9.4静电防护与利用 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第三册

第九章 静电场及其应用 9.4 静电防护与利用 高中物理-人教版 2026.02.28 1 目录 01 静电平衡 02 尖端放电 03 静电屏蔽 04 静电吸附 库仑定律： 旧知温习 表达式：F = k 适用条件：①真空中②静止的③点电荷 方向：二者的连线上 电场强度： （场强） E= （定义式）适用于一切电场 E与F、q无关 E=k （决定式）真空中点电荷的电场 EQ、E 电场线：（假想的，实际不存在） 新课导入 自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。 思考：利用静电的知识，你能解释右边视频中的现象吗？ 静电平衡 E0 E0 E` 把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0 的电场中。 静电平衡 当E ` = E0 时 → 达到静电平衡状态 E0 E ` 原电场 感应电荷产生的电场 导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。 静电感应现象：把不带电的金属导体放入电场中，导体内部的自由电子在静电力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。 静电平衡的特点：①内部的场强处处为0（E ` = E0）； ②电荷分布在外表面，表面场强不为0； ③表面处场强方向与导体表面垂直； 静电平衡 【配套试卷】处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为0的原因是( ) A.导体内部无任何电场; B.外电场不能进入导体内部; C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为0; D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为0; D 静电平衡 静电平衡时，导体上的电荷分布特点： 带正电的 空腔导体 法拉第圆筒实验 导体空腔内放置一个正电荷 空腔接地 电荷分布在外表面，表面场强不为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。 思考：处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。如果放入静电场中的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢? 导体腔内的电场为0 静电屏蔽: 屏蔽外电场： 静电平衡 屏蔽内电场： 静电平衡 静电屏蔽 观察下面的视频和图片，体会静电屏蔽现象。 【优化学案】如图所示，把原来不带电的空腔金属壳B的外表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入空腔内，但不与B接触，达到静电平衡状态后，则（ ） 静电屏蔽 D A.B的空腔内电场强度为0； B.B不带电； C.B的外表面带正电； D.B的内表面带负电 【优化学案】如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M的电荷量为-Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时（ ） A.P、R上均出现感应电荷； B.P、R上均没有感应电荷； C.P上有感应电荷而R上没有； D.P上没有感应电荷而R上有； D 静电屏蔽 尖端放电 观察下面的视频，为什么会出现这些现象？你能否解释这些现象背后蕴含的物理知识？ 什么是尖端放电？ 越尖锐的位置，电荷的密度越大，周围的场强越大。 尖端放电 空气电离： 在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气 分子中的正负电荷分离。 导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子被吸引奔向尖端，与尖端的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。 尖端放电： 尖端放电 【配套试卷】(多选)避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( ) A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地； B.避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷； C.云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地； D.以上说法都不对； AB 尖端放电 【优化学案】模拟避雷针作用的实验装置如图所示。金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极。金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头。逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象。先发生放电现象的是( ) A.A金属柱； B.B金属柱； C.A、B金属柱同时产生； D.可能是A金属柱，也可能是B金属柱； A 静电吸附 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。 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。 静电吸附 接负高压的涂料雾化器 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + 工件 静电吸附 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(OPC)。没有光照时，OPC是绝缘体，受到光照时变成导体。 静电防护 静电利用 屏蔽服 屏蔽线 高压线屏蔽 THANK YOU YOUR LOGO 汇报人：稻壳儿 Lavf57.76.100 vid:0f18576dd08840cb8903e498198c6b4f $