學案靜電的利用與防護

8/8靜電的利用與防護【學習目標】了解尖端放電、靜電噴涂等現(xiàn)象及其應用?！緦W習重點】了解如何防止靜電危害?！緦W習難點】運用電場有關知識，分析、推理出靜電現(xiàn)象的成因【學習過程】自主預習探新知知識梳理一、靜電的應用1．靜電噴涂：利用靜電作用使霧化涂料微粒在高壓電場作用下帶上負電荷，并吸附于帶正電荷的被涂物的涂裝技術。2．靜電除塵：利用電荷相互作用的性質，把帶有不同電性的粉塵從煙氣中分離出來，再分類處理的過程。3．靜電復?。豪谜?、負電荷的吸引力進行油墨轉移的印刷方式。4．靜電植絨：利用同種電荷相到排斥，異種電荷相互吸引的性質，通過使絨毛帶上負電荷，令絨毛被吸引到帶正電的被植體表面上。5．尖端放電：導體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當于導體從尖端失去電荷的現(xiàn)象。二、防止靜電危害防止靜電產(chǎn)生措施：一是控制靜電的產(chǎn)生，可以采用起電較少的設備材料；二是把產(chǎn)生的電荷盡快導走，最簡單的方法就是用導線把設備接地，這樣可以把電荷導入大地，避免靜電積累?；A自測1．正誤判斷（正確的打“√”，錯誤的打“×”)（1）靜電噴漆時，當油漆從噴槍噴出時，油漆微粒帶正電，物體也帶正電，相互排斥而擴散開來。 （×）（2）靜電噴漆時，當油漆從噴槍噴出時，油漆微粒帶負電，物體帶正電，相互吸引而被物體吸附。 （×）（3）靜電噴漆時，從噴槍噴出的油漆微粒帶正電，相互排斥而擴散開來，被吸附到帶負電的物體上。 （√）（4）手機一般裝有一根天線是為了利用靜電。 （×）（5）家用電器如洗衣機接有地線是為了利用靜電。 （×）2．（多選）一帶負電絕緣金屬小球放在潮濕的空氣中，經(jīng)過一段時間后，發(fā)現(xiàn)該小球上凈電荷幾乎不存在，這說明（）A．小球上原有的負電荷逐漸消失了B．在此現(xiàn)象中，電荷不守恒C．小球上負電荷減少的主要原因是潮濕的空氣將電子導走了D．該現(xiàn)象是由于電子的轉移引起，仍然遵循電荷守恒定律CD[根據(jù)電荷守恒定律，電荷不能消滅，也不能創(chuàng)生，只會發(fā)生轉移，故A錯誤；此過程中電荷仍然守恒，電荷沒有消失，只是被潮濕的空氣導走而已，仍然遵循電荷守恒定律，故B錯誤；金屬小球上的負電荷減少是由于潮濕的空氣將電子導走了，故C正確；該現(xiàn)象是潮濕的空氣將電子導走了，是電子的轉移引起，仍遵守電荷守恒定律。故D正確。]3．如圖是某款家用空氣凈化器及其原理示意圖，污濁空氣通過過濾網(wǎng)后塵埃帶電。圖中充電極b、d接電源負極，集塵極a、c、e接電源正極（接地）下列說法正確的是（）A．通過過濾網(wǎng)后空氣中的塵埃帶負電B．塵埃在被吸附到集塵極e的過程中動能增大C．c、d兩個電極之間的電場方向豎直向上D．塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做負功AB[塵埃經(jīng)過過濾網(wǎng)后被正極吸引，所以塵埃帶負電，故A正確；塵埃在被吸附到集塵極e的過程中電場力做正功，動能增大，故B正確；因為充電極b、d接電源負極，集塵極a、c、e接電源正極，所以c、d兩個電極之間的電場方向豎直向下，故C錯誤；塵埃被吸附到集塵極a的過程中所受電場力做正功，故D錯誤。]合作探究攻重難考點1靜電的產(chǎn)生情境引入助學助教雷電現(xiàn)象在夏天常見，你知道是怎么回事嗎？云層為什么會帶電？