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、静电屏蔽及静电的应用与防止展开，通过脱衣放电、触碰金属电击等生活实例导入，引导学生从现象出发，逐步学习静电感应、平衡状态特点等核心概念，构建从生活到物理本质的学习支架。 其亮点在于以生活化情境激发兴趣，结合避雷针、静电除尘等实例，将物理观念（相互作用）与科学思维（科学推理）融入教学。通过例题分析和系统小结巩固知识，帮助学生建立物理观念，提升科学思维能力，也为教师提供结构化教学内容，提高教学效率。

静电的防止与利用 人教版高中物理必修第三册 · 第九章 1.7.2013 大家好！欢迎来到今天的物理课堂。今天我们将一起探索一个既熟悉又神秘的话题——静电。从冬天脱毛衣时的“噼啪”声，到工业生产中的精密控制，静电无处不在。这节课，我们将深入了解静电的“两面性”，学习如何防止它的危害，并巧妙地利用它的力量。 ‹#› 身边的“魔法”与“麻烦” 这些熟悉的画面，都是静电在日常生活中的直观体现。静电看不见、摸不着，却在不经意间与我们“亲密接触”，带来奇妙的视觉与触觉体验。 脱衣时的“电光火石” 脱毛衣时耳边传来“噼啪”声响，黑暗中还能看见淡蓝色的电火花，这是衣物摩擦起电后的放电现象。 触碰金属的“意外电击” 当手靠近金属门把手或电梯按钮时，指尖会突然感到轻微刺痛，这是人体积累的静电荷瞬间释放的结果。 头发莫名的“炸毛”时刻 干燥天气里，头发会不听话地“炸”起来，贴在脸颊或梳子上，这是发丝间带同种电荷相互排斥的有趣表现。 1.7.2013 在寒冷干燥的冬天，我们都有过这样的经历：脱毛衣时听到“噼啪”声，或者摸门把手时被电一下。这些都是静电现象。它就像一个调皮的小精灵，时不时给我们的生活带来一点“惊喜”或“惊吓”。但静电的影响远不止于此，它既可以引发灾难，也可以创造奇迹。 ‹#› 把金属导体放在外电场E0中，由于导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现感应电荷的现象叫静电感应。 一、静电感应 — — — — — — — — — 二、静电平衡 — — — — — — — — — 1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。 — — - + - + - + 2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中中产生反方向的附加场。 二、静电平衡 3.感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。 - + - + - + - + 4.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。 - + - + - + - + - + 1.静电平衡： 发生静电感应的导体，导体中（包括导体表面）自由电子不再发生定向移动，我们就认为这时导体达到了静电平衡状态。 ①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 ②表面处的电场强度不为零，表面处的电场强方向跟导体表面垂直。 2.静电平衡状态下导体的特点 1.静电平衡时导体上电荷的分布的特点 （1）静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。 （2）在导体外表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，周围的电场强度越大。 三、尖端放电 2.尖端放电 （1）空气的电离：使空气分子中的正负电荷分离，这个现象叫作空气的电离。 （2）尖端放电 导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，使周围中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。 这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这种现象叫作尖端放电。 （3）应用与防止 ①应用：将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，就成为避雷针。 ②防止：高压设备中导体的表面应该尽量光滑，避免尖端放电导致高压设备上电能的损失。 夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的放电现象。 【例1】请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　） A. 电工穿绝缘衣比穿金属衣安全 B. 制作汽油桶的材料用金属比用塑料好 C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死 D. 打雷时，呆在汽车里比呆在木屋里要危险 B 【例2】多选）如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷，另一表面绝缘、带正电的金属小球（可视为质点，且不影响原电场）以初速度在金属板上自左向右自由运动，在运动过程中（　　） A．小球先做减速运动后做加速运动 B．小球做匀速直线运动 C．小球做变加速直线运动 D．小球受到的静电力对小球做功为零 13 BD 如果人在金属笼子里，给笼子加上高压电，人安全吗？ 导体达到静电平衡时，内部场强处处为0，若是带空腔的导体，导体壳内空腔里的电场强度也处处为0，无论导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场金属壳的这种作用叫做静电屏蔽。 四、静电屏蔽 外屏蔽：导体外部的电场不影响导体内部 内屏蔽：导体内部的电场不影响导体外部 当把导体壳接地后，电荷q在壳内的电场对壳外面空间就没有影响了。 静电屏蔽的应用 1.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。 静电屏蔽的应用 2.三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。 静电屏蔽的应用 3.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铅皮，可以防止外电场的干扰. 【例3】（多选）如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则(　　) A．球壳内壁带负电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移去正电荷，球壳外壁带负电 ACD 静电吸附的原理：带电粒子在电场中受到静电力作用向着电极运动，最后被吸附在电极上。 + + + + - - - - 静电除尘 四、静电屏蔽 接负高压的涂料雾化器 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + 工件 ▲接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，油漆微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面，这就是静电喷漆。 静电喷漆 ▲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。 静电复印 小结： 一、静电平衡 ①金属导体中，没有电荷定向移动的状态，这种状态叫静电平衡状态。 ②处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 二、尖端放电 ①导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。 ②在导体外表面 , 越尖锐的位置,电荷的密度越大。 ③导体尖端的电荷密度很大，附近的场强很强，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。 ④那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷。这个现象叫尖端放电。 三、静电屏蔽 具有空腔的金属导体（网）在静电平衡状态下，不仅导体内部场强为零，腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。 四、静电吸附 ①静电除尘 ②静电喷漆 ③静电打印 课堂练习 1.如图所示，带正电小球 A 靠近不带电的金属导体 B ，由于静电感应导体 B 的左端出现负电荷，右端出现正电荷，下列说法，正确的是(　 　) A.用手摸一下B的左端，B将带正电 B.用手摸一下B的右端，B将带正电 C.用手摸一下B的中部，B将不带电 D.用手摸一下B的任何部分，B都将带负电 D 2.将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的固定的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B，如图所示，于是有( ) A．A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向 B．A的位置不变，B往右偏离竖直方向 C．A往左偏离竖直方向，B的位置不变 D．A和B的位置都不变 B 感谢观看 探索物理之美，感受科学魅力 1.7.2013 静电，这个看似微小的物理现象，却蕴含着巨大的能量和智慧。希望通过今天的学习，大家不仅能学会如何防范它的危害，更能感受到物理学原理在解决实际问题、推动科技进步中的无穷魅力。感谢大家的聆听！ ‹#› $