【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修1-1第1章1-4趋利避害——静电的利用与防止.ppt

图1 图2 自 主 学 习 名 师 解 疑 分 类 例 析 课堂对点演练 专 题 突破 排斥 吸引 静电复印 静电喷漆 吸附作用 正电 负电 湿度 避雷针 尖端放电 图1-4-1 尖端放电的理解和应用 图1-4-2 图1-4-3 静电的应用和防止 图1-4-4 图1-4-5 自 主 学 习 名 师 解 疑 分 类 例 析 课堂对点演练 专 题 突破 第4节　趋利避害——静电的利用与防止 1．了解生活中常见的静电现象，会用所学知识解释简单的静电现象． 2．了解一些常见的静电的应用和防止的事例． 一、静电的应用 静电技术应用的原理：应用了同种电荷相、异种电荷相的原理． 主要应用：、静电除尘、、静电植绒、静电喷药、静电育种、静电杀菌和静电治病等． 静电复印机的原理：利用了静电的． 静电除尘的原理：带电粒子受到电场力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上．如果筒内充满烟雾，把两个电极接在高压电源上，烟雾很快就消失． 静电喷漆的原理：当油漆从喷枪中喷出时，喷嘴使油漆微粒带．它们相互排斥，扩散开来形成一大团漆云，被吸附在带的物体表面．这种静电喷漆的方法省漆而均匀． 二、静电的防止 印染厂里的静电的危害与防止 (1)危害：在印染厂里的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降． (2)防止：使车间里保持一定，让电荷随时放出． 雷电 (1)危害：闪电的电流可以高达几十万安培，会使建筑物严重损坏． (2)防止：在建筑物顶部安置，利用的原理，中和掉云层中的电荷． 一、尖端放电与避雷针 尖端放电原理 通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，气体分子中的正、负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离．电离后的空气中产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子． 由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动．这些高速运动的离子撞击气体分子，使更多的分子电离，这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象． 尖端放电现象的应用——避雷针 避雷针利用了尖端放电原理，使建筑物附近的云中的电荷积累不很多时就能通过避雷针的尖端放电而逐渐中和，因而不会在建筑物附近产生雷电，使其免遭雷击． 二、静电的应用和防止 静电的应用 (1)静电除尘 以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境．利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉． 静电除尘的基本原理是让粉尘带电，在电场力作用下奔向并吸附到内壁上，如图1-4-1所示是静电除尘器的原理示意图． 除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成， A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，场强越大．B附近的空气中的气体分子被强电场电离，成为电子和正离子．正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子．电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中． 静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资．如回收水泥粉尘等． (2)静电复印 静电复印可以迅速、方便地把图书、资料、文件复印下来．静电复印机的中心部件是一个可以旋转的接地的铝质圆柱体，表面镀一层半导体硒，叫做硒鼓．半导体硒有特殊的光电性质：没有光照射时是很好的绝缘体，能保持电荷；受到光的照射立即变成导体，将所带的电荷导走． 静电的防止 静电在造福人类的同时，又常常给人类带来麻烦甚至造成危害，必须积极地加以防范．防止静电危害的基本方法是尽快把静电引走，避免电荷越积越多． 如油罐车、飞机利用导体与大地接触，导走静电；在地毯中夹杂导电纤维等． 空气中湿度增大时，电荷可随时放出，能避免静电积累．工厂保持一定湿度，可以消除静电危害．潮湿的空气里，不容易做好静电实验，就是这个道理． 【典例1】 在燃气灶上常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高电压，通过高压放电的电火花点燃气体．我们看到，图1-4-2 中点火器的放电电极做成了针尖状．为什么放电电极做成针尖而不是圆头状？与此相反，验电器的金属杆上端却做成金属球而不做成针尖状，为什么？ 解析　因为针尖状的放电电极电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，极易发生尖端放电产生电火花，从而点燃气体．验电器的金属杆上端不做成针尖状就是为了避免尖端放电现象的发生． 答案　见解析 借题发挥　由于导体尖锐部分电荷分布密集，易发生尖端放电．故要让导体上的电荷尽快通过尖端放电原理放走，应将导体的某部位做得尖锐些，要让导体上的电荷尽量保存较长时间，应将导体表面做得平滑些． 【变式1】 如图1-4-3所示是模拟避雷针作用的实验装置