高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用图文课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 静电的防止与利用图文课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了学习目标，思考与讨论，静电感应现象，外部电场+自由电荷，静电平衡，论证方法反证法，法拉第圆筒实验，不规则的带电体实验，静电屏蔽的两种情况，1屏蔽外电场等内容，欢迎下载使用。

理解静电平衡状态的形成过程，知道处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。了解尖端放电、静电屏蔽现象，了解静电的防止的原理。知道静电吸附原理，了解静电吸附在静电除尘等技术中的应用关注生活、生产中的静电现象，体会物理学与生产和生活的紧密联系
自然界到处都有静电。生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器？？
把一个不带电的金属导体ABCD 放到电场强度为 E0 的电场中。
由于静电感应，在导体 AB 侧的平面上将感应出负电荷，在 CD 侧的平面上将感应出正电荷。
导体两侧出现的正、负电荷在导体内部产生与电场强度E0 方向相反的电场，这两个电场叠加使导体内部的电场减弱。
在叠加后的电场作用下，仍有自由电子不断运动，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。这时我们说，导体达到静电平衡（electrstatic equilibrium）状态。
导体内部无场强；整个导体是等势体，导体表面是等势面；表面附近电场线始终垂直于导体表面。
静电平衡时电荷分布特点
结论1：导体内部没有净剩电荷,电荷只分布在导体的外表面.这是因为,假如导体内部有电荷,导体内部的场强就不可能为零,自由电荷就会发生定向移动,导体也就没有处于静电平衡状态。
结论二：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,而凹陷的位置几乎没有电荷.
与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离
中性的分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。
这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子。
那些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。
尖端放电现象的应用——避雷针
导体尖端电荷密度大
空气中残留带电粒子剧烈运动
分子中正负电荷分开
正负电荷奔向异种电荷
相当于尖端失去电荷
尖端放电现象的应用——高压设备
1.避免：尖端放电会使高压设备上电能损失，故高压设备导体的表面都是非常光滑。
2.现象：夜间高压线周围出现的绿色光晕，俗称电晕，这是一种微弱的尖端放电现象。
尖端放电现象的应用——汽车接地放电
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外表面。如果放入静电场中的是一个空腔导体，电荷分布又有什么特点呢？
静电平衡时，内表面没有电荷，导体壳壁W 内的电场强度为 0，即电场线只能在空腔C 之外，不会进入空腔之内。
导体壳内空腔里的电场强度也处处为０，无论导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场。
把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，但由于壳内电场强度保持为 0，外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。
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层金属带电高压工作服
静电的危害可能随时发生。医院手术台上，静电火花有可能引起麻醉剂爆炸；煤矿里，静电火花会引起瓦斯爆炸……因此，静电的危害必须引起人们的警惕。
静电虽然会有危害，但也可以利用。在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。
这一原理在生产技术上被广泛应用：
静电除尘器由板状收集器A和线状电离器B组成。
距B越近，电场强度越大。B附近的空气中的气体分子更容易被电离，成为正离子和电子。
电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的粉尘，使粉尘带负电。
粉尘被吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中
A接到几千伏高压电源的正极，B接到高压电源的负极。
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，并沉积在工件的表面，完成喷漆工作。
静电复印：复印机也应用了静电吸附。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）①。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。
1. 静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害。例如：印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；印染厂里，染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；制药生产中静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。要采取措施防止以上事例中静电的影响，你会怎么做？
2. 在一次科学晚会上，一位老师表演了一个“魔术”：如图9.4-10，一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。
摇动起电机，顿时塑料瓶清澈透明，停止摇动，又是烟雾缭绕。起电机摇动时，塑料瓶内哪里电场强度最大？是锯条附近还是金属片附近？若锯条接电源负极，金属片接正极，这些烟尘最终到哪里去了？
4. 在燃气灶和燃气热水器中，常常安装电子点火器，接通电子线路时产生高电压，通过高压放电的电火花来点燃气体。点火器的放电电极是钉尖形（图9.4-12）。这是为什么？与此相反，验电器的金属杆上端却固定一个金属球而不做成针尖状，这又是为什么？