人教版高中物理必修第三册精品课件 第九章 静电场及其应用 4.静电的防止与利用.ppt

四、静电吸附1.在电场中,带电粒子受到的作用,向着电极运动,最后被吸附在电极上。?2.应用:静电除尘,静电喷漆,静电复印。静电力易错辨析判一判(1)静电平衡时,导体内的自由电子不再定向移动。()(2)静电平衡时导体内部电场强度为0。()(3)高压带电作业工人的衣服里的金属丝,是为了增加衣服强度。()(4)夜间高压线周围有时会出现一层绿色光晕,这是尖端放电现象。()(5)三条高压输电线上方的两条接地导线,起到静电屏蔽作用。()√√×高压带电作业的工人所穿衣服的织物中掺入金属丝是为了起到一定的静电屏蔽作用。√√(6)油罐车车尾拖在地上的铁链,它的作用是避免静电造成的危害。()(7)燃气灶和燃气热水器中安装了电子点火器,点火器的放电电极是钉尖形,这是利用了尖端放电现象。()(8)运送精密的电学仪器时,常常将它放在密封的金属壳内,这是利用了静电屏蔽的作用。()√√√即学即用练一练1.用反证法说明静电平衡状态的导体内部电场强度处处为零。答案如果静电平衡时导体内部的电场强度不为0,那么自由电子就要在静电力的作用下做定向移动,那就不是静电平衡状态了。2.下列说法不正确的是()A.避雷针避雷的原理是尖端放电能将云层中的电荷中和B.为了美观,通常把避雷针顶端设计成球形C.验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状,这是为了防止尖端放电D.为了避免因尖端放电而损失电能,高压输电导线表面要尽量光滑答案B解析避雷针利用尖端放电的原理来避雷,必须做成针状,不能做成球形,带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,中和云层中的电荷,A正确,B错误;验电器的金属杆上端固定一个金属球而不是做成针尖状,这是为了防止尖端放电,C正确;高压输电导线表面要尽量光滑,这样可以避免因尖端放电而损失电能,D正确。重难探究?能力素养全提升探究一静电平衡【情境探究】如图所示,把一个不带电的金属导体放到电场中,导体内的自由电子将发生定向移动,从而使导体两端出现等量异种电荷。请思考下列问题:(1)自由电子定向移动的原因是什么?定向移动的方向如何?(2)自由电子能否永无休止地定向移动?为什么?要点提示(1)自由电子受外加电场的静电力作用而移动,向着与电场相反的方向定向移动。(2)不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向,阻碍电子的定向移动,当这两个电场大小相等时,电子的定向移动终止。【知识归纳】静电平衡状态导体的三个特点1.导体内的自由电荷不再发生定向移动。2.处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处处为零。3.处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面,导体内部没有净剩电荷。形状不规则的导体外表面,电荷分布不均匀,电场强度也不相等。越尖锐的位置,电荷的密度越大,周围的电场强度越大。要点笔记一个孤立的带电导体,在自身所带电荷的电场中,处于静电平衡状态,具有静电平衡的所有特点。【应用体验】例题1(2021河北衡水中学月考)矩形金属导体处于正点电荷Q产生的电场中,静电平衡时感应电荷产生的电场在导体内的电场线分布情况正确的是()答案A解析导体处于静电平衡状态时,导体内部电场强度处处为0,感应电荷在导体内部某处产生的电场与场源电荷Q在此处产生的电场的电场强度大小相等,方向相反,A正确。规律方法求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的电场强度的方法(1)先求出外电场电场强度E外的大小和方向。(2)由于导体处于静电平衡状态,故满足静电平衡条件E合=0。(3)由E外+E感=0,求出感应电场E感的大小和方向。探究二尖端放电和静电屏蔽【情境探究】避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施,其原理是什么?要点提示当带电的雷雨云接近建筑物时,由于静电感应,金属棒出现与云层相反的电荷。通过尖端放电,这些电荷不断向大气释放,中和空气中的电荷,使建筑物避免雷击。【知识归纳】1.尖端放电导体尖端电荷密度大,周围的电场强度大,把周围的空气电离,带电粒子在强电场的作用下加速撞击空气中的其他分子使它们进一步电离,所带电荷与导体尖端电性相反的粒子被吸引而奔向尖端与尖端上的电荷中和。2.静电屏蔽(1)静电屏蔽的实质:静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象,使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为0,好像是金属壳将外电场“挡”在外面,即所谓的屏蔽作用,其实是壳内两种电场并存,矢量和为0而已。(2)静电屏蔽的两种情况类别导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部图示??实现过程因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