打雷是怎么回事？提示：水蒸氣在空間運動時，會因摩擦而使云層帶電，打雷指的是兩塊帶異種電荷的云之間如果有了足夠大的電壓就會產(chǎn)生劇烈的火花放電，產(chǎn)生幾十萬安培的瞬間電流。電流生熱使空氣發(fā)光，叫作閃電；空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，叫作雷聲。靜電的產(chǎn)生是由于不同的物體相互接觸或摩擦時，一個物體失去一些電子而帶正電，電子轉移到另一物體上使其帶負電。若在物體分離的過程中電荷難以中和，積累在物體上的電荷就形成了靜電?！纠?】陰極射線管電視機的玻璃熒光屏表面經(jīng)常有許多灰塵，這主要是因為（）A．灰塵的自然堆積B．電視機工作時，屏表面溫度較高而吸附C．灰塵玻璃有較強的吸附灰塵的能力D．電視機工作時，屏表面有靜電而吸附灰塵D[灰塵的自然堆積，但不是主要原因，故A錯誤；電視機工作時，屏表面溫度較高而吸附，但不是主要原因，主要原因是靜電吸附灰塵，故B錯誤；灰塵玻璃有較強的吸附灰塵的能力，故C錯誤；陰極射線管電視機的工作原理：陰極射線管發(fā)射的電子打在電視機的玻璃熒光屏上，而顯示圖像。由于屏表面有靜電而吸附灰塵，故表面經(jīng)常有許多灰塵，故D正確。]eq\o([跟進訓練])1．人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵，這是因為（）A．人造纖維的導電性好，容易吸引灰塵B．人造纖維的導電性好，容易導走靜電，留下灰塵C．人造纖維的絕緣性好，不易除掉灰塵D．人造纖維的絕緣性好，容易積累靜電，吸引灰塵D[人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵是由于人造纖維易帶電，使灰塵產(chǎn)生靜電感應而被吸引。而易帶電的原因是絕緣性好，不易導走靜電而使電荷積累，所以D正確。]考點2靜電的應用情境引入助學助教油罐車上常拖有一條鐵鏈，紡織車間中的地毯都織有金屬絲，你知道這是為什么嗎？提示：通過接地放電防止物體上過量積累電荷，而導體與大地連接，把電荷導入大地進行放電，這樣能有效防止靜電的危害。目前靜電在各種產(chǎn)業(yè)和日常生活中有著重要的應用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電分選、靜電復印、激光打印、噴墨打印等。所依據(jù)的基本原理幾乎都是讓帶電的物質微粒在電場力作用下奔向并吸附到電極上。鎖住黑煙原理：1．原理圖（如圖）2．基本構造：金屬筒A和懸在管中的金屬絲B，A接高壓電源正極，B接高壓電源負極。3．原理：A、B之間產(chǎn)生強電場，距B越近，場強越大，B附近的空氣中的氣體分子被電離，成為電子和正離子。正離子被吸到B上，得到電子又成為分子；電子在向正極運動的過程中，使煙氣的煤粉帶負電，吸附到正極A上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中。4．應用：靜電除塵可除去有害的微粒，也可以回收物資，如回收水泥粉塵?！纠?】（多選）如圖所示是靜電除塵的原理示意圖，A為金屬管，B為金屬絲，在A、B之間加上高電壓，使B附近的空氣分子被強電場電離為電子和正離子，電子在向A極運動過程中被煙氣中的煤粉俘獲，使煤粉帶負電，最終被吸附到A極上，排出的煙就比較清潔了。有關靜電除塵的裝置，下列說法正確的是（）A．金屬管A應接高壓電源的正極，金屬絲B接負極B．