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

该高中物理课件聚焦“静电的防止与利用”，核心知识点涵盖静电平衡、尖端放电、静电屏蔽及静电吸附。课堂导入通过静电火花爆炸、雷电、冬天触电等生活实例，结合复习静电感应现象，搭建从生活现象到物理原理的学习支架。 其亮点在于以问题链驱动科学思维，如通过“导体内自由电子是否持续移动”引导学生建构静电平衡模型，强化物理观念。结合避雷针、静电除尘等应用实例，渗透科学态度与责任。采用实例分析与课堂练习结合的教学方法，小结系统梳理要点，助力学生深化理解，也为教师提供高效教学支持。

人教版（2019）必修三教学课件 第九章 静电场及其应用 第四节 静电的防止与利用 目录 contents 01.导入与素养目标 03.新课讲解 02.课堂练习 04.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 ▲ 干燥冬天，用手接触金属 时会有触电的针刺感 ▲ 静电火花引起汽油爆炸 新闻资料 ▲ 自然界的雷电也是一种剧烈 的放电现象 自然界到处都有静电。静电有其有利的一面，也有有害的一面，做好静电的防止和利用就显得尤为重要。 1 素养目标 1.了解电场的物质性 2.了解电场强度，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的 3.能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷电场强度的计算式 4.知道电场强度的叠加原理 5.学会建立电场线这一物理模型，并借此分析物理问题 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 复习回顾：静电感应现象 - + + C A B 思考：能否用金属的微观结构模型来解释静电感应现象呢？ 金属的微观结构模型 2 新课讲解 问题：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 新课讲解 2 新课讲解 问题：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？ - - + + - - + + ▲导体两侧感应出的正、负电荷会在导体内部产生一个感应电场E’。 E’ E0 E0 E0 ▲感应电场与外电场叠加抵消，直到导体内部各点的电场强度E=0。 ▲导体内自由电子不再发生定向移动，达到静电平衡状态。 2 新课讲解 一、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。 3.感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部电场强度减弱，感应电荷的电场增到与外电场相等时，导体内合场强为零。导体内部自由电子不再发生定向移动。 + + + + — — — — 2 新课讲解 1.静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象时，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部电场强度减弱，直至为零，导体内部自由电子不再发生定向移动的状态。 2.处于静电平衡状态下导体的特征 ①内部的电场强度处处为0。 外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E. ②导体表面附近任意一点的电场强度方向与该点的表面垂直。 ③静电平衡状态下的导体是个等势体，表面是个等势面。 2 新课讲解 3.导体上电荷的分布： (1)静电平衡时，导体 没有净电荷(未被抵消的电荷)，电荷只分布在导体的 。 (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) ，凹陷的位置几乎没有电荷。 4.处于静电平衡状态的导体，其外表面任一点的电场强度方向跟该点的表面 。 内部 外表面 越大 垂直 枕形导体 2 新课讲解 思考：如何防止雷电的危害呢？ 生活中许多建筑物顶端都安装了避雷针，能够有效地防止雷击的危害。它的原理是什么呢？ 2 新课讲解 二、尖端放电 DISIZHANG ▲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 新课讲解 ▲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 导体尖端的电荷密度很大，因此，使空气分子电离的现象更容易发生在导体的尖端。 2 新课讲解 尖端放电：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。 + - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 2 新课讲解 2 新课讲解 尖端放电的应用： 避雷针 火花塞 2 新课讲解 三、静电屏蔽 1、静电屏蔽现象： 处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0。 可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。 金属网罩外部的电场线 最终的电场线 2 新课讲解 1.静电屏蔽现象 处于静电平衡状态的导体，内部空间电场强度处处为0 可以利用金属壳或金属网封闭某一区域使该区域不再受外在电场的影响。这一现象称为静电屏蔽。 内屏蔽：金属壳可以屏蔽内电场 外屏蔽：金属壳可以屏蔽外电场 + - + - + - + E=0 2 新课讲解 2.特点：外部的电场对导体内部没有影响 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，如图乙所示。 2 新课讲解 3.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。 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。 避雷线 2 新课讲解 四、静电吸附 (1)原理:在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后被吸附在电极上。 (2)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,这就是静电除尘。 ▲B附近的空气中气体分子被电离 ▲电子在向着正极A运动的过程中，遇到油烟中的小油滴，会使油滴带负电 2 新课讲解 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。 2 新课讲解 (3)静电喷漆:接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力的作用下，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。 (4)静电复印:复印机也应用了静电吸附 接负高压的涂料雾化器 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 课堂练习 3 1.答案：C 解析:A.静电喷漆是利用接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下向作为正极的工件运动，并沉积在工件表面，即利用异种电荷相互吸引，故A错误； B.因尖端容易放电，则燃气灶的电子点火器的放电电极做成钉尖形，从而利用尖端放电的原理，故B错误； C.油罐车拖着一根铁链的目的是将产生的静电导走，故C正确； D.高压输电线上方的两根接地导线也被称为避雷线或架空地线，其主要作用是防止雷直接击到输电线上，原理是每一个铁塔的下面做一个地网线，再引到地面与铁塔连接，而塔顶上的两根避雷线与铁塔相连接。此时当遇到雷雨天时，带高压电荷云层的高压电荷会被两根避雷线吸收通过铁塔传到大地，因为大地相当于一个很大的电容，它能吸收并中和云层中的高压电荷。这样就可以避免雷电直接击到电力线路上了；与尖端放电的原理不同；故D错误。 课堂练习 3 课堂练习 3 2.答案：B 解析:A.图甲中，由于金属网的屏蔽，验电器箔片不会张开，这不是因为A球上的电荷在验电器金属球B处产生的电场强度为零，而是因为A球上的电荷在验电器金属球B处产生的电场强度与金属网产生的电场强度相互平衡，故A项错误； B.图乙中，高压输电线最上面两根导线是避雷线，它们与大地相连，和大地一起组成稀疏金属“网”，能把高压线屏蔽起来，避免雷击，故B项正确； C.话筒线金属外衣是屏蔽层，防止外界电磁波干扰，不是防漏电，故C项错误； D.静电除尘中，空气电离使尘埃带负电，应被吸附在带正电的收尘极A（金属板）上，不是收集在线状电离器B上，D项错误。 课堂练习 3 课堂练习 3 Part Four 课堂小结 >>> >>> 课堂小结 4 静电的防止与应用 （1）静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态. （2）尖端放电：空气中电离的带电粒子与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷. （3）静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场强度处处为零，外电场对壳内不会产生影响. （4）静电吸附：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. 感谢观看 Thanks $