高中物理 第一章 静电场 7静电的应用及危害课件 教科版选修31

1 第7节 静电的应用及危害

1．利用静电喷涂的原理是设法使精细的油漆液滴飞离喷嘴时带上同种电荷，彼此排斥，并在电场力的作用下飞向作为电极的工件．静电现象的应用还有静电屏蔽、静电除尘、静电复印和激光打印等．

2．激光打印机是利用正、负电荷互相吸引的原理制成的．

3．静电的危害主要有：①雷电造成人畜伤亡、引起森林大火等．

②静电火花引起易燃物质点燃、爆炸．

③静电放电引起电子设备故障，干扰电磁波，击穿集成电路和精密的电子元件．

④静电给工业带来影响，造成工业产品的质量下降．

4．防止静电危害的方法有：尽快导走多余电荷，调节空气湿度、保持良好的通风、消除引爆条件．

知识点一 静电的产生

1．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“劈啪”声，这是因为( )

A．衣服由于摩擦而产生了静电

B．人体本身是带电体

C．空气带电，在衣服上放电所致

D．以上说法均不正确

答案 A

解析 若我们身穿含有化纤成分的衣服，且始终在运动，使衣服与衣服之间、衣服和皮肤之间不停地摩擦，在摩擦中会使衣服上带有异种电荷．在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象，于是我们听到“劈啪”的放电声，若是在晚上还可以看见火花四溅的现象．

2．在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击．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．

答案 见解析

解析 (1)因为传送带与被传送物体间的发生摩擦而带电，靠近传送带的物体如人体因为感应也带上电．

(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，或者干脆用导体制造传送带，再用适当方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击．

知识点二 静电危害的防止

3．下列哪些做法不属于防止静电危害的措施( )

A．复印机外壳用导线接地

B．静电植绒在纺织业得到很广泛的应用

生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 6.电容器和电容

7.静电的应用及危害

学

习 目 标 知 识 脉 络

1.知道什么是电容器以及常见的电容器．知道电容器充电和放电的含义．

2．理解电容的概念及其定义式C＝QU，并能进行有关运算．(重点、难点)

3．知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，了解公式C＝εS4πkd并能用其讨论分析有关问题．(难点)

4．了解静电现象，知道静电的应用和危害.

电 容 器 和 电 容

[先填空]

1．电容器

(1)构造：两个彼此绝缘又相互靠近的导体就可以组成一个电容器．如两块平行金属板正对、靠近且两板间充满绝缘物质(电介质)，这两板就组成了平行板电容器．

(2)电容器的带电荷量：是指其中一个极板所带电荷量的绝对值．

(3)电容器的充电和放电(如图1­6­1所示)：

图1­6­1

①充电：使电容器两个极板带上等量异种电荷的过程叫做充电．

②放电：使充电后的电容器两极板的异种电荷中和的过程叫做放电．

2．电容

(1)定义 生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝QU.

(2)物理意义

表示电容器容纳电荷本领的大小．

(3)单位

在国际单位制中是法拉(F)，1 F＝1 C/V,1 F＝106

μF＝1012 pF.

[再判断]

1．电容大的电容器带电荷量一定多．(×)

2．电容为C的电容器所带电荷量为Q，若电荷量增大为2Q，则电容变为2C.(×)

3．电容器的一个极板带正电荷，另一极板带等量负电荷，其带电荷量指的是一个极板上电荷量的多少．(√)

[后思考]

给电容器充电时，电容器所带电荷量增加，两极板间的电场强度怎样变化？储存的电能怎样变化？

【提示】 电场强度增大，储存的电能增加．

[合作探讨]

照相机的电子闪光灯能发出强烈的闪光，这时通过闪光灯的电流相当大，有时可达几千安．

1 7 静电现象的应用

[学习目标] 1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件.2.掌握静电平衡状态下的导体特点.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.

一、静电平衡状态下的导体

[导学探究] 如图1所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，使导体两端出现等量异号电荷.请思考下列问题：

图1

(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？

(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？

答案 (1)自由电子受外加电场的电场力作用而移动，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.

[知识梳理]

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)内部的电场处处为零.

(2)外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的表面垂直.

(3)整个导体是个等势体，它的表面是个等势面.

3.静电平衡时，导体上的电荷分布特点：

(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面.

(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，凹陷的位置几乎没有电荷.

[即学即用] 判断下列说法的正误. 2 (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零.(√)

(2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零.(×)

(3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0.(√)

(4)静电平衡时，导体内的自由电子不再运动.(×)

二、尖端放电 静电屏蔽

[导学探究] (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？

(2)处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？

第6节 电容器和电容

第7节 静电的应用及危害

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知识点 题号

1. C=和C=的理解与计算 1(易),2(易),3(易),

5(易),6(易),9(中),10(中)

2.平行板电容器的动态分析 4(易)

3.静电的应用及危害 7(中)

4.平行板电容器与力学综合 8(中),11(难)

1.根据电容的定义式C=知( D )

A.电容器的电容越大,则电容器所带电荷量越多

B.电容器两极板间电压越大,电容越大

C.电容器与所带电荷量成正比,与电压成反比

D.电容器的电容不随带电荷量及两极板间电压的变化而变化

解析:电容器的电容是由电容器本身决定,与所带电荷量、两极板间的电压无关.公式C=是定义式,它可以适用于任何电容器,但绝不能说C与Q成正比,或C与U成反比.

2.(多选)一个空气平行板电容器,极板间距离为d,正对面积为S,充以电荷量Q后,两极板间电压为U,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是( CD )

A.将电压变为U/2

B.将带电荷量变为2Q

C.将极板正对面积变为2S

D.将两极间充满介电常数为2的电介质

解析:电容器的电容和电容器极板上的电荷量、电压无关,所以选项A,B不正确;根据C=,可知选项C,D正确.

3.如图所示为某一电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V,对电容器来说正确的是( B )

A.是充电过程

B.是放电过程

C.该电容器的电容为5.0×10-2 F

D.电容器的电荷量变化量为0.20 C

解析:由Q=CU知U降低,Q减小,故为放电过程,选项A错误,B正确;由C== F=5×10-3 F可知,选项C错误;ΔQ=C·ΔU=5×10-3×4 C=

0.02 C,选项D错误.

4.(多选)如图所示,金属板组成的电容器充电后与静电计相连,要使静电计指针的张角变大,下列措施中可行的是( AB

)

A.A板向上移动 B.A板向左移动