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《静电的防止与利用》教案

核心素养点击

物理观念

(1)知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的导体特点。(2)知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其成因。

科学思维

会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的电场强度。

科学探究

(1)观察演示实验并对实验现象分析，体会运用所学知识进行分析推理的方法。

(2)查阅并搜集资料，了解静电屏蔽在技术和生活中的应用。

科学态度与责任

能对公众利用和防护静电的一些行为发表自己的观点，有进行科学普及的兴趣和责任感。

eq\a\vs4\al(一、静电平衡与尖端放电)

1．填一填

(1)静电平衡

放入电场中的导体，由于静电感应，导体两侧出现异种电荷，而感应电荷在导体内部产生的电场与原电场反向，使导体内部的电场减弱，当导体内部各点的电场强度为0时，导体内的自由电荷不再发生定向移动，这时导体就达到静电平衡状态。

(2)导体处于静电平衡状态时，其内部的电场强度处处为0。

(3)尖端放电

①在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，周围的电场强度越大。

②电离：导体尖端周围的强电场使空气中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离的现象。

③尖端放电：导体尖端周围被强电场电离的粒子中，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，相当于导体从尖端失去电荷的现象。

④应用：建筑物的顶端安装上避雷针以达到避免雷击的目的；高压设备中导体的表面尽量光滑，以减少电能损失。

2．判断

(1)放入电场中的导体两侧出现异种电荷是静电感应导致的。(√)

(2)处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为0。(√)

(3)带电导体尖端电荷密度大，周围电场强度也大。(√)

3．选一选

处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是()

A．导体内部无任何电场

B．外电场不能进入导体内部

C．所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零

D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零

解析：选D导体内部电场强度处处为零是由于感应电荷的电场与外电场叠加的结果，故D正确。

eq\a\vs4\al(二、静电屏蔽与静电吸附)

1．填一填

(1)静电屏蔽

①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。

②静电屏蔽：放入电场中的导体壳，由于静电感应，壳内电场强度为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。

③应用：把电学仪器放在封闭的金属壳或金属网里；野外三条高压输电线上方架设两条导线，与大地相连，把高压输电线屏蔽起来。

(2)静电吸附

①静电除尘：设法使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来。

②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。

③静电复印：复印机的核心部件是有机光导体鼓，在没有光照时是绝缘体，有光照时是导体。复印机复印的工作流程：充电、曝光、显影、转印、放电。

2．判断

(1)把仪器放在金属网内和放在封闭的金属壳内能起到同样的静电屏蔽作用。(√)

(2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。(×)

(3)飞机轮上装上拖地线，油罐车后面拖条铁链，都是把静电导入大地。(√)

3．想一想

把手机放在不锈钢快餐杯中并用盖子盖住，手机还能接通吗？如果放在塑料饭盒中呢？试一试并解释其中的原因。

提示：手机放在塑料饭盒中能够接通，放在不锈钢快餐杯中不能接通。这是因为不锈钢快餐杯能够形成静电屏蔽，手机无法接收到外界的电磁信号，所以不能接通。

eq\a\vs4\al(主题探究?一?)eq\a\vs4\al(对静电平衡的理解)

[问题驱动]

如图9.4-1所示，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，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？

提示：自由电子受外加电场的电场力作用而移动，向着与电场相反的方向定向移动。

(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？图9.4-1

提示：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。

【重难释解】

1．静电平衡状态的实质

由于静电感应，在导体两侧出现等量异种的感应电荷，感应电荷在导体内部形成与原电场E0反向的电场E′，在导体内任一点E′＝－E0，使得合电场强度E内＝0。

2．对孤立带电导体的理解

对一孤立带电导体，可视为导体处于自己所带电荷的电场中，达到静电平衡时，也有两个基本特点：一是导体