人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用学案

9.4《静电的防止与利用》学案

学习目标：

1．知道静电平衡的概念，知道静电平衡是静电感应的结果。

2．了解尖端放电及其应用。

3．知道静电屏蔽及其应用。

4．了解静电除尘、静电喷漆、静电复印的原理。

重点：掌握静电平衡状态下的导体特点。

难点：掌握静电平衡的概念，应用静电平衡知识认识导体的电荷分布特点、尖端放电、静电屏蔽现象

学习过程：

【自学感知】

一、静电平衡

1．静电平衡

放入电场中的导体，由于静电感应，导体两侧出现异种电荷，而感应电荷在导体内部产生的电场与原电场________，使导体内部的电场________，当导体内部电场为0时，导体内的自由电荷不再发生________移动，这时导体就达到静电平衡。

2．导体处于静电平衡状态时，其内部的电场强度处处为______。

二、尖端放电

1．静电平衡时，电荷只分布在导体的外表面。越尖锐的位置，电荷的________越大，周围的电场强度越大。

2．电离：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________从而使空气分子中的正负电荷________的现象。

3．尖端放电：导体尖端周围被强电场电离的粒子中，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________，相当于导体从尖端________电荷的现象。

4．应用：建筑物的顶端安装上__________以达到避免雷击的目的；高压设备中导体的表面尽量________，以减少电能损失。

三、静电屏蔽

1．处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的__________。

2．静电屏蔽：放入电场中的导体壳，由于静电感应，壳内电场强度为0，外电场对壳内的仪器________产生影响，金属壳的这种作用叫作静电屏蔽。

3．应用：野外三条高压输电线上方架设两条导线，与________相连，把高压输电线屏蔽起来。

四、静电吸附

1．静电除尘：设法使空气中的尘埃________，在__________作用下，尘埃到达电极而被收集起来。

2．静电喷漆：接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带________，在静电力作用下，这些微粒向着作为________的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。

3．静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时是__________，受到光照时变成________，复印机复印的工作流程：充电、曝光、______、_______、放电。

【探究解惑】   

探究一、静电平衡的特点是什么？

 1. 内部的场强处处为零，导体内部无电场线分布。

2. 外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。

 3. 导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。

 4. 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。

 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

探究二、怎样求解感应电荷的电场强度？

规律方法：转化为求解外电场的电场强度。

导体处于静电平衡时,内部电场强度处处为零,即感应电荷的电场与外电场的电场强度的矢量和为零。即在导体内任一点,感应电荷的电场强度与外电场的电场强度大小相等、方向相反。据此,只要求出外电场的电场强度,也就求出了感应电荷的电场强度。

例2、一金属球,原来不带电。现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆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              B.Eb最大  C.Ec最大               D.Ea=Eb=Ec

探究三、演示并回答

1、使带电的金属球靠近验电器，但不接触，箔片是否张开？解释看到的现象。

答：会张开,原因是带电金属棒接近验电器时,验电器上会产生感应电荷.

2、用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，观察箔片是否张开。这个现象说明什么？

答：不会张开,这个现象说明罩内空间不受外部电场的影响，金属罩起到了静电屏蔽作用。

3、静电屏蔽的两种情况:

①导体外部的电场影响不到导体内部.如图,把验电器靠近带电体,箔片会张开,但如果把验电器置于金属网罩内,再靠近带电体,箔片不再张开,说明网罩内不受外电场的影响。

②接地导体的内部电场影响不到导体外部.如图,如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷+q。由于静电感应,导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷,其电场线分布如图甲所示;当把导体球壳接地后,+q在壳内的电场对外部空间就没有影响了,此时的电场线分布如图乙所示。

例3、下列实验中,验电器的金属箔片会张开的是　　　　。 

例4 (多选)下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在哪些情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引(　  　)

【课堂小结】

9.4《静电的防止与利用》学案  答案

【自学感知】

一、静电平衡:反向 减弱 定向 0

二、尖端放电:密度 碰撞 分离 中和 失去 避雷针 光滑

三、静电屏蔽: 外表面 不会 大地

四、静电吸附: 带电 静电力 负电 正极 绝缘体 导体 显影 转印

例1．答案：D

例2 答案: C

例3、答案：B

例4. 答案: AD

【课堂小结】