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

该高中物理课件围绕静电的利用与防护，系统涵盖静电喷涂、除尘、复印、植绒等应用及尖端放电、静电屏蔽等防护原理。导入通过“静电净化空气与危害”的生活冲突设问，结合思政“认识规律、使用规律”，搭建从现象到原理再到应用的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于深度融合科学态度与责任，如静电除尘联系“双碳”目标及中国技术全球领先，静电复印强调自主创新突破垄断，避雷针结合古代建筑智慧增强文化自信。通过实验模拟（除尘、法拉第笼等）和问题驱动（油罐车铁链作用），培养科学探究与物理观念。学生提升知识应用能力与家国情怀，教师获得丰富实例与思政素材，优化教学效果。

静电的利用与防护 粤教版（2019）高中物理必修第三册 1 目录 01 导入 任何物理规律都没有‘好坏’，关键是我们怎么‘认识它、使用它’——这节课我们既要学‘静电的技巧’，也要懂‘用物理的智慧’。 02 静电的应用 科技改变生活，了解静电喷涂、除尘、复印、植绒等技术在工业生产和日常生活中的应用。 03 静电的防护 安全重于泰山，掌握尖端放电、静电屏蔽原理，学习防止静电危害的方法，树立安全意识。 04 科学精神 探索与创新，学习科学家的故事，了解中国静电技术发展，培养科技报国理想和创新精神。 2 01 导入：生活冲突+认知唤醒 3 一、观察图片思考 【思考】“同样是静电，为什么有的能‘净化空气’，有的却‘让人难受甚至危险’？我们该如何‘用好静电、防好静电’？” 【思政融入】“任何物理规律都没有‘好坏’，关键是我们怎么‘认识它、使用它’——这节课我们既要学‘静电的技巧’，也要懂‘用物理的智慧’” 4 02 静电的应用 5 应用一、静电喷涂：均匀美观的涂装技术 静电喷涂是--种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的涂装技术. 接负高压的涂料雾化器 - - - - - - - - - - - - - - - + + + + 工件 优点：涂层均匀，涂料利用率高 不足：对工件、涂料的导电性、挥发性有特定要求 静电应用 静电喷涂 6 静电应用 工作原理 高压电源的正极接到金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上，它们之间形成很强的电场。金属线附近的气体分子被强电场电离，成为电子和正离子。 电离过程 气体分子 → 电子 + 正离子 除尘过程 粉尘带电 → 被收集 生态文明建设 静电除尘技术在火电厂、水泥厂、钢铁厂等工业领域广泛应用，有效减少了大气污染物排放，为打赢蓝天保卫战、改善空气质量作出了重要贡献。 结合国家"双碳"目标（2030年碳达峰、2060年碳中和），静电除尘等环保技术的创新应用，体现了中国推动绿色发展的决心和担当。 环保成效显著 静电除尘效率可达99%以上，是治理大气污染的重要手段 应用二、静电除尘 静电除尘实验模拟 7 静电应用 工作原理 高压电源的正极接到金属圆筒上，负极接到悬挂在管心的金属线上，它们之间形成很强的电场。金属线附近的气体分子被强电场电离，成为电子和正离子。 电离过程 气体分子 → 电子 + 正离子 除尘过程 粉尘带电 → 被收集 生态文明建设 静电除尘技术在火电厂、水泥厂、钢铁厂等工业领域广泛应用，有效减少了大气污染物排放，为打赢蓝天保卫战、改善空气质量作出了重要贡献。 结合国家"双碳"目标（2030年碳达峰、2060年碳中和），静电除尘等环保技术的创新应用，体现了中国推动绿色发展的决心和担当。 环保成效显著 静电除尘效率可达99%以上，是治理大气污染的重要手段 应用二、静电除尘 【思政融入】我国的工业静电除尘技术现在是全球领先的，很多发展中国家都引进我们的设备——这不仅是‘物理知识’的应用，更是‘用科技解决污染、改善环境’的责任体现。 8 静电应用 静电复印技术 静电复印技术是美国物理学家卡尔逊（C. Carlson，1906-1968）于1938年发明的一种影印复印技术。