金屬管A應接高壓電源的負極，金屬絲B接正極C．C為煙氣的進氣口，D為排氣口D．D為煙氣的進氣口，C為排氣口AC[靜電除塵的理解：強電場把空氣電離成電子和帶正電的空氣分子，電子極小易被粉塵吸附，而空氣分子較大不易被粉塵吸附。由于電子易被粉塵吸附，在B處空氣被電離后，如果正電荷向A極運動，即A為負極，此過程中正電荷不易被粉塵吸附，故達不到除塵的目的；如果A極為正極，則電子由B向A運動，此過程中電子極易被粉塵吸附，使得粉塵向A極運動而達到除塵的目的，所以A項正確。]eq\o([跟進訓練])2．如圖所示為靜電除塵裝置示意圖，它由金屬管A和管中金屬絲B組成。有關靜電除塵的原理，以下說法正確的是（）A．A接高壓電源負極，B接高壓電源正極B．煤粉等煙塵吸附電子后被吸在B上C．靠近B處電場強度大，B附近空氣被電離成陽離子和電子D．煤粉等煙塵在強大電場作用下電離成陰、陽離子，分別吸附在B和A上C[在靜電除塵器中，通過除塵器中的金屬絲與金屬管間直流高壓，在金屬絲附近產(chǎn)生極強的電場，該強電場附近將空氣電離成正離子及電子，煤粉吸收電子后，在電場力的作用下被吸附到金屬管的內壁上。根據(jù)金屬絲與金屬管間電場線的分布可分析出靠近金屬絲處場強比靠近金屬管處的電場強度大。]考點3靜電的防止情境引入助學助教在印染車間，為了保證花布的印染質量，通常是使車間內的濕度大一些，為什么？提示：在印染車間，由于在印染過程中布與機械間的相對運動，造成摩擦，摩擦產(chǎn)生的靜電會吸引輕小的物體，就會使空氣中的一些漂浮物吸附在印制好的花布上，使印染的效果大打折扣，因此要消除靜電對印染質量造成的影響，就必須將因摩擦而產(chǎn)生的靜電荷導走，在車間里最好的方法就是使空氣潮濕，摩擦產(chǎn)生的靜電直接對空氣放電，就可以消除靜電的影響。1．靜電的危害（1）影響產(chǎn)品的質量。（2）妨礙電子器件的正常工作甚至損壞某些部件。（3）由于火花放電而引起火災或爆炸。2．防止靜電危害的基本方法（1）把產(chǎn)生的靜電迅速導走，以避免靜電積累。（2）通過工藝控制減少因摩擦產(chǎn)生的靜電。（3）靜電接地，增加濕度，非導電材料的抗靜電處理（在非導電材料中添加導電材料，制成抗靜電材料）。3．油罐車上常拖有一根鐵鏈，它一端與油罐相連、一端拖在地上。在油罐車中因摩擦產(chǎn)生的靜電就通過這根鐵鏈及時導入大地，從而避免靜電的積累。飛機的輪胎用導電橡膠制造，也是方便在著陸時把機身的靜電引入大地?！纠?】（多選）下列措施中，哪些能將產(chǎn)生的靜電盡快導走（）A．飛機輪子上的搭地線B．印染車間保持濕度C．復印圖片D．電工鉗柄裝有絕緣套AB[A、B項是把靜電導走，C項是利用靜電，D項電工鉗柄上套有絕緣手套，是為了絕緣防止電工觸電。]eq\o([跟進訓練])3．關于靜電的利用和防范，以下說法正確的是（）A．印染廠應保持環(huán)境干燥，避免靜電積累帶來的潛在危害B．油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸C．飛機起落架的輪胎用絕緣橡膠制成，可防止靜電積聚D．手術室的醫(yī)生和護士都要穿絕緣性能良好的化纖制品，可防止麻醉藥燃燒B[印染廠的車間，有大量靜電產(chǎn)生，因此要保持潮濕，這樣才能及時將靜電導走，故A錯誤；油罐車在運動的過程中，由于里面的油在晃動，也會摩擦產(chǎn)生靜電，后面拖一條的鐵鏈就可以及時的把產(chǎn)生的靜電導走，避免產(chǎn)生電火花引起爆炸，故B正確；飛機上的著地輪裝有搭地線或用導電橡膠做輪胎，是為了及時地把飛機在飛行過程中由于摩擦而產(chǎn)生的電荷通過導體而轉移給大地，以免發(fā)生放電現(xiàn)象，保證飛機和乘客的安全，故C錯誤；絕緣性能良好的化纖制品的衣服不能及時把靜電導入大地，容易造成手術事故，故D錯誤。]