9.4静电的防止与利用 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕静电平衡、尖端放电、静电屏蔽及静电吸附展开，通过加油站和电子厂静电释放器的实例提问导入，搭建生活现象与理论知识的学习支架，引导学生从实际问题过渡到静电原理的探究。 其亮点在于结合法拉第笼实验、尖端放电演示等科学探究活动，通过静电除尘、避雷针等应用案例培养科学思维，课堂小结结构化梳理要点。学生能深化物理观念，教师可高效开展理论与实践结合的教学。

第九章 静电场及其应用 9.4 静电的防止与利用 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。 加油站的静电释放器 电子加工厂的静电释放器 在加油站给车加油前、在电子厂施工前，为什么要触摸一下静电释放器？ 新课导入 1.能理解静电平衡状态的形成过程，认识和理解静电平衡及其特征。 2.能了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的防止原理。 3.能知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等技术中的应用。 学习目标 感应电荷的电场和外电场叠加，使导体内部的电场减弱。在叠加后的电场作用下，仍有自由电子不断运动，直到导体内部各点的电场强度E＝0 1.静电平衡： 导体中无电荷定向移动的状态,就叫静电平衡状态。 - + - + - + - + - + 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？ 一、静电平衡 新知探究 2.静电平衡的特点 - + - + - + - + - + （2）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为0。 （1）金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 新知探究 2、静电平衡的特点 - + - + - + - + - + （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。 若场强方向跟该点的表面若不垂直，则沿该点的表面就有一场强分量，电荷在这一场强分量作用下就会发生运动，就不会处于静电平衡状态了。 处于静电平衡状态下的导体中的电荷又是怎样分布的呢？ 新知探究 3、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 新知探究 1、电离 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。 2、尖端放电 那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。 3、应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 二、尖端放电 新知探究 避雷针 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,保持与大地的良好接触。 针尖形状 新知探究 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该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，伴随嘶嘶声，这种现象俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。 尖端放电的防止：一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑， 减少电能的损失 新知探究 法拉第笼实验 新知探究 1. 定义：导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽。 三、静电屏蔽 新知探究 2.实质：静电屏蔽实质是利用静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，即所谓屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零。 空腔导体净电荷分布特点： 只分布在外表面，内表面不带电， 空腔内电场强度为0。 新知探究 3.静电屏蔽的两种情况： （1）导体外部的电场影响不到导体内部（外屏蔽） 导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响。 新知探究 (2)接地导体的内部电场影响不到导体外部（内屏蔽） 当把导体壳接地后，+q 在壳内的电场对壳外空间就没有影响了,即空腔接地后，内部电场对外部没有影响。（这种外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽。） 新知探究 4.静电屏蔽的应用 （1）电学仪器和电子设备外面的金属罩，通讯电缆外面所包的一层金属皮，可以防止外电场的干扰； 新知探究 16 （2）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。 新知探究 （3）三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。 新知探究 静电屏蔽的特技表演 新知探究 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。 静电除尘原理 （1）静电除尘 四、静电吸附 静电吸附:在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。 新知探究 静电除尘 新知探究 （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。 接负高压的涂料雾化器 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + 工件 新知探究 3、 静电复印 利用有机光导体的光敏特性，让电荷排列组合成相应的文字图样，利用静电吸附吸上墨粉，再将墨粉图样转印到纸上。 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．为避免野外高压输电线遭受雷击，在三条输电线上方往往架设有两条与大地相连的导线。下列选项中，与该措施原理相同的是（　） A．静电除尘设备 B．建筑物顶部安装避雷针 C．音、视频等信号线包裹金属网 D．电子点火器的钉尖形放电极 C 随堂练习 4.下图是一种新颖的“静电”绝缘纤维布制成的预防肺炎口罩面料构成示意图。其中熔喷层经驻极工艺，表面带有电荷，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（　　） A．静电感应 B．摩擦起电 C．静电吸附 D．静电屏蔽 C 随堂练习 课堂小结 28 静电平衡 任何导体在静电场中都会处于静电平衡 尖端放电 避雷针 高压设备 静电屏蔽 金属网罩 同轴电缆 静电吸附 静电除尘 静电复印 Lavf58.12.100 Lavf57.71.100 $