第九章 静电场及其应用
9.4 静电的防止与利用
课程标准 课标解读
1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点.
2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因.
3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理. 1．了解生产生活中关于静电的利用与防护。
2．分析讨论静电在激光打印、静电喷雾和静电除尘等技术中的应用。
3．知道在有可燃气体、粉尘的环境中如何防止静电事故。
知识点01 静电平衡
1.静电平衡：导体内的自由电子不再发生 的状态.
2.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为 .
3.导体上电荷的分布：
(1)静电平衡时，导体 没有净剩电荷，电荷只分布在导体的 .
(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) ，凹陷的位置几乎没有电荷.
【即学即练1】如图所示，Q为一带正电的点电荷，P为原来不带电的枕形金属导体，a、b为导体内的两点。当导体P处于静电平衡状态时( )
A．a、b两点的电场强度大小Ea、Eb的关系为Ea>Eb
B．a、b两点的电场强度大小Ea、Eb的关系Ea
C．感应电荷在a、b两点产生的电场强度大小Ea′和Eb′的关系是Ea′>Eb′ 目标导航
知识精讲 D．感应电荷在a、b两点产生的电场强度大小Ea′和Eb′的关系是Ea′＝Eb′
知识点02 尖端放电
1.空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷 很大，导体尖端周围的强电场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 的现象.
2.尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被 ，而与尖端上的电荷 ，相当于导体从尖端 的现象.
3.尖端放电的应用与防止：
(1)应用： 是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.
教学设计：2024秋季 人教版 高中物理 必修 第三册 第九章
静电场及其应用《静电的防止与利用》
一、教学目标（核心素养）
1. 物理观念：理解静电现象的产生原因，掌握静电的防止与利用的基本原理和方法。
2. 科学思维：通过案例分析，培养学生运用静电知识解决实际问题的能力，提升逻辑思维和批判性思维能力。
3. 科学探究：引导学生关注生活中的静电现象，鼓励其设计简单的实验方案，探究静电的防止与利用技术。
4. 科学态度与责任：激发学生对静电现象的好奇心和探索欲，培养安全用电的意识和责任感，了解静电技术在日常生活和工业生产中的应用价值。
二、教学重点
• 静电现象的产生原因及危害。
• 静电的防止方法（如接地、增加湿度、使用抗静电剂等）。
• 静电的利用实例（如静电除尘、静电复印、静电喷涂等）。
三、教学难点
• 理解静电现象背后的物理原理，特别是电荷的转移和分布规律。
• 灵活运用静电知识设计防止或利用静电的方案。
四、教学资源
• 多媒体课件（包含静电现象图片、视频、动画演示等）。
• 实验器材（如静电发生器、验电器、接地装置等，用于演示静电现象和防止方法）。
• 教科书、教辅资料及学生预习材料。
• 网络资源（如静电技术应用案例、静电防护知识等）。
五、教学方法 • 讲授法：讲解静电现象的产生原因、危害及防止与利用的基本原理。
• 演示法：通过实验演示静电现象和防止方法，让学生直观感受静电的特性和技术应用。
• 讨论法：组织学生讨论静电技术在生活中的应用实例，以及如何有效防止静电危害。
• 探究法：引导学生设计简单的实验方案，探究静电的防止或利用技术，培养科学探究能力。
六、教学过程
导入新课
• 生活实例引入：展示几个常见的静电现象（如冬天脱毛衣时产生的火花、触摸金属门把手时感受到的电击等），引导学生思考这些现象背后的原因，引出静电的概念。
• 问题引导：提问“静电对我们的生活有哪些影响？我们应该如何防止或利用静电？”激发学生兴趣，自然过渡到新课学习。
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，能说出静电平衡状态下的导体特点.2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因.3.了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的工作原理.
一、静电平衡
1.静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态.
2.处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0.
3.导体上电荷的分布：
(1)静电平衡时，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，凹陷的位置几乎没有电荷.
二、尖端放电
1.空气的电离：在一定条件下，导体尖端电荷密度很大，导体尖端周围的强电场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的现象.
2.尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引，而与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象.
3.尖端放电的应用与防止：
(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失.
三、静电屏蔽
1.静电屏蔽
静电平衡时，空腔导体内表面没有电荷，导体壳内空腔里的电场强度处处为0.外电场对壳(网)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.静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连.
四、静电吸附
1.静电吸附：在电场中，带电粒子在静电力作用下，向着电极运动，最后被吸附在电极上的现象.
2.静电除尘：当空气中的尘埃带电时，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来的过程.
3.静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件表面.
4.静电复印：复印机应用了静电吸附的原理，复印机的有机光导体鼓表面涂覆有机光导体(OPC)，无光照时，OPC是绝缘体，受光照时变成导体.
9.4 静电的防止与利用【五大题型】
【人教版2019】
【题型1 导体处于静电平衡状态时内外电场及电荷的分布规律】 .................................................................... 1
【题型2 静电的防止与利用】 ............................................................................................................................... 3
【题型3 尖端放电现象的原理】 ........................................................................................................................... 4
【题型4 金属壳屏蔽内、外电场的原理】............................................................................................................ 6
【题型5 静电屏蔽原理的应用】 ........................................................................................................................... 7
知识点1：静电平衡
1．静电平衡：导体内的自由电子不再发生定向移动的状态．
2．处于静电平衡状态的导体，其内部的电场强度处处为0.
3．导体上电荷的分布：
(1)静电平衡时，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，凹陷的位置几乎没有电荷．
