《9.4 靜電的防止與利用》教案、導學案、同步練習

靜電防止與用》教案【教學標】1．知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說出靜電平衡產(chǎn)生的條件。2．掌握靜電平衡狀態(tài)下的導體特點。3．了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應用?！窘虒W難點】掌握靜電平衡狀態(tài)下的導體特點?！窘虒W程】一、復提問、新課入教師：上為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？學生回答：略教師投影展示問題把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中再把鳥籠放入高壓電場中，鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？教師：帶著這兩個疑問，本節(jié)課我們一齊來學習《靜電的防止與利用書課題）二、新教學（一）靜電感應/

教師：把金屬導體放入電場中，導體上會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？畫圖闡述電場中的導體沿著電場強度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象叫做靜電感應。（二）靜電平衡提問：1．電子的聚集會出現(xiàn)怎樣的結果？提問：2．電子是否會永遠這樣定向運動下去？畫圖闡述當導體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動時導體達到靜電平衡狀態(tài)。提問：3．最終會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？總結：靜電平衡的條件/

通過學生們互相討論積極回答：（三）靜電平衡的特點1．處于靜電平衡狀態(tài)下的導體，內(nèi)部的場強處處為零。2．導體內(nèi)部無電場線分布，外表面處場強方向必跟該點的表面垂直。鞏固練習例1：如圖，長為L的導體棒原來不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端為R的某點當達到靜電平衡時棒上感應電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強的大小為多大？（四）靜電平衡時導體上電荷的分布的特點1．靜電平衡時導體內(nèi)部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導體的外表面。2．處于靜電平衡狀態(tài)的導體，在導體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即單位面積電荷量多圍的場強越大。3．尖端放電/

（1）導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，空氣中殘留的帶電粒子在強電場的作用下發(fā)生劇烈的運動把空氣中的氣體分子撞散即使分子中的正負電荷分離，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。（2）那些所帶電荷與導體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當于導體從尖端失去電荷，這個現(xiàn)象叫做尖端放電。（3）應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施。（五）靜電屏蔽1．靜電屏蔽的定義教師回到課前的問題：把一只小鳥放入一個用金屬網(wǎng)制成的鳥籠中再把鳥籠放入高壓電場中鳥會安然無恙嗎？如果人在金屬籠子里給籠子加上高壓電，人安全嗎？演示：處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導體的表面，如果將這個導體掏空呢？靜電平衡時，內(nèi)部沒有電荷，所以導體殼內(nèi)空腔里的電場強度也處處為0。教師：導體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩達到靜電平衡后，內(nèi)部場強處處為0，不受外部電場的影響，內(nèi)部的儀器不會受到外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。演示實驗：/

2．靜電屏蔽的應用（1電力工人高壓帶電作業(yè)全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣帽手套鞋，可以對人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。（2）三條輸電線的上方還有兩條導線，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。3．靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)（1）屏蔽外電場（2）屏蔽腔內(nèi)電場（六）靜電吸附——靜電現(xiàn)象及其應用1．靜電除塵2．靜電植絨/

3．靜電噴涂4．靜電分選5．靜電復印靜電防止與用》導學案【學習標】1．知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說出靜電平衡產(chǎn)生的條件。2．掌握靜電平衡狀態(tài)下的導體特點。3．了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應用?！緦W習難點】掌握靜電平衡狀態(tài)下的導體特點。【學習程】一、靜平衡狀態(tài)1靜電感應導體處于電場中體內(nèi)自由電荷在電場力作用下，導體兩端感應出__________電荷。2靜電平衡狀態(tài)：導體在電場中發(fā)_________現(xiàn)象內(nèi)部沒有電荷定向移動的狀態(tài)。3．特征(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部場強處處為。(2)電場線_________于導體的表面。4．導體上電荷的分布(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部沒有電荷，電荷分布在導體的_______。(2)電荷在導體表面的分布不是_________越是尖銳的地方，電荷分布/

______，附近場強_________。嘗試應1圖示中都是裝在絕緣柄上的導體帶正電后靠近B發(fā)生靜電感應。若取地球電勢為零，則（）A．導體B上任意一點電勢都為零B．導體B上任意一點電勢都為正C．導體B上任意一點電勢都為負D．導體B上右邊電勢為正，左邊電勢為負嘗試應2對于電場中處于靜電平衡狀態(tài)的導體，下列分析不正確的是（）A．導體內(nèi)部的場強處處為零B．導體內(nèi)部沒有電荷，電荷只能分布在導體的外表面C．導體內(nèi)部是外電場與感應電荷電場疊加后的合場強，其大小為零D．處于靜電平衡的導體內(nèi)部的自由電子不再運動二、尖放電1．空氣電離：電荷在導體表面尖銳位置分布_______，導體尖端附近的電場______氣中的帶電粒子在強電場的作用下劇烈運動氣體分“撞散使分子的正、負電荷__________，即發(fā)生空氣的電離。2．尖端放電：空氣電離出的異種電荷與導體尖端攜帶的電荷_______，相當于導體從尖端_________電荷，即尖端放電。3．閃電防護：雷鳴電閃時在室外的人，為防雷擊，應當遵從四條原則。一是人體應盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中。/

