2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1第1章电荷的相互作用1.3静电与生活学案

1.3　静电与生活

 

1．自然界中雷电产生的主要原因是云层的相互摩擦，导致了云层间异种电荷的大量积聚，而靠近地面的云层中电荷的大量积聚，会使地面因静电感应而引起感应电荷．

2．云层之间、云层与地面之间会形成几百万伏以上的电压．这个电压足以击穿空气，产生几十万安培的电流，电流生热使空气发光产生闪电，空气受热突然膨胀发出巨响形成雷电．

3．避雷针是利用尖端放电的原理避雷的．

1．云层间带有大量的异种电荷，其主要原因是感应起电．(×)

2．云层和云层之间的高电压击穿空气，形成强电流，就产生了雷电．(√)

3．避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地．(×)

如图1­3­1，验电器的金属杆上端为什么要固定一个金属球？

图1­3­1

【提示】　验电器的金属杆上固定一个金属球是为了防止尖端放电现象，使验电器在电压较高时也不会失去电荷．

探讨1：雷电是怎样形成的？

【提示】　雷电产生的主要原因是云层相互摩擦，云层间产生大量异种电荷，形成很高的电压．这个电压可以击穿空气，产生很强的电流，导致雷电的产生．

探讨2：避雷针是怎样避雷的？

【提示】　避雷针是通过“尖端放电”的原理来避雷的．

1．电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏．导体尖端部位的电荷特别密集，会产生尖端放电．避雷针就是应用了导体尖端放电的原理．

2．带电云层靠近建筑物时，同种电荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了异种电荷．当电荷积累到一定程度时，会发生强烈的放电现象，可能产生雷击．如果建筑物上安装了避雷针，在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出，逐渐中和云中的电荷，就能保护建筑物，使其免遭雷击．

1．(多选)下列关于雷电现象的认识正确的是(　　)

A．打雷闪电是天上的雷公电母在控制着

B．闪电是由于高压放电使空气在高温的情况下发光的结果

C．雷声是由于空气在高温下膨胀的结果

D．先发生闪电后发出雷声

【解析】　雷电是一种自然现象，是由于高压放电，产生几十万安培的瞬间电流．电流生热使空气发光，使空气受热突然膨胀发出巨响，是同时发生的，只是光的传播速度比声音快，所以我们是先看到闪电后听到雷声．

【答案】　BC

2．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　　)

A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地

B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷

C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生了电荷

D．以上解释都不正确

【解析】　带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层电性相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，故B项正确．

【答案】　B

3．在建筑物顶部装有一避雷针，当带正电的云层接近避雷针并放电时，避雷针中(　　)

【导学号：29682005】