第九章4.静电的防止与利用人教版高中物理必修三PPT课件

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知识归纳 1.尖端放电 导体尖端电荷密度大,周围的电场强度大,把周围的空气电离,带电 粒子在强电场的作用下加速撞击空气中的其他分子使它们进一步 电离,所带电荷与导体尖端电性相反的粒子被吸引而奔向尖端与尖 端上的电荷中和。
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2.静电屏蔽 (1)静电屏蔽的实质:静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象,使金 属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为0,好像是金属壳将外 电场“挡”在外面,即所谓的屏蔽作用,其实是壳内两种电场并存,矢 量和为0而已。
最终 结论
导体内空腔不受外界电荷影响
接地导体空腔外部不受 内部电荷影响
本质
静电感应与静电平衡,所以做静电屏蔽的材料只能是导体, 不能是绝缘体
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实例引导 导体两面出现的正负电荷在导体内部产生的电场E'与外加电场E0的方向相反。
在生产和生活中,静电的应用十分广泛,如激光打印、静电喷漆、静电除尘、静电处理种子、静电处理水、静电放电产生臭氧、静电植绒
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(2)静电屏蔽的两种情况
类别 导体外部电场不影响导体内部
接地导体内部的电场不 影响导体外部
图示
因场源电荷产生的电场与导体 当空腔外部接地时,外表
实现 球壳表面上感应电荷在空腔内 面的感应电荷因接地而
过程 的合电场强度为0,达到静电平 传给地球,外部电场消失,
衡状态,起到屏蔽外电场的作用 起到屏蔽内电场的作用
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实例引导
例1如图所示,把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正点电荷形 成的电场中,导体处于静电平衡状态。下列说法正确的是( ) A.导体内部A点的电场强度大于B点的电场强度 B.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA=EB C.感应电荷在A、B两点产生的附加电场强度EA<EB D.当开关S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动
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解析:枕形导体在点电荷附近,出现静电感应现象,导致电荷重新分 布,因此在枕形导体内部出现感应电荷的电场与点电荷的电场叠加, 静电平衡时,导体内部电场强度处处为零,A错误;导体内部的电场 强度处处为零,所以感应电荷产生的附加电场强度的大小与点电荷 产生的电场强度的大小相等,方向相反,故EA>EB,B、C错误;当开关 S闭合时,电子从大地沿导线向导体移动,中和导体B端多余的正电 荷,D正确。 答案:D
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三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相 比( )
A.Ea最大 C.Ec最大
B.Eb最大 D.Ea=Eb=Ec
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解析:处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,故a、b、c三点 的电场强度都为零。静电平衡的导体内部电场强度为零是感应电 荷产生的电场与外电场叠加的结果,所以感应电荷在球内某点产生 的电场的电场强度与MN在这一点形成的电场的电场强度等大反 向,比较a、b、c三点感应电场的电场强度,实质上是比较带电体 MN的电场在这三点的电场强度,由于c点离MN最近,故MN的电场 在c点的电场强度最大,感应电荷电场在c点的电场强度也最大,故C 对。 答案:C
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二、尖端放电
1.静电平衡的导体上的电荷分布特点:(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(单位面积的电荷量)越大,周围的电场强度越大。 2.空气的电离:导体尖端周围的强电场足以使空气中残留的带电粒 子发生剧烈运动,并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷 分离。 3.尖端放电现象: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。 4.尖端放电的应用与防止:避雷针应用尖端放电原理;高压设备中的 导体表面应该尽量光滑。
2、α射线的穿透能力最弱，γ射线的穿透能力最强。
列问题: 六、力的合成：
原子分解为核子时，质量增加；核子结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，叫做质量亏损。
(1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动 2、物理意义：等温线上的某点表示气体的一个确定状态。同一条等温线上的各点温度相同，即p与V乘积相同。
一、气体的等容变化
2、等温就变化会:一定继量续的气进体在行温度,导不变体的状两态下个，发侧生的面变的化。感应电荷就会进一步增加,附加电
②ß射线在云室中的径迹：细而曲
2、随着场科学就的进会一步进发展一，步统称增为粒强子。,当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场强
度等于0时,导体内的自由电子不再发生定向移动,导体达到了静电
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规律方法 求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的电场强
度的方法
(1)先求出外电场电场强度E外的大小和方向。 (2)由于导体处于静电平衡状态,故满足静电平衡条件E合=0。 (3)由E外+E感=0,求出感应电场E感的大小和方向。
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变式训练一金属球,原来不带电。现沿球的直径的延长线放置一均
EA=EB=EC D.
应用:静电除尘,静电喷漆,静电复印。
通过尖端解放电析,这:些A电中荷不不断向会大气张释开放,中,金和空属气中网的电可荷,以使建屏筑物蔽避免外雷击电。 场。B中会张开,因为金属
应用:静电除尘,静电喷漆,静电复印。
一接个地带 导电体网的内金部未属的球电接场,当地不它影带,响网的导电内体荷外量的部增加带后(电稳定体),其可内部以的电对场强外度(界产) 生影响。C中不会张开,因为 金属网已接地,网内的带电体对网外无影响。 (2)自由电子能否一直定向移动?为什么?
