【课件】静电的防止与利用+课件+-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
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第九章 静电场及其应用
4. 静电的防止与利用
着装要求： 穿着防静电面料或全棉面料工作服， 严禁穿化纤服装上岗操作。 操作要求： • 杜绝在加油站现场穿脱、拍打
化纤服装。 • 加油前务必摸一下静电释放器。
加油站静电释放器
油罐车的“小尾巴”
不惧高压电的金属网笼
高压线路工作人员带电作业
交流讨论
交流讨论
阅读课本，回答问题： 2. 什么是空气的电离？
导体尖端的电荷 密度很大，附近 的电场很强。
空气中残留的带 电粒子在强电场 的作用下发生剧 烈运动。
带电粒子把空气中 的气体分子撞散， 即使空气分子中的 正负电荷分离。
交流讨论
视 频
《
阅读课本，回答问题：
尖
端
3. 什么是尖端放电？
放
电
典型的应用是什么？
1. 把金属导体放入电场中，导体上会出现 怎样的现象？
• 导体内部自由电子定向移动。
－
E0
－
－
－
－
• 在电场中的导体沿着电场强度的方向
－
＋
E0
两端出现等量异种电荷——静电感应。 － ＋
－
－＋
－
交流讨论
2. 电子的聚集会出现怎样的结果？ 电子是否会永远这样定向运动下去？ 最终会出现怎样的现象？
• 当内部电场 E＝E0＋E′＝0 时，导体 内的自由电子不再发生定向移动， 导体达到静电平衡状态。
交流讨论
1. 处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电 荷只分布在导体的表面，如果将这个导体掏空， 电荷会怎样分布呢？
静电平衡时，导体内表面没有净电荷，导体 壳壁内的电场强度为 0 ，壳内空腔里的电场 强度也处处为 0 ，空腔内也没有净电荷。
阅读课本、观看视频，回答问题： 2. 什么是静电屏蔽？ 3. 举出几个静电屏蔽的应用事例。
一个电场，其电场强度的方向为_向__左__（填“向左”
或“向右”）。
练习3．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷， 下面的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的
是（ D ）
+
+
+
+
A
B
C
D
交流讨论
阅读课本，交流讨论下列问题： 1. 什么是静电吸附？本质及原理是什么？
在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动， 最后会被吸附在电极上。
A．金属球将产生出正电荷
B．金属球左侧将出现负的净电荷
C．点电荷 Q 在 A 的球心处产生的电场强度为零
A
+
D．A 的内部电场强度处处为零
Q
练习1．一个金属球原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一
匀带电的细杆 MN，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在
球内直径上 A、B、C 三点的电场强度分别为 EA、EB、EC，三者
2. 在防控期间口罩出现严重紧缺，为了节约资源，刚用完的医用 一次性口罩可以及时清洗晒干后再使用吗？
清洗等行为都会使上面的静电消失，会影响防护效果。
3. 防疫期间不法分子为了谋取暴利，制造销售假冒医用一次性 口罩，除了从专业技术上鉴定外，还可以用怎样的简单方法 鉴别真伪？
可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断 口罩的真伪。
》
• 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。
• 尖端放电的典型应用是避雷针。
梳理深化
1. 静电平衡时导体上电荷的分布的特点：
① 静电平衡时，导体内部没有净电荷， 净电荷只分布在导体的外表面。
② 处于静电平衡状态的导体，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。
－
E0
－
－
－
－
－
＋
E0Βιβλιοθήκη － E′ ＋－－＋
－
交流讨论
3. 达到静电平衡的导体有什么特点？
• 导体内部的电场强度处处为零， 无电场线分布。
• 净电荷只分布在导体的外表面。 • 拓展：外表面（等势面）处电场
强度方向必跟该点的表面垂直。
－
＋
E0
－＋
－E＝0＋
－＋
－＋
梳理深化 1. 静电平衡状态：导体中（内部、表面）的自由电荷不再发生
相比有（ C ）
A．EA 最大 C．EC 最大
B．EB 最大 D．EA＝EB＝EC
MN AB C
交流讨论
阅读课本，回答问题： 1. 静电平衡时导体带的电荷如何分布？
① 静电平衡时，导体内部没有净电荷，净电荷只分布 在导体的外表面。
