靜電的利用與防護(hù) 高一下學(xué)期物理教科版（2019）必修第三冊(cè)

第一章

靜電場(chǎng)第7節(jié)靜電的利用與防護(hù)

自然界到處都有靜電。生活中的穿衣、脫衣、運(yùn)動(dòng)等過(guò)程都可能產(chǎn)生靜電。在加油站給車加油前，為什么要觸摸一下靜電釋放器？靜電有其有利的一面，也有有害的一面，做好靜電的防止和利用就顯得尤為重要。如圖是我們前面接觸過(guò)的感應(yīng)起電機(jī)，用它可以模擬閃電的形成，那是由于電荷積累過(guò)多而產(chǎn)生很高的電壓，導(dǎo)致空氣被擊穿而形成的瞬時(shí)放電。我們給它的一個(gè)金屬小球裝上一個(gè)金屬尖端，快速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，卻再也看不到火花放電了，為什么？01靜電討論與交流：靜止的電荷稱為靜電。結(jié)合電場(chǎng)的相關(guān)知識(shí)，你能解釋靜電的產(chǎn)生機(jī)理嗎？靜電有什么特點(diǎn)？物體帶電后，其周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)中電勢(shì)不同的兩點(diǎn)間存在電壓一般物體相互摩擦后所帶的電荷量很少，只有微庫(kù)量級(jí)，但是形成的電壓卻很高。電壓高到一定程度，就會(huì)擊穿周圍的空氣而發(fā)生火花放電，如果電流通過(guò)人體，就會(huì)產(chǎn)生電擊的感覺(jué)。由于帶電量少，放電的時(shí)間短，釋放能量不多，一般不會(huì)對(duì)人體造成傷害。帶電體的絕緣性能越好，電荷越容易積累，產(chǎn)生的電壓就會(huì)越高同時(shí)，絕緣性能越好的物體一旦帶上靜電，電荷的泄露速度越慢，其危害性就越大。班級(jí)在布置元旦晚會(huì)的會(huì)場(chǎng)，需要把氣球布置到墻上和黑板上，你有什么好辦法嗎？氣球吹起后把它與窗戶上的玻璃、黑板等摩擦幾下，會(huì)產(chǎn)生靜電，且?guī)М惙N電荷，異種電荷相互吸引，所以氣球會(huì)“沾”在玻璃、黑板上02靜電的利用設(shè)法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達(dá)電極而被收集起來(lái)，這就是靜電除塵。靜電除塵原理1.靜電除塵▲B(niǎo)附近的空氣中氣體分子被電離▲電子在向著正極A運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，遇到油煙中的小油滴，會(huì)使油滴帶負(fù)電▲帶負(fù)電的小油滴在靜電力的作用下，向著正極A運(yùn)動(dòng)，最后被吸附到正極A上++--+--+小油滴小油滴++++----小油滴小油滴++++----2.靜電噴漆接負(fù)高壓的涂料霧化器-----------------++++工件▲用接負(fù)高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負(fù)電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。3.激光打印機(jī)傳送指令硒鼓旋轉(zhuǎn)帶負(fù)電靜電潛像吸引墨粉打印紙吸走墨粉墨粉黏結(jié)在紙上硒鼓稱為絕緣體4.靜電復(fù)印▲利用有機(jī)光導(dǎo)體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應(yīng)的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉(zhuǎn)印到紙上。03靜電的危害討論交流：你知道為什么用化纖布料制成的衣物容易吸附灰塵嗎？秋冬時(shí)節(jié)，空氣干燥。化纖衣服摩擦產(chǎn)生靜電，但是由于空氣干燥，所以靜電沒(méi)有途徑流走，積留在衣服上，所以會(huì)吸附灰塵。靜電有時(shí)給人類生活和生產(chǎn)帶來(lái)很