必备知识
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三、静电屏蔽 1.静电屏蔽:金属壳达到静电平衡时,其内部电场强度保持为0,外部 电场对壳内的仪器不会产生影响。金属壳的这种作用叫作静电屏 蔽。 2.应用:高压输电线的上方有两条导线,它们与大地相连,形成一个 稀疏的金属“网”,把高压线屏蔽起来,使其免遭雷击。 四、静电吸附 1.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.应用:静电除尘,静电喷漆,静电复印。
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静电平衡
情境导引
3①、已γ知衰两变如分,不力图存的在所方单向独示—的—γ,衰有把变唯。一一原组个子解核不中有带的发电生α的衰变金，有属的发导生体β衰变放，同到时电伴随场着γ辐中射,。导体内的自由电
二、核电站
1、内容子：一将定质发量的生气体定，向在体移积不动变的,从情况而下，使它的导压强体P与两热力端学温出度现T成正等比量。 异种电荷。请思考下
4.静电的防止与利用
学习目标
1. 知 道 什 么 是 静 电 平 衡 状态,理解处于静电平衡 状态导体的特性。 2. 知 道 导 体 上 电 荷 的 分 配规律。 3.了解尖端放电现象。 4. 知 道 什 么 是 静 电 屏 蔽 及其相关应用。 5. 了 解 静 电 吸 附 的 应 用。
思维导图
必备知识
、处静于电 静净电例化平空衡2气状下、态列静的电导实提体高,内验喷部洒的中农电药,场验的强效度电果处、处器静为电的0。选矿金等属。 箔片会张开的是(
)
规律方法 求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的电场强度的方法
静电屏蔽:金属壳达到静电平衡时,其内部电场强度保持为0,外部电场对壳内的仪器不会产生影响。
解析:孤立带电金属球处于静电平衡,内部电场强度为0,电荷量增加,电场强度仍为0。
解析:静电平衡时,导体内部感应电荷的电场与原电场叠加,合电场强度为0。
解析:用静电吸附粉尘、用静电喷涂油漆、复印机对碳粉的静电吸附等是静电的应用。
防止静电危害的主要方法与途径
处于静电平衡的导体电荷只分布在导体的外表面,导体内部没有净剩电荷。
金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,三者相比( )
答案:B
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探究三随堂检测Fra bibliotek静电的应用与静电危害的防止 情境导引
如图所示,在工厂里,靠近传送带的工人容易受到电击。经研究发 现,这是由于传送带在传送过程中带上了电。 (1)解释为什么靠近传送带的物体会带电? (2)你可以用什么方法来解决这个问题?
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一、静电平衡
1.静电平衡:不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子在静 电力作用下,将向着与电场相反的方向定向移动。在导体的两个侧 面上将出现正负电荷,直到导体内部各点的电场强度E=0为止,导体 内的自由电子不再发生定向移动,这时导体达到静电平衡状态。 2.导体两面出现的正负电荷在导体内部产生的电场E'与外加电场 E0的方向相反。处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为 0。
平衡。
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2.处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为0。 3.处于静电平衡的导体电荷只分布在导体的外表面,导体内部没有 净剩电荷。形状不规则的导体外表面,电荷分布不均匀,电场强度 也不相等。越尖锐的位置,电荷的密度越大,周围的电场强度越大。 4.一个孤立的带电导体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状 态,具有静电平衡的所有特点。
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1.正误判断。 (1)静电平衡时,导体内的自由电子不再定向移动。( ) 解析:静电平衡时,导体内部电场强度为零,自由电子不再定向移动。 答案:√ (2)静电平衡时导体内部电场强度为0。( ) 解析:静电平衡时,导体内部感应电荷的电场与原电场叠加,合电场 强度为0。 答案:√ 2.用反证法说明静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零。 答案:如果静电平衡时导体内部的电场强度不为0,那么自由电子就 要在静电力的作用下做定向移动,那就不是静电平衡状态了。
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知识归纳
1.静电平衡
3.重力加速度：g=9.8m/s2 ★规律：g随高度增加而减小，随纬度增加而增大。
2、核电金站发属电的导优点体放到电场中,导体内的自由电子在静电力作用下,将向着
1、内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比。
2。、实现与核聚电变的场难点相：地反球的上没方有任向何容定器能向够经移受动如此。高的在温度导。为体了解的决两这个个难题侧，科面学家上设想将了出两种现方案正，磁负约束电和惯性约束 1②、α确衰定变荷研：究原。对子象核导：内被少体封两闭个两的质个气子体和侧（两液个面体中）子出现的正负感应电荷在导体内部产生的附加电 意5、义①：分温场力度F是E1、分'与F子2大平外小均恒动加定能：的电夹标角志场θ。越E大0，的合方力就向越小相；②反若合,附力不加变，电两等场值分阻力碍夹角自增大由分力电增大子的定向移动, 1但9从.5核总力体只与来结看要合，能外大量电分子场的运电动却场有一强定度的规大律。于附加电场电场强度,自由电子的定向移动
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尖端放电和静电屏蔽 情境导引
1.避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施,其原理是什么? 要点提示:当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出 现与云层相反的电荷。通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放, 中和空气中的电荷,使建筑物避免雷击。 2.静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的? 要点提示:处于静电平衡状态的导体内部电场强度处处为0,即使导 体壳外有电场,由于壳内电场强度保持为0,外电场对壳内的物体也 不会产生影响。
有些题目中常出现“缓慢，慢慢”一词，则物体处于动态平衡状态． 最大静摩擦力：临界状态，比滑动摩擦力稍大些，通常认为与滑动摩擦力相等。
(1)消耗的的核方燃料向少。如何?
E=mc2
一2、、核随电机(站2性发)与自电统的计由优规点律电子能否一直定向移动?为什么?
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要点提示:(1)自由电子受外加电场的静电力作用而移动,向着与电 场相反的方向定向移动。 (2)不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移 动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止。
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要点提示:(1)传送带因为与被传送的物体发生摩擦而带电,靠近传 送带的物体因为静电感应也带上了电。 (2)要避免这种电击,可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中, 让传送带变成导体,再用适当的方法把传送带接地,静电便不会积 累。