它是一种利用正、负电荷的吸引力进行油墨转移的印刷方式，又称无压印刷。 核心部件 有机光导体鼓（OPC鼓），表面涂有有机光导体。没有光照时是绝缘体，受到光照时则变成导体。 【思政融入】一项重大发明可以改变世界，培养学生的创新意识和专利观念。 核心技术自主可控的重要性 历史教训 静电复印技术被美国公司垄断数十年，我国每年需支付巨额专利费。 自主创新 我国突破技术封锁，研发国产复印机和打印机，实现核心技术自主可控。 时代使命 作为新时代青年，要树立创新意识，为科技自立自强贡献力量。 应用三、静电复印 9 静电应用 静电植绒技术 应用：纺织品图案、汽车内饰、工艺品制作等，展现科技与艺术结合。 应用四、静电植绒 静电植绒是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.如图2-3-5所示是给布匹静电植绒的工作流程图.真空中带负电的绒毛通过设计按照一-定的下落规律到达相应位置，与布匹上的黏合剂接触，并粘贴在布匹上，从而形成设计的图案. 静电植绒实验模拟 10 03 静电防护 11 静电防护 尖端放电：避雷针的保护原理 尖端放电现象 在导体尖端处，电荷密度大，电场强，当电场强度达到一定程度时，会使周围的空气电离，形成导电通道，容易发生放电现象。 避雷针工作原理 通过尖端放电，将雷电引入大地，保护建筑物免受雷击破坏。 尖端 电荷集中 电离 空气导电 放电 释放能量 中国古代的智慧 中国古代建筑中就有避雷装置：天坛祈年殿的鎏金宝顶、故宫太和殿的鸱吻等，都起到了避雷作用，展现了古人的智慧。 这些古建筑保存至今，体现了中华民族在建筑科学和物理应用方面的杰出成就，增强了民族自豪感和文化自信。 避雷针的结构 1 1、接闪器（尖端）- 接收雷电 2、引下线 - 传导电流 3、接地装置 - 导入大地 安全意识和规则意识 高层建筑必须安装避雷针，这是安全生产的底线要求 避雷针的结构 12 静电防护 尖端放电：避雷针的保护原理 尖端放电现象 在导体尖端处，电荷密度大，电场强，当电场强度达到一定程度时，会使周围的空气电离，形成导电通道，容易发生放电现象。 避雷针工作原理 通过尖端放电，将雷电引入大地，保护建筑物免受雷击破坏。 尖端 电荷集中 电离 空气导电 放电 释放能量 中国古代的智慧 中国古代建筑中就有避雷装置：天坛祈年殿的鎏金宝顶、故宫太和殿的鸱吻等，都起到了避雷作用，展现了古人的智慧。 这些古建筑保存至今，体现了中华民族在建筑科学和物理应用方面的杰出成就，增强了民族自豪感和文化自信。 避雷针的结构 1 1、接闪器（尖端）- 接收雷电 2、引下线 - 传导电流 3、接地装置 - 导入大地 安全意识和规则意识 高层建筑必须安装避雷针，这是安全生产的底线要求 避雷针实验模拟 13 静电防护 尖端放电：避雷针的保护原理 尖端放电现象 在导体尖端处，电荷密度大，电场强，当电场强度达到一定程度时，会使周围的空气电离，形成导电通道，容易发生放电现象。 避雷针工作原理 通过尖端放电，将雷电引入大地，保护建筑物免受雷击破坏。 尖端 电荷集中 电离 空气导电 放电 释放能量 中国古代的智慧 中国古代建筑中就有避雷装置：天坛祈年殿的鎏金宝顶、故宫太和殿的鸱吻等，都起到了避雷作用，展现了古人的智慧。 这些古建筑保存至今，体现了中华民族在建筑科学和物理应用方面的杰出成就，增强了民族自豪感和文化自信。 避雷针的结构 安全意识和规则意识 高层建筑必须安装避雷针，这是安全生产的底线要求 1、接闪器（尖端）- 接收雷电 2、引下线 - 传导电流 3、接地装置 - 导入大地 避雷针工作原理 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + - + + + + + - - - - - 14 静电防护 静电屏蔽：法拉第笼的奥秘 静电平衡状态 当金属导体放入电场中时，自由电子在电场力作用下发生定向移动，重新分布。当电荷不再定向移动时，达到静电平衡状态。 重要结论 处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。