② 处于静电平衡状态的导体，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。
为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理，也就 是在熔喷无纺布上加入电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒称为 静电吸引沉积，静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。 根据这些信息，以及所学的知识分析下列问题：
1. 医用一次性口罩进行高温蒸汽消毒后再使用，效果会不会更好？
医用一次性口罩中的熔喷无纺布上加入了电荷，利用电荷的 静电力作用捕集尘粒，而进行高温蒸汽消毒会使口罩失去静 电吸附能力，会影响防护效果。
2. 静电屏蔽的应用：
（1）高压线输电线上方的两条避雷导线。 （2）电力工人的高压带电屏蔽服（用导体材料制成）。
巩固提升
例3．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加 上水平向右的、电场强度大小为 E 的匀强电场时，
验电器的箔片_不__张__开__（填“张开”或“不张开”），
此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发
视频《法拉第冰桶实验》
2. 空气的电离
空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中 的气体分子撞散，即使空气分子中的正负电荷分离。
3. 尖端放电
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。
4. 尖端放电的应用：
避雷针（与大地相连的尖锐的金属棒）是利用尖端放电避免雷击 的一种设施。
巩固提升
例2．下列设备或做法中，利用了尖端放电原理的是（ A ）
A．避雷针 B．静电复印 C．静电除尘 D．给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来
练习2．在燃气灶上常安装电子点火器，电子点火器
的放电电极应该制成（ B ）
A．圆头状 B．针尖状 C．方形 D．椭球形
避雷线
3. 举出几个静电屏蔽的应用事例。
② 电力工人高压带电作业，全身 穿戴用金属纤维等导体材料制 成的衣、帽、手套、鞋，对人 体起到静电屏蔽作用。
梳理深化 1. 静电屏蔽：
带空腔的导体（或金属网罩）达到静电平衡时，内部空腔里的电场 强度处处为 0 ，封闭在内部空腔里的仪器不会受到外部电场的影响。
2. 静电吸附常见应用有哪些？
静电除尘，静电喷漆，静电复印。
梳理深化 1. 静电吸附：
在电场中，带电粒子受到静电力的作用， 向着电极运动，最后会被吸附在电极上。
2. 静电吸附在生产技术的应用：
静电除尘、静电喷漆、静电复印。
静电除尘
静电喷漆
静电复印
巩固提升
例4．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘。静电除 尘器由金属管 A 和悬在管中的金属丝 B 组成，A 和 B 分 别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如图所示。 A、B 之间有很强的电场，距 B 越近，电场强度__越__大__ （“越大”或“越小”），B 附近的气体分子被电离成
视频《静电屏蔽实验与应用》
阅读课本、观看视频，回答问题：
2. 什么是静电屏蔽？
带空腔的导体（或金属网罩）达到 静电平衡时，内部空腔里的电场强 度处处为 0 ，封闭在内部空腔里的 仪器不会受到外部电场的影响。
3. 举出几个静电屏蔽的应用事例。
① 在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，使其免遭雷击。
定向移动，导体达到静电平衡状态。 2. 特点：处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0。
3. 注意区分三个电场： 外加电场 感应电荷电场
导体内部电场 （合电场）
巩固提升
例1．如图所示，将一个不带电的金属球 A 放在带正电的点电荷 Q 的
左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是（ D ）
为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到__A__（“A”
或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。
静电的防止与利用
静电平衡
• 静电平衡 状态
• 特点
尖端放电
• 特点 • 应用
静电屏蔽
• 原理 • 应用
静电吸附
• 原理 • 应用