當堂達標固雙基1．下列關于靜電的說法中錯誤的是（）A．靜電植絨是利用異種電荷相互吸引而使絨毛吸附在底料上B．復印機是利用異種電荷相互吸引而使碳粉吸附在紙上C．電療針灸是靜電在醫(yī)學上的應用D．飛機輪胎用導電橡膠制成，是為了避免靜電對飛機造成的危害C[靜電植絨和復印機是利用異種電荷間的吸引力來工作的，屬于靜電的利用；飛機在起飛和降落時與地面有摩擦，利用導電橡膠制成輪胎可以把靜電導走；電療針灸是利用經(jīng)絡學原理，生物電效應對人體進行保健和輔助治療，故應選C．]2．下列措施中不是利用靜電作業(yè)的是（）A．靜電復印 B．靜電除塵C．靜電噴涂 D．高樓頂端安裝避雷針D[復印機復印文件資料，就是利用靜電墨粉成在鼓上。故A屬于靜電的利用；靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負電，顆粒向電源正極運動。故B屬于靜電的利用；噴槍噴出的油漆微粒帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負電，對霧狀油漆產(chǎn)生引力，把油漆吸到表面。故C屬于靜電應用；在高樓頂端安裝避雷針屬于防止靜電造成危害，D屬于靜電的防止，不屬于靜電應用；故D符合題意。]3．下列措施是為了防止靜電產(chǎn)生的危害？（）A．在高大的建筑物頂端裝上避雷針B．靜電復印C．在高大的煙囪中安裝靜電除塵器D．靜電噴漆A[當打雷的時候，由于靜電的感應，在高大的建筑物頂端積累了很多的靜電，容易導致雷擊事故，所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以把雷電引入地下，保護建筑物的安全，屬于靜電防止，故A正確；靜電復印是利用靜電現(xiàn)象將墨粉印在紙上，屬于靜電的應用，故B錯誤；靜電除塵時除塵器中的空氣被電離，煙霧顆粒吸附電子而帶負電，顆粒向電源正極運動，屬于靜電應用，故C錯誤。靜電噴漆采用靜電作用給金屬等物體噴上均勻的漆，故屬于靜電的應用，故D錯誤；故選A．]4．靜電現(xiàn)象在自然界中普遍存在，下列不屬于靜電現(xiàn)象的是（）A．冬天睡覺脫毛衫時，常常會聽到噼里啪啦的響聲B．梳過頭發(fā)的塑料梳子會吸起紙屑C．將閉合小線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流D．將一絕緣枕形導體靠近帶電小球時，枕形導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷C[睡覺脫毛衫時衣服與頭發(fā)摩擦會產(chǎn)生靜電，常常會聽到噼里啪啦的響聲，是靜電現(xiàn)象，選項A不符合題意；梳子與頭發(fā)摩擦會產(chǎn)生靜電，吸起紙屑，是靜電現(xiàn)象，選項B不符合題意；線圈接近通電線圈過程中，小線圈中產(chǎn)生電流屬于電磁感應現(xiàn)象，不屬于靜電現(xiàn)象，選項C符合題意；將一絕緣枕形導體靠近帶電小球時，枕形導體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，也是靜電現(xiàn)象，