1、第第 九九 单元单元 第第 5 5 案案 总第总第 5 5 案案 课题：课题： 9.4 静电的防止与利用 【教学目标与核心素养】【教学目标与核心素养】 1知道什么是静电平衡状态，理解处于静电平衡状态导体的特征 2知道处于静电平衡的导体上电荷的分配规律 3知道尖端放电现象和静电平衡现象 【教学重点教学重点】 1处于静电平衡状态导体的特征 【教学难点】【教学难点】 1处于静电平衡状态导体的特征 【教学过程教学过程】 引入：引入： 加油站工作人员的工作服有专门的要求，必须是防静电面料或全棉面料，不允许穿化纤服装上 岗操作，更不允许在加油站现场穿脱、拍打化纤服装，加油前还要摸一下静电释放器，为什么有这
2、 些要求；油罐车后面为什么要拖着一个小尾巴；下面两个图，一个是人站在一个用金属网制成的大 笼子里，外面加上高压电，里面的人为什么会安然无恙？第二个图是高压线路工作人员带电作业， 为什么工作人员是安全的？带着这些疑问我们一起来学习静电的防止与利用 。 【新课新课教学教学】 一、静电平衡一、静电平衡 教师：把金属导体放到电场中，导体上会出现怎样的现象？如图示。 导体中的自由电荷在外电场的作用下会发生定向移动，结果会在沿着电场 强度方向的导体两端出现等量异种电荷。 问题 1自由电荷移动聚集在导体两端，会出现怎样的结果？ 问题 2自由电荷是否会永远的定向运动下去？ 教师：自由电荷的移动会产生感应电场，
3、方向与原电场方向相反，移动电荷越多，感应电场越强， 根据电场的叠加， 则合电场越弱， 当合场强为零时，自由电 荷停止运动， 如右图所示。 这种现象称为静电平衡。 1 1定义：定义：导体中（包括表面)没有电荷定向移动的状态，叫 做静电平衡状态。 2 2静电平衡状态下导体的特点静电平衡状态下导体的特点 导体是个等势体，导体表面为等势面 内部的场强处处为 0，电势处处相等 导体表面附近的场强方向与导体表面垂直 3 3静电平衡状态下，导体上电荷的分布特点静电平衡状态下，导体上电荷的分布特点 电荷分布在导体的表面，内部没有净电荷 内部有其它带电体的空腔导体，其内外表面均有净电荷分布。 导体外表面，越尖锐
4、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。 例 1如图所示，在真空中有两个点电荷 A 和 B，电量分别为-Q和+2Q， 它们相距为L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2rL） 的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强 大小为 12KQ 2/L2 ，方向为 水平向右。 二、静电现象的防止与应用二、静电现象的防止与应用 1 1静电现象静电现象 尖端放电尖端放电 电离：电离：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。 尖
5、端放电：尖端放电：带电体尖端附近的电场特别强，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电的现 象。 应用：应用：避雷针（引雷针）是利用尖端放电保护建筑物等免遭雷击的一 中设施（介绍工作原理） 。 静电屏蔽静电屏蔽 回顾课前的问题，人在通高压电的金属网中安然无恙， 电路检修工 人带电作业。 定义：定义：如上所示的几种情况说明静电屏蔽是排除或抑制静电场干扰的措施。 屏蔽的两种情况屏蔽的两种情况 屏蔽外电场屏蔽外电场 处于静电平衡状态的导体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， 如果导体内部是空腔，内部没有净电荷，所以内部场强也处处为零。所以可以用来屏蔽外电场，使 腔内的
6、物体不受外电场影响。 演示实验：用带电的金属球靠近静电计，然后把静电计用金属网笼子罩 住，再靠近，发现罩住后指针不再偏转。 屏蔽内电场屏蔽内电场 应用应用 野外高压输电， 在三条输电线的上方还有两条导线， 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，免遭雷击。 超高压带电作业的工人全身穿戴金属丝做成的衣服、帽子、手套、鞋子。 电子仪器设备外面的金属罩，通讯电缆外面包的铅皮。 2 2静电现象的静电现象的应用应用 学生阅读教材学生阅读教材 P P2121内容，了解静电现象的应用。内容，了解静电现象的应用。 静电除尘：利用静电场的作用, 使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附，并将尘
7、粒从烟气中分离出来 而将其去除。 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、印刷技术：利用光电导敏感材料在曝光时按影像发生电荷转移而存留静电潜影，经一 定的干法显影、影像转印和定影而得到复制件。 静电喷涂：利用静电吸附作用将聚合物涂料微粒涂敷在接地金属物体上，然后将其送入烘炉以形 成厚度均匀的涂层。 静电纺纱：在纺纱过程中利用静电场对纤维的作用力，使纤维得到伸直、排列和凝聚，并在自由 端须条加拈时起到平衡的作用，使纺纱能连续进行。 静电植绒：利用静电场作用力使绒毛极化并沿电场方向排列，同时被吸着在涂有粘合剂的基底上 成为绒毛制品。 小结： 作业：