新型冠状病毒防疫期间，医用一次性口罩是 必备的呼吸防护用品，这种口罩的核心材料 是中间的一层熔喷无纺布。
4. 静电的防止与利用
着装要求： 穿着防静电面料或全棉面料工作服， 严禁穿化纤服装上岗操作。 操作要求： • 杜绝在加油站现场穿脱、拍打
化纤服装。 • 加油前务必摸一下静电释放器。
加油站静电释放器
油罐车的“小尾巴”
不惧高压电的金属网笼
高压线路工作人员带电作业
交流讨论
交流讨论
阅读课本，回答问题： 2. 什么是空气的电离？
导体尖端的电荷 密度很大，附近 的电场很强。
空气中残留的带 电粒子在强电场 的作用下发生剧 烈运动。
带电粒子把空气中 的气体分子撞散， 即使空气分子中的 正负电荷分离。
交流讨论
视 频
《
阅读课本，回答问题：
尖
端
3. 什么是尖端放电？
放
电
典型的应用是什么？
1. 把金属导体放入电场中，导体上会出现 怎样的现象？
• 导体内部自由电子定向移动。
－
E0
－
－
－
－
• 在电场中的导体沿着电场强度的方向
－
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E0
两端出现等量异种电荷——静电感应。 － ＋
－
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交流讨论
2. 电子的聚集会出现怎样的结果？ 电子是否会永远这样定向运动下去？ 最终会出现怎样的现象？
• 当内部电场 E＝E0＋E′＝0 时，导体 内的自由电子不再发生定向移动， 导体达到静电平衡状态。
交流讨论
1. 处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电 荷只分布在导体的表面，如果将这个导体掏空， 电荷会怎样分布呢？
静电平衡时，导体内表面没有净电荷，导体 壳壁内的电场强度为 0 ，壳内空腔里的电场 强度也处处为 0 ，空腔内也没有净电荷。
阅读课本、观看视频，回答问题： 2. 什么是静电屏蔽？ 3. 举出几个静电屏蔽的应用事例。
一个电场，其电场强度的方向为_向__左__（填“向左”
或“向右”）。
练习3．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷， 下面的四个图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的
是（ D ）
+
+
+
+
A
B
C
D
交流讨论
阅读课本，交流讨论下列问题： 1. 什么是静电吸附？本质及原理是什么？
在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动， 最后会被吸附在电极上。
A．金属球将产生出正电荷
B．金属球左侧将出现负的净电荷
C．点电荷 Q 在 A 的球心处产生的电场强度为零
A
+
D．A 的内部电场强度处处为零
Q
练习1．一个金属球原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一
匀带电的细杆 MN，如图所示。金属球上感应电荷产生的电场在
球内直径上 A、B、C 三点的电场强度分别为 EA、EB、EC，三者
2. 在防控期间口罩出现严重紧缺，为了节约资源，刚用完的医用 一次性口罩可以及时清洗晒干后再使用吗？
清洗等行为都会使上面的静电消失，会影响防护效果。
3. 防疫期间不法分子为了谋取暴利，制造销售假冒医用一次性 口罩，除了从专业技术上鉴定外，还可以用怎样的简单方法 鉴别真伪？
可以用口罩能否吸附轻小纸屑来判断 口罩的真伪。
》
• 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。
• 尖端放电的典型应用是避雷针。
梳理深化
1. 静电平衡时导体上电荷的分布的特点：
① 静电平衡时，导体内部没有净电荷， 净电荷只分布在导体的外表面。
② 处于静电平衡状态的导体，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。
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E0Βιβλιοθήκη － E′ ＋－－＋
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交流讨论
3. 达到静电平衡的导体有什么特点？
• 导体内部的电场强度处处为零， 无电场线分布。
• 净电荷只分布在导体的外表面。 • 拓展：外表面（等势面）处电场
强度方向必跟该点的表面垂直。
－
＋
E0
－＋
－E＝0＋
－＋
－＋
梳理深化 1. 静电平衡状态：导体中（内部、表面）的自由电荷不再发生
相比有（ C ）
A．EA 最大 C．EC 最大
B．EB 最大 D．EA＝EB＝EC
MN AB C
交流讨论
阅读课本，回答问题： 1. 静电平衡时导体带的电荷如何分布？
