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，D正确。 例题 防止静电危害 1.静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。 核心知识 在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开；在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。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。 核心知识 2.防止静电危害的主要方法与途径 (1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度。 核心知识 2.防止静电危害的主要方法与途径 (2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是接地。 核心知识 4.如图所示，运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地上，这样做的目的是  A.发出声音，引起路人注意 B.减缓车速，保证行车安全 C.把静电引入大地，避免因放电引起爆炸 D.与地面发生摩擦，在运输车上积累电荷 √ 例题 汽车行驶时，油罐中的汽油随车的振动摩擦起电，如果不及时将这些静电导走，一旦出现放电现象，就会发生爆炸事故。拖地铁链使油罐表面与大地相连，使油罐罐体中的电荷不断地中和，不致造成放电产生火花引起油罐爆炸，故C正确，A、B、D错误。 例题 静电现象的应用 防止静电危害 静电除尘 静电喷涂 工作原理、优点 静电的危害 静电的防止 应用：避雷针 防止：导体表面尽量光滑 导走多余电荷；调节湿度 保持通风；尖端放电 尖端放电 静电复印 静电植绒 结构、原理 工作原理 尖端放电 空气的电离 给人们带来麻烦，造成火灾，影响生产 课堂小结 本 课 结 束 Keep Thinking! Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 $nullnull而且在这个静电的长期辐射下，我们人还会产生一些身体上的反应。比如说头晕、恶心，还有一种特别难受想吐的感觉。没错，而且这个静电它还会吸附空气当中大量的灰尘，可能更严重的会导致一些比如说气管类的疾病，以及心律失常等等相关的一些问题。2017年3月25日，辽宁一车主加油后车内乘客在未进行去除静电操作的情况下关闭油箱门，油箱突然起火。江苏女子在进行。自助加油时，由于操作不当，毛衣产生的静电将汽油点燃，好在女子。并未受伤。 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。它是一个或几个尖锐的金属棒安装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接，保持与大跌的良好接触。当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应金属棒出现与云层相反的电荷，通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，达到避免雷击的目的。如果建筑物不安装避雷针。对于易燃的建筑物，安装避雷针。若不安装避雷针。 nullnull我们用实验来演示一下静电除尘。在封闭。塑料瓶的外边套一个环状铜片作为一个电极，用绕上螺旋状的金属丝作为一个电极，饮料瓶的中央还有一根金属管作为另一个电极。点燃香，让烟雾充满。饮料瓶。当在两个电极上加上高压电后，玻璃管中的烟雾被迅速清除掉，这就是静电除尘。安全提示，使用高压电源时应注意用电安全，关闭电源后要及时放电。 null