上教版高二上8-C《静电的利用与防范》PPT课件2

2.尖端放电原理:
强电场使空气分子电离，尖端上的电荷被空气中异号电荷中和应用:避雷针、高压线周围的绿色电 晕、高压设备表面要光滑
3.静电屏蔽静电屏蔽:
金属网单内部不受外电场的影响原理:静电平衡时导体内部的场强处处为0应用:电子仪器和设备的 金属网外套、电视电览线外面包一层铅皮电力工人穿的金属丝网衣、高压线上方的两条保护接地电 线
2.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 的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，即使分子中的正负电荷 分离，这个现象叫做空气的电离。
3.那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上 的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。
(1)处于静电平衡状态的导体,内部场强处处为零. E感应=-E外
(2)处于静电平衡状态的导体,表面上任一点场强方向与该点的表面垂直. (3)静电平衡状态下的导体是个等势体,它的表面是个等势面. (4)电荷分布在导体表面
说明：若场强方向跟该点的表面不垂直,则沿该点的表面就有一场强分量,电荷 在这一场强分量作用下就会发生运动,就不会处于静电平衡状态了。
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电荷在导体外表面的分布
均匀球形导体
静电平衡时导体上的电荷分布 ：
一端大一端小的导体
①净电荷只分布在导体的外表面，导体内部没有净电荷
②表面越尖处净电荷密度越大，凹陷处几乎无净电荷
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（二）尖端放电 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。
正负电荷奔向异种电荷 尖端失去电荷 尖端放电

现象： 接触C时验电器的箔片张开角度最大
结论： 导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹 陷的位置几乎没有电荷。
导体上电荷的分布
静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点 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
导体上电荷的分布反思
静电平衡
静电平衡状态：
即 E′=E时，自由电子停止定向移动，这时导体 所处的状态叫静电平衡状态。
静电平衡状态下导体的电场
处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近的场强方向具有什么特点？
处于静电平衡状态的导体，其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。 假如不是这样，场强就会有一个沿导体表面的分量，导体上的自由电子 就会发生定向移动，这就不是平衡状态了。
夜间高压线周围有时会出现一 层绿色光晕，俗称电晕。 是一种微弱的尖端放电现象。
尖端放电
验电器或静电计金属杆上端为什么固定一个金属球而不做成针尖形状？ 防止尖端放电
静电平衡在生活中有哪些应用？
静电屏蔽
掌握静电屏蔽的条件和种类 知道静电屏蔽的应用
静电屏蔽
静电屏蔽： 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响
①场强的特点 处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为零 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直
②电势的特点
带电导体的等势面
处于静电平衡状态的导体，整个导体是等势体，它的表面是个等势面
静电平衡状态下导体的电场
地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡 状态，所以它是一个等势体。 这是我们常常把大地选做零电势体的一个原因。
问题与练习
如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷 量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r。 （1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号 （2）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场。这些感应电

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
最终
接地导体空腔外部不受内部电荷
结论 导体内空腔不受外界电荷影响 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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【典例示范】 例2下列实验中,验电器的金属箔片会张开的是( )
答案 B 解析 A中不会张开,金属网可以屏蔽外电场。B中会张开,因为金属网未接 地,网内的带电体可以对外界产生影响。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。
三、静电屏蔽 想一想(1)使带正电的金属球靠近验电器,但不接触,金 属箔片是否张开?解释看到的现象。 (2)如图所示,用金属网把验电器罩起来,再使带正电的 金属球靠近验电器,观察金属箔片是否张开。这个现象 说明什么问题? 提示 (1)使带正电的金属球靠近验电器,但不接触,验电器的金属箔片张开。由于 静电感应,带正电的金属球会使验电器小球上感应出负电荷,而两金属箔片上会 感应出正电荷,所以金属箔片会张开。 (2)若用金属网把验电器罩起来,验电器的金属箔片并不张开。这说明金属网能 把外电场“挡住”,使罩内不受外电场的影响。
【典例示范】 例1(2021河北衡水中学月考)矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中, 静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是 ()
答案 A 解析 导体处于静电平衡状态时,导体内部电场强度处处为0,感应电荷在导 体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场的电场强度大小 相等,方向相反,故A正确,B、C、D错误。 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。

静电平衡
把一不带电导体放入匀强电场
E外
在外界电场力的作用下，导体中 的自由电子开始定向移动
-
-
E外
-
-
静电平衡
随着大量自由电子的定向移动， 导体内部出现与外界相反的电场
------- E内
+ + + + + + +
E外
当导体本身电荷产生的电场和外界电场 平衡时，自由电子不再移动，导体内部 场强处处为0，达到静电平衡状态。
静电屏蔽
思考： 哪几个可以产生静电屏蔽的作用？
静电屏蔽
生活中的静电屏蔽: 1、实现静电屏蔽不一定要用密封的金属容器， 金属网也能起到屏蔽作用。野外高压输电线受到 雷击的可能性很大，所以在三条输电线上方还有 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。 2、电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网 制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电 屏蔽作业，使人安全作业。
例题精讲
【例3】如图，带正电的小球A在空心金属球壳B的内部，空心金属球壳B接地 ，右侧有一原本不带电的导体C，则下列说法中正确的是（ D ） A.球壳B带负电，枕形导体C的左端带正电 B.球壳B带正电，枕形导体C的左端带负电 C.球壳B带正电，枕形导体C的右端带电 D.球壳B带负电，枕形导体C的左端不带电
静电吸附
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，并沉积在完成喷漆工作。
静电吸附
静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，它是一个金属圆柱，表面涂覆 有机光导体（ OPC）。没有光照时，OPC 是绝缘体，受到光照时变成导体。 复印机复印的工作过程如图所示。