① 静电平衡时，导体内部没有净电荷，净电荷只分布 在导体的外表面。
② 处于静电平衡状态的导体，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。
为了提高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理，也就 是在熔喷无纺布上加入电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘粒称为 静电吸引沉积，静电吸附效果直接影响着口罩的使用寿命。 根据这些信息，以及所学的知识分析下列问题：
1. 医用一次性口罩进行高温蒸汽消毒后再使用，效果会不会更好？
医用一次性口罩中的熔喷无纺布上加入了电荷，利用电荷的 静电力作用捕集尘粒，而进行高温蒸汽消毒会使口罩失去静 电吸附能力，会影响防护效果。
2. 静电屏蔽的应用：
（1）高压线输电线上方的两条避雷导线。 （2）电力工人的高压带电屏蔽服（用导体材料制成）。
巩固提升
例3．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加 上水平向右的、电场强度大小为 E 的匀强电场时，
验电器的箔片_不__张__开__（填“张开”或“不张开”），
此时，金属网罩的感应电荷在网罩内部空间会激发
视频《法拉第冰桶实验》
2. 空气的电离
空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动，把空气中 的气体分子撞散，即使空气分子中的正负电荷分离。
3. 尖端放电
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。
4. 尖端放电的应用：
避雷针（与大地相连的尖锐的金属棒）是利用尖端放电避免雷击 的一种设施。
巩固提升
例2．下列设备或做法中，利用了尖端放电原理的是（ A ）
A．避雷针 B．静电复印 C．静电除尘 D．给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来
练习2．在燃气灶上常安装电子点火器，电子点火器
的放电电极应该制成（ B ）
A．圆头状 B．针尖状 C．方形 D．椭球形
避雷线
3. 举出几个静电屏蔽的应用事例。
② 电力工人高压带电作业，全身 穿戴用金属纤维等导体材料制 成的衣、帽、手套、鞋，对人 体起到静电屏蔽作用。
梳理深化 1. 静电屏蔽：
带空腔的导体（或金属网罩）达到静电平衡时，内部空腔里的电场 强度处处为 0 ，封闭在内部空腔里的仪器不会受到外部电场的影响。
2. 静电吸附常见应用有哪些？
静电除尘，静电喷漆，静电复印。
梳理深化 1. 静电吸附：
在电场中，带电粒子受到静电力的作用， 向着电极运动，最后会被吸附在电极上。
2. 静电吸附在生产技术的应用：
静电除尘、静电喷漆、静电复印。
静电除尘
静电喷漆
静电复印
巩固提升
例4．利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘。静电除 尘器由金属管 A 和悬在管中的金属丝 B 组成，A 和 B 分 别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如图所示。 A、B 之间有很强的电场，距 B 越近，电场强度__越__大__ （“越大”或“越小”），B 附近的气体分子被电离成
视频《静电屏蔽实验与应用》
阅读课本、观看视频，回答问题：
2. 什么是静电屏蔽？
带空腔的导体（或金属网罩）达到 静电平衡时，内部空腔里的电场强 度处处为 0 ，封闭在内部空腔里的 仪器不会受到外部电场的影响。
3. 举出几个静电屏蔽的应用事例。
① 在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，使其免遭雷击。
定向移动，导体达到静电平衡状态。 2. 特点：处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0。
3. 注意区分三个电场： 外加电场 感应电荷电场
导体内部电场 （合电场）
巩固提升
例1．如图所示，将一个不带电的金属球 A 放在带正电的点电荷 Q 的
左侧，当金属球达到静电平衡时，下列判断正确的是（ D ）
为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到__A__（“A”
或“B”）上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。
静电的防止与利用
静电平衡
• 静电平衡 状态
• 特点
尖端放电
• 特点 • 应用
静电屏蔽
• 原理 • 应用
静电吸附
• 原理 • 应用
新型冠状病毒防疫期间，医用一次性口罩是 必备的呼吸防护用品，这种口罩的核心材料 是中间的一层熔喷无纺布。