这就是静电屏蔽的原理。 导体内部 E = 0 外部电场 被屏蔽 法拉第笼效应 金属网罩或金属外壳可以有效屏蔽外部电场，保护内部空间不受电场影响。这种现象以英国物理学家法拉第命名。 实验验证：用金属网罩把验电器罩起来，验电器箔片始终闭合，说明外部电场无法影响内部。 科学技术服务人类安全 静电屏蔽原理的应用，体现了科学技术保护生命安全、改善生活质量的重要作用。从高压作业防护到电子设备保护，科学技术为人类安全提供了坚实保障。 生活中的应用 高压作业防护服 用金属丝织物制作，保护作业人员安全 电子设备金属外壳 防止外部电磁干扰，保护内部元件 汽车金属车身 雷雨天气保护车内人员安全 法拉第笼实验模拟 15 静电防护 防止静电危害 【思考1】油罐车尾部为什么要用一条铁链拖地？ 【思考2】加油站为什么要禁止打电话？ 【思政融入】   这根小小的铁链，不是装饰——它是把静电导走、避免爆炸的生命线。加油站的每一条禁令，都是用事故教训换回来的安全规则——懂物理，更要守规则，这是对自己和他人的责任。 16 静电防护 防止静电危害 静电在安全生产中的危害 静电在生活中的危害 17 静电防护 防止静电危害-生活中防静电小知识 日常生活中的防静电 增加空气湿度 使用加湿器、摆放花草、饲养观赏鱼，保持室内湿度在40%-60% 消除静电积累 用小金属器件（钥匙）或棉抹布先碰触门把手等消除静电 合理使用电器 电视机不宜摆放在卧室，观看时保持2-3米距离，看完洗脸洗手 易燃易爆场所的防静电 加油站 禁止使用手机、禁止吸烟、加油前先触碰静电释放装置 化工厂 穿戴防静电工作服、使用防爆电器、设备接地 运输汽油车辆 拖一条铁链与地面接触，及时导走静电，避免放电引起爆炸 【思政融入】培养社会责任感，理解个人行为与公共安全的关系，树立"安全第一、生命至上"的价值观。 加油站的静电释放器 飞机上的"放电刷" 油罐车尾的铁链 18 04 科学精神：探索与创新 19 科学精神 中国静电技术的创新发展（资料查阅） 科技自立自强国家战略 Innovation-driven Development Strategy 党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把科技创新摆在国家发展全局的核心位置，坚持走中国特色自主创新道路，实施创新驱动发展战略。 2035 进入创新型国家前列 2050 建成世界科技强国 核心 科技自立自强 静电除尘设备 我国自主研发的静电除尘设备，技术水平达到国际先进，广泛应用于电力、水泥、钢铁等行业。 成就：出口多个国家，展现中国制造实力 静电喷涂机器人 我国企业研发的静电喷涂机器人，实现精准控制和高效作业，打破国外垄断。 意义：核心技术自主可控，降低生产成本 静电防护材料 我国科研团队研发的防静电材料，应用于电子、航空、军工等高端领域。 突破：解决"卡脖子"技术难题 20 1、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 C 课堂练习 【2—课本P51】如图所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成.下列有关静电除尘原理的说法正确的是（ ） A.A 接高压电源负极，B 接高压电源正极 B. 煤粉等烟尘吸附电子后被吸在 B上 C. 靠近 B 处场强大，B附近的空气被电离成正离子和电子 D. 煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成负、正离子，分别吸附在B和A上 C 课堂练习 课堂小结： 作业： 设计一个方案：在干燥的天气，如何防止静电“触电”？ 要求：列举生活中常见两个静电“触电”情景并提出具体的解决办法，所列举的方法要经过试验可行的。 1、静电应用： 静电喷涂、原理 静电除尘、原理 静电复印、原理 静电植绒、原理 2、静电防护：尖端放电、静电屏蔽 3、防止静电危害-生活中防静电小知识 23 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.83.100 $