9.4 静电的防止与利用（课件）2026-2027学年高二物理上学期（人教版必修第三册）

该高中物理课件聚焦静电平衡、尖端放电、静电屏蔽及静电吸附等核心知识点，以“加油站触摸静电释放器”问题导入，通过“金属导体电子移动—感应电荷产生—静电平衡状态—电荷分布特征”的思考与讨论链，搭建前后知识衔接的学习支架。 其亮点在于融入实验演示视频（如法拉第圆筒、不规则带电体电荷分布），结合生活实例（避雷针、高压设备电晕），以科学探究（实验观察）、科学思维（推理分析静电平衡特征）、科学态度与责任（关注静电现象应用）驱动教学。学生能提升知识应用能力，教师可借助清晰逻辑与丰富资源优化教学效果。

第九章 静电场及其应用 第4节 静电的防止与利用 1 在加油站加油前，为什么必须用手要触摸一下静电释放器？ 自然界到处有静电。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。 新知导入 1.了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。 2.通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特征。 3.了解尖端放电和静电屏蔽现象,关注生活、生产中的静电现象。 学习目标 3 1、把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？ 2、电子的聚集会导致什么样的结果？ 导体的两端带上等量异种电荷——感应电荷 E0 ----- +++++ 思考与讨论 A B C D 静电力的作用下，自由电子定向移动 一、静电平衡 新知探究 3、感应电荷会在导体内产生感应电场E'，E'的方向如何？随着电子的定向移动，对导体内部的电场会产生怎样的影响？ E'与原电场E0方向相反，感应电场与外电场叠加，导体内部的电场减小 E0 ----- +++++ 思考与讨论 A B C D 4、导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的感应电荷会无限制增加吗？ 直至导体内部合场强为零，自由电荷不再定向移动，导体达到静电平衡状态。 新知探究 导体处于静电平衡状态时，其表面场强能否如图所示？ + + + + + + + + - - - - - - - - E 导体处于静电平衡状态时，其表面任一点方向跟该点表面垂直。 + + + + + + + + - - - - - - - - E 新知探究 一、静电平衡 2、静电平衡下导体的的特点： （2）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 （3）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。 （1）金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 1、静电平衡状态：导体内自由电子不再发生定向移动的状态，称之为静电平衡状态。 新知探究 1. 导体上电荷的分布 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。 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1：法拉第圆筒 实验演示2：不规则带电体 点击播放 点击播放 二、尖端放电 新知探究 带球面的电荷分布 新知探究 几种常见导体上电荷的分布 均匀球形导体 枕形导体 原来，导体上越尖锐的地方电荷的密度越大，周围的场强也越大。这种特点可以加以应用吗？ 新知探究 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 带电粒子与气体分子碰撞使气体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。 2、尖端放电的原理 新知探究 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。 新产生的带电粒子在强电场的作用下使空气进一步电离 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 2、尖端放电的原理 新知探究 2、尖端放电的原理 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。 燃气灶的点火器 新知探究 新知探究 3、尖端放电的应用 （1）避雷针 - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + 导体尖端电荷密度大 尖端周围电场强 空气中残留带电粒子剧烈运动 分子中正负电荷分开 正负电荷奔向异种电荷 相当于尖端失去电荷 尖端放电 新知探究 （2）高压设备 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。 新知探究 （3）汽车接地导电带 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。如果放入静电场的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？ 新知探究 思考：处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的表面，如果将这个导体掏空，电荷会怎样分布呢？ 静电平衡时，导体内表面没有净电荷，导体壳壁内的电场强度为 0 ，壳内空腔里的电场强度也处处为0，空腔内也没有净电荷。 三、静电屏蔽 新知探究 导体内部空腔不受外界电场的影响，此种情形叫外屏蔽。 新知探究 情形2：接地空腔导体内部电场强度不影响外部空间，这种屏蔽叫作全屏蔽，又称内屏蔽。 外壳未接地时，壳外E≠0 外壳接地后，内部电荷对外界无影响，外部电场强度E=0 新知探究 电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属等。 超高压带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝的织物制成的。 静电屏蔽的应用 新知探究 静电除尘 静电喷漆 静电复印 A A B 四、静电吸附 新知探究 1.（多选）关于静电平衡，下列说法中正确的是( ) A．当导体达到静电平衡时，导体上任意两点间的电势 一定相等 B．当导体达到静电平衡时，其外表面附近的电场方向 一定与导体的外表面垂直 C．绝缘体也有静电平衡状态 D．达到静电平衡时，电荷分布在导体的外表面 ABD 随堂练习 2.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 随堂练习 3.(多选)电力工作人员在几百万伏的高压线上进行带电作业，电工全身穿戴带电作业用的屏蔽服，屏蔽服是用导电金属材料与纺织纤维混纺交织成布后再做成的服装，下列说法正确的是( ) A.采用金属材料编织衣服的目的是使衣服不易拉破 B.采用金属材料编织衣服的目的是利用静电屏蔽 C.电工穿上屏蔽服后，高压线在体内的电场强度不为零 D.电工穿上屏蔽服后，感应电荷在体内的电场强度为零 BC 随堂练习 25 电荷只分布在导体表面 导体内部场强为零 静电的防治与利用 应用 静电平衡状态下的导体 应用：电学仪器外面有金属壳。 野外高压线上方还有两条导线与大地相连。 静电屏蔽 发生于物体曲率较大的地方 尖端放电 应用：避雷针 课堂小结 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.12.100 $