二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓”造成傷害。所謂跨步電壓是雷擊點附近，兩點間很大的電位差若人的兩腳分得很開分別接觸相距遠的兩點兩腳間便形成較大的電位差強電流通過人體使人受傷害。第三是不可到孤立大樹下和無避雷裝置的高大建筑體附近可手持金屬體高舉頭頂。第四是不要進水中，因水體導電好，易遭雷擊。總之，應當?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機會。嘗試應3避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是（）A．云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導入大地D．以上說法都不對三、靜屏蔽處于靜電平衡狀態(tài)的導體，內(nèi)部場強處處為__________。因此，可以利用金屬外殼或金屬網(wǎng)封閉某一區(qū)域，使該區(qū)域不再受外界電場的影響，即______________。1．屏蔽外電場2．屏蔽腔內(nèi)電場/

四、靜吸附（靜電象的其應用）1．靜電除塵2．靜電植絨3．靜電噴涂4．靜電分選5．靜電復印嘗試應4下列屬于防止靜電危害的是()A．靜電除塵B．油罐車拖鐵鏈C．靜電噴漆D．靜電復印機五、訓測試1．如圖所示，棒上均勻分布著正電荷，它的中點正上方有一P點，則P點的場強方向為（）A．垂直于AB向上B．垂直于AB向下C．平行于AB向左/

D．平行于AB向右2．金屬球殼原來帶有電荷，而驗電器原來不帶電，如圖所示，現(xiàn)將金屬球殼內(nèi)表面與驗電器的金屬小球相連，驗電器的金屬箔（）A．不會張開B．一定會張開C．先張開后閉合D．可能會張開3．每到夏季，我省各地紛紛進入雨季，雷雨等強對流天氣頻繁發(fā)生．當我們遇到雷雨天氣時，一定要注意避防雷電．下列說法正確的是（）①不宜使用無防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭②不要接觸天線、金屬門窗、建筑物外墻，遠離帶電設備③固定電話和手提電話均可正常使用④在曠野，應遠離樹木和電線桿A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④4如圖所示一導體AB放在一負電荷的電場中導體與大地是絕緣的，當導體處于靜電平衡時，（1）比較A點和B點場強大小。（2）比較A、B端外表面場強大小。答案1．A2．B3．B4）A點和B點場強均為零，E＝EAB（2）利用電場線分布可知A端分布密，’>E’A

B10/

靜電防止與用》同步練1電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的下列說法正確的是()A.銅絲編織的衣服不易拉破B.電工被銅絲衣服所包裹,比較柔軟便于操作C.電工被銅絲衣服所包裹,使體內(nèi)電場強度為零D.銅線電阻小,能對人體起到保護作用解析高壓線路的檢修人員在進行高壓作業(yè)時要穿上用銅絲網(wǎng)制成的高壓作業(yè)服,相當于把人體用銅絲網(wǎng)罩起來。這樣,部電場就不會影響到人體,從而避免了感應電場對人體的傷害。故選項C正確。答案C2一個不帶電的空心金屬球在它的球心處放一個正電荷,其電場分布是下圖中的()解析正電荷放在空心金屬球球心,球殼由于靜電感應帶電,內(nèi)表面帶負電,外表面帶正電,因為電場線從正電荷出發(fā),到無窮遠或負電荷終止球殼金屬內(nèi)部電場強度的矢量和處處為零,所以選項B正確。答案B3在電荷量為-Q的點電荷的電場中一個金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)若圓盤與點電荷在同一平面內(nèi),則盤上感應電荷在盤中點所產(chǎn)生的附加電場強度E'的方向是圖中的()11/

解析處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部電場強度處處為零故感應電荷在盤中A點產(chǎn)生的附加電場強度應與該點電荷在A點產(chǎn)生的電場強度等大反向,選項A正確。答案A4(多選)如圖所示,在真空中把一絕緣導體向帶負電的小P緩靠近(不相碰),下列說法正確的是()A.B端的感應電荷越來越多B.導體內(nèi)電場強度越來越大C.導體的感應電荷在M點產(chǎn)生的電場強度大于在N點產(chǎn)生的電場強度D.導體的感應電荷在M、點產(chǎn)生的電場強度相等解析絕緣導體緩緩靠近小球P時小球P上的負電荷在絕緣導體所在區(qū)域產(chǎn)生的電場增強,將會有更多的自由電子向絕緣導體的B端移動,B的感應電荷越來越多,選項A確;絕緣導體始終處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部電場強度始終為零選項B錯誤;導體上感應電荷在導體上某點產(chǎn)生的電場的電場強度大小等于小球P的負電荷在該點產(chǎn)生的電場的電場強度,故選項C正確,D錯誤。12/

答案AC5.(多選)如圖所示,接地的金屬板右側(cè)有固定的點電荷,、b點是金屬板右側(cè)表面的兩點,其中a到+距離較小。下列說法正確的是()A.由于靜電感應,金屬板右側(cè)表面帶負電左側(cè)表面帶正電B.由于靜電感應,金屬板右側(cè)表面帶負電左側(cè)表面不帶電C.a、兩點的電場強度等于零D.a點的電場強度比b點的電場強度要大一些解析金屬板若不接地,右側(cè)表面將有感應的負電荷,左側(cè)表面將有感應的等量正電荷,現(xiàn)金屬板接地,靜電平衡時左側(cè)表面不帶電所以選項A錯誤,選B正確。金屬板接地時,右側(cè)表面上仍有感應負電荷而且a附近的電荷面密度(單位面積上的電荷量)比b點附近的電荷面密度要大些,電場線也密一些,電場強度要大些,D正確處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部電場強度為零外表面電場強度不為零,C錯誤。答案BD6如圖為靜電除塵器除塵機理的示意圖。塵埃在電場中通過某種機制帶電在靜電力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除