必修 第三册4 静电的防止与利用学案

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。

【学习重难点】

掌握静电平衡状态下的导体特点。

【学习过程】

一、静电平衡状态

1．静电感应：导体处于电场中，导体内自由电荷在电场力作用下________，导体两端感应出__________电荷。

2．静电平衡状态：导体在电场中发生_________现象，内部没有电荷定向移动的状态。

3．特征

(1)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为_________。

(2)电场线_________于导体的表面。

4．导体上电荷的分布

(1)处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的________。

(2)电荷在导体表面的分布不是_________，越是尖锐的地方，电荷分布______，附近场强_________。

尝试应用1

图示中，A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电后靠近B，发生静电感应。若取地球电势为零，则（    ）

A．导体B上任意一点电势都为零

B．导体B上任意一点电势都为正

C．导体B上任意一点电势都为负

D．导体B上右边电势为正，左边电势为负

尝试应用2

对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是（    ）

A．导体内部的场强处处为零

B．导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的外表面

C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零

D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动

二、尖端放电

1．空气电离：电荷在导体表面尖锐位置分布________，导体尖端附近的电场______，空气中的带电粒子在强电场的作用下剧烈运动，把气体分子“撞散”，使分子的正、负电荷__________，即发生空气的电离。

2．尖端放电：空气电离出的异种电荷与导体尖端携带的电荷________，相当于导体从尖端_________电荷，即尖端放电。

3．闪电防护：雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则。

一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中。

二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨步电压”造成伤害。所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害。

第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶。

第四是不要进水中，因水体导电好，易遭雷击。

总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或蹲下，以减少遭遇雷的机会。

尝试应用3

避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（    ）

A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地

B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷

C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地

D．以上说法都不对

三、静电屏蔽

处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为___________。因此，可以利用金属外壳或金属网封闭某一区域，使该区域不再受外界电场的影响，即______________。

1．屏蔽外电场

2．屏蔽腔内电场

四、静电吸附（静电现象的其他应用）

1．静电除尘

2．静电植绒

3．静电喷涂

4．静电分选

5．静电复印

尝试应用4

下列属于防止静电危害的是(    )

A．静电除尘

B．油罐车拖铁链

C．静电喷漆

D．静电复印机

五、训练测试

1．如图所示，棒AB上均匀分布着正电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的场强方向为（    ）

A．垂直于AB向上

B．垂直于AB向下

C．平行于AB向左

D．平行于AB向右

2．金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示，现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔（    ）

A．不会张开

B．一定会张开

C．先张开后闭合

D．可能会张开

3．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是（    ）

①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头

②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备

③固定电话和手提电话均可正常使用

④在旷野，应远离树木和电线杆

A．①②③               B．①②④

C．①③④               D．②③④

4．如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时，

（1）比较A点和B点场强大小。

（2）比较A、B端外表面场强大小。

答案

1．A

2．B

3．B

4．（1）A点和B点场强均为零，EA＝EB＝0

（2）利用电场线分布可知A端分布密，E’A>E’B