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

该高中物理导学案围绕“静电的防止与利用”展开，核心知识点包括静电感应、静电平衡状态特点、尖端放电、静电屏蔽及静电吸附的应用。通过问题引导（如静电感应定义、静电平衡电场叠加）衔接前后知识，以总结梳理规律形成学习支架。 资料特色在于问题链驱动与实验演示结合，如“想一想”环节联系避雷针、加油站静电释放等生活实例，配合金属网罩屏蔽验电器实验，培养学生科学思维（科学推理、模型建构）和科学态度与责任，助力从物理观念出发提升实际应用能力。

9.4 静电的防止与利用 问题1：什么是静电感应？ 把不带电金属导体放入外电场，导体内部自由电子会在______作用下定向移动，导体两端出现异种感应电荷，这个现象叫静电感应。 问题2：思考：金属导体放入电场后，内部电场会一直等于外电场吗？ 总结： 外电场：E_____0；感应电荷电场：E感，两个电场方向______。 叠加之后，导体内部合场强E合=______。 当E合=______时，自由电子不再定向移动，导体达到静电平衡。   静电平衡状态导体核心特点：①导体内部电场强度处处为____；②净电荷只分布在导体________。   【例1】长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________． 问题3：尖端放电 静电平衡导体，外表面越尖锐，电荷密度越____，附近电场越____。强电场会电离空气，产生放电，这就是尖端放电。 想一想： 1. 避雷针是利用尖端放电释放/积累电荷，中和云层电荷，避免雷击。 2. 为什么高压设备金属表面要尽量光滑，不能有棱角毛刺？ 3. 加油站加油前触摸静电释放器，目的是什么？（课本开篇问题） 4. 夜间高压线周围淡淡的光晕“电晕”是什么现象？ 问题4：静电屏蔽 空腔金属导体静电平衡时，空腔内部电场强度为____，外部电场无法影响空腔内部，这就是静电屏蔽。 思考：静电屏蔽外壳必须完全密封吗？____（看课本演示，稀疏金属网也能屏蔽）。   观看课本演示实验：带电金属球靠近验电器，验电器箔片张开；用金属网罩住验电器，再靠近金属球，箔片不再张开。 1. 金属网罩内部场强为什么变成0？ 2. 高压输电线上方架设接地金属网，作用是什么？ 3. 生活实例：手机放到密闭金属饭盒，信号变差，这是静电屏蔽吗？ 问题5：静电的应用——静电吸附   带电粒子在电场中受到静电力，向电极运动被吸附。 写出三个静电吸附技术实例：________、________、________。 1. 静电除尘：烟气中粉尘怎么带上电？粉尘向哪个电极运动？ 2. 静电喷漆：油漆微粒带什么电？工件带什么电？ 3. 静电复印，光导体（OPC）有什么特殊性质？ 答案 问题1 把不带电金属导体放入外电场，导体内部自由电子会在电场力作用下定向移动，导体两端出现异种感应电荷，这个现象叫静电感应。  问题2  不等于 相反 E-E感 0 静电平衡状态导体核心特点： ①导体内部电场强度处处为 0； ②净电荷只分布在导体 外表面。   【例1】 向左   问题3：尖端放电   静电平衡导体，外表面越尖锐，电荷密度越大，附近电场越强。强电场会电离空气，产生放电，这就是尖端放电。   想一想   1. 避雷针是利用尖端放电释放电荷，中和云层电荷，避免雷击。 2. 为什么高压设备金属表面要尽量光滑，不能有棱角毛刺？ 棱角、毛刺处尖锐，电荷面密度大，电场很强，容易发生尖端放电，造成漏电甚至事故；表面光滑可以避免尖端放电。 3. 加油站加油前触摸静电释放器，目的是什么？ 将人体积累的静电导走释放，防止静电火花引燃汽油油气，避免火灾爆炸。 4. 夜间高压线周围淡淡的光晕“电晕”是什么现象？ 属于尖端放电现象，高压线表面电荷密度大，周围空气被电离，产生微弱的发光放电。 问题4：静电屏蔽 空腔金属导体静电平衡时，空腔内部电场强度为 0，外部电场无法影响空腔内部，这就是静电屏蔽。   思考：静电屏蔽外壳必须完全密封吗？不需要（否）（稀疏金属网也能屏蔽）。       思考题   1. 金属网罩内部场强为什么变成0？ 外部电场使金属网发生静电感应，网罩上感应电荷产生的电场，与外部外电场在网内部大小相等、方向相反，矢量叠加后合场强为0。 2. 高压输电线上方架设接地金属网，作用是什么？ 起到静电屏蔽，把高压线屏蔽，削弱雷电电场对高压线的影响，防止雷击损坏输电线。 3. 手机放到密闭金属饭盒，信号变差，这是静电屏蔽吗？ 是。金属饭盒屏蔽电磁波（本质也是静电屏蔽，高频电磁场下金属壳体阻挡电磁场进入内部），手机接收不到外部信号。       问题5：静电的应用——静电吸附   带电粒子在电场中受到静电力，向电极运动被吸附。 写出三个静电吸附技术实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印。   1. 静电除尘：烟气中粉尘怎么带上电？粉尘向哪个电极运动？ 烟气中的粉尘经过高压电场电离区而带电；粉尘向异号的集尘电极运动，被吸附收集。 2. 静电喷漆：油漆微粒带什么电？工件带什么电？ 油漆微粒带负电；工件接正极，带正电，异种电荷相互吸引，油漆吸附到工件表面。 3. 静电复印，光导体（OPC）有什么特殊性质？ 没有光照时是绝缘体，可以保持电荷；受到光照的部位变为导体，电荷会消失。利用这个特性可以形成带电的静电潜像。 学科网（北京）股份有限公司 $