94 靜電的防止與利用

課時教案第九單元 第5案 總第三案課題：§9.4靜電的防止與利用【教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)】知道什么是靜電平衡狀態(tài)，理解處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特征知道處于靜電平衡的導(dǎo)體上電荷的分配規(guī)律知道尖端放電現(xiàn)象和靜電平衡現(xiàn)象【教學(xué)重點(diǎn)】處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特征【教學(xué)難點(diǎn)】1.處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特征【教學(xué)過程】引入:加油站工作人員的工作服有專門的要求，必須是防靜電面料或全棉面料，不允許穿化纖服裝上崗操作，更不允許在加油站現(xiàn)場穿脫、拍打化纖服裝，加油前還要摸一下靜電釋放器，為什么有這些要求；油罐車后面為什么要拖著一個小尾巴；下面兩個圖，一個是人站在一個用金屬網(wǎng)制成的大籠子里，外面加上高壓電，里面的人為什么會安然無恙？第二個圖是高壓線路工作人員帶電作業(yè)，為什么工作人員是安全的？帶著這些疑問我們一起來學(xué)習(xí)《靜電的防止與利用》?！拘抡n教學(xué)】一、靜電平衡教師：把金屬導(dǎo)體放到電場中，導(dǎo)體上會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？如圖示。4 C導(dǎo)體中的自由電荷在外電場的作用下會發(fā)生定向 移動，結(jié)果會在沿著電場強(qiáng)度方向的導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷。 .I?:,問題1.自由電荷移動聚集在導(dǎo)體兩端，會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？問題2.自由電荷是否會永遠(yuǎn)的定向運(yùn)動下去？a'T骨

問題2.自由電荷是否會永遠(yuǎn)的定向運(yùn)動下去？a'T骨

—■教師：自由電荷的移動會產(chǎn)生感應(yīng)電場，方移動電荷越多，感應(yīng)電場越強(qiáng)，根據(jù)電4-向與原電場方向相反，場的疊加，則合電場越弱，當(dāng)合場強(qiáng)為零時，自由電荷停止運(yùn)動，如右圖所示。這種現(xiàn)象稱為靜電平衡。越弱，當(dāng)合場強(qiáng)為零時，自由電荷停止運(yùn)動，如右圖所示。這種現(xiàn)象稱為靜電平衡。1.定義：導(dǎo)體中（包括表面1.定義：導(dǎo)體中（包括表面）沒有電荷4-定向移動的狀態(tài)，叫做靜電平衡狀態(tài)。2.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)①導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面為等勢面②內(nèi)部的場強(qiáng)處處為0，電勢處處相等③導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直3.靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)①電荷分布在導(dǎo)體的表面，內(nèi)部沒有凈電荷內(nèi)部有其它帶電體的空腔導(dǎo)體，其內(nèi)外表面均有凈電荷分布。③導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。例1.如圖所示，在真空中有兩個點(diǎn)電荷A和B，電量分別為-2.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特點(diǎn)①導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面為等勢面②內(nèi)部的場強(qiáng)處處為0，電勢處處相等③導(dǎo)體表面附近的場強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直3.靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)①電荷分布在導(dǎo)體的表面，內(nèi)部沒有凈電荷內(nèi)部有其它帶電體的空腔導(dǎo)體，其內(nèi)外表面均有凈電荷分布。③導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。例1.如圖所示，在真空中有兩個點(diǎn)電荷A和B，電量分別為-Q和+2Q，它們相距為L，如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0有W「一一L二一」…一.-二.一個半徑為r（2rVL）AB的空心金屬球，且球心位于0點(diǎn)，則球殼上的感應(yīng)電荷在0點(diǎn)處的場強(qiáng)大小為12KQ2/L2，方向為水平向右。二、靜電現(xiàn)象的防止與應(yīng)用1.靜電現(xiàn)象⑴尖端放電電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動，把空氣中的氣體分子撞散，即使分子中的正負(fù)電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。尖端放電：帶電體尖端附近的電場特別強(qiáng)，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電的現(xiàn)象。應(yīng)用：避雷針（引雷針）是利用尖端放電保護(hù)建中設(shè)施（介紹工作原理）。筑物等免遭雷擊的一(2)靜電屏蔽回顧課前的問題，人在通高壓電的金屬網(wǎng)中安然無恙，電路檢修工人帶電作業(yè)。定義：如上所示的幾種情況說明靜電屏蔽是排除或抑制靜電場干擾的措施。屏蔽的兩種情況屏蔽外電場處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，如果導(dǎo)體內(nèi)部是空腔，內(nèi)部沒有凈電荷，所以內(nèi)部場強(qiáng)也處處為零。所以可以用來屏蔽外電場，使腔內(nèi)的物體不受外電場影響。演示實驗：用帶電的金屬球靠近靜電計，然后把靜電計用金屬網(wǎng)籠子罩住，再靠近，發(fā)現(xiàn)罩住后指針不再偏轉(zhuǎn)。屏蔽內(nèi)電場⑶應(yīng)用屏蔽內(nèi)電場⑶應(yīng)用野外高壓輸電，在三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，它們與大地相連，形成一個稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。超高壓帶電作業(yè)的工人全身穿戴金屬絲做成的衣服、帽子、手套、鞋子。電子儀器設(shè)備外面的金屬罩，通訊電纜外面包的鉛皮。靜電現(xiàn)象的應(yīng)用學(xué)生閱讀教材P21內(nèi)容，了解靜電現(xiàn)象的應(yīng)用。⑴靜電除塵：利用靜電場的作用,使氣體中懸浮的塵粒帶電而被吸附，并將塵粒從煙氣中分離出來而將其去除。⑵靜電噴漆：接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力作用下，這些微粒向著正極的工件運(yùn)動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。⑶靜電復(fù)印、印刷技術(shù)：利用光電導(dǎo)敏感材料在曝光時按影像發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移而存留靜電潛影，經(jīng)一定的干法顯影、影像轉(zhuǎn)印和定影而得到復(fù)制件。⑷靜電噴涂：利用靜電吸附作用將聚合物涂料微粒涂敷在接地金屬物體上，然后將其送入烘爐以形成厚度均勻的涂層。⑸靜電紡紗：在紡紗過程中利用靜電場對