❖静电复印
图5
1、静电的利用
（1）静电除尘 （2）静电喷涂和静电植绒 （3）静电复印
❖静电复印
图5
一.静电除尘
1、静电的利用
（1）静电除尘
图4
2、静电的防止
图6
静电防止的一般办法
• 保持空气潮湿 • 良好接地 • 使用避雷针
❖油罐车
油罐车上油罐的设计
图7
图9 ✓金属外壳 ✓弧线外形 ✓保持接地 ✓危险标志
C 静电的利用与防范
1、静电的利用
（1）静电除尘
1、静电的利用
（1）静电除尘
++ +
+
+
+
+
+
+
++
1、静电的利用
（1）静电除尘 （2）静电喷涂和静电植绒
1、静电的利用
（1）静电除尘
（2）静电喷涂和静电植绒
（3）静电复印
硒鼓
墨粉 负电
静电潜像 （正电）
1、静电的利用
（1）静电除尘 （2）静电喷涂和静电植绒 （3）静电复印 其余利用见课本P40……
❖避雷针
避雷针的安装
图8
图10
二.静电复印
三.静电喷涂
影片：静电的利用
影片：静电的防止
第八节 静电与新技术
形成静电灾害的必要条件是：积累足够多的静电荷。 防止静电灾害的基本原则是： 1.控制静电的产生，把产生的静电迅速引走以避免电荷积累； 2.通过工艺控制减少因摩擦而产生的静电。 避免静电积累的常用方法有：
2、静电的防范办法
（1）保持空气潮湿度

1、静电的利用
（1）静电除尘 （2）静电喷涂和静电植绒 （3）静电复印

A2 接E2
图2
++++++++ ++++++++
Q
_ _ _ _
+ + + +
_ _ _ _
A1 接E1
图3
接地
1、静电的利用
静电除尘
图4
静电复印
图5
பைடு நூலகம்
静电植绒
……
2、静电的防止
图6
静电防止的一般办法
• 保持空气潮湿 • 良好接地 • 使用避雷针
油罐车
油罐车上油罐的设计
图7
避雷针
静电的利用与防止
复兴高级中学 倪闽景
++++++++ ++++++++
++++++++ ++++++++
__
_ _ _ _
Q
+ + + +
_ _ _ _ _ _
_ _ _ -_ _
__
A1 接E1
A2 接E2
图1
_ _ _ _
Q
+ + + +
__ __ __ __ _ -__ __ __
A1 接E1
避雷针的安装
图8
图9 金属外壳 弧线外形 保持接地 危险标志
图10
推荐研究课题：

①导体内部处处合场强E合为零，但导体表面的电场强度不为
零．②整个导体是一个等势体，导体表面是等势面，但电势 不一定为零．③电场线与导体表面垂直．
静电平衡时导体上电荷的分布的特点
法拉第圆筒实验
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.处于静电平衡状态的 导体，在导体的外表面 越尖锐的位置，电荷的 密度越大（即单位面积 电荷量多），周围的场 强越大。
对静电平衡的三点理解(1)静电平衡是自由电荷发生定向移 动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移 动．(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的．(3)
导体达到静电平衡后内部场强处处为零是指外电场E与导体 两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝ －E.
静电平衡状态的特点(1)处于静电平衡状态下的导体的特点
解析：A球是“近端”，故带负电，A项错．本题求解的是点电 荷Q在球心处的场强，不是合场强．根据点电荷场强公式求得E ＝(kQ)/r2，故B项对C项错．A接地，所以其电势为零，又处于 静电平衡状态内部合场强为零，所以D项对．
利用“近端”与“远端”判断导体带电情况
处于电场中的导体“近端”带异种电荷，“远端”带同种电 荷．如果用手摸导体，则导体和大地连通为一个大的“导体 ”此时大地相当于“远端”而导体相当于“近端”．同时接 地的导体能保护外部空间不受内部电荷影响．
1．屏蔽外电场使用金属壳(网罩
)把需要屏蔽的部分包在内
部．可以使内部区域不受外部电
场的影响．此金属球壳(网罩)不
E
需要接地，如图．
E
原理：静电平衡状态下，导体 内部场强处处为零．
外电场
空腔导体屏蔽外电场
空腔导体可以屏蔽外电场, 使空腔内物体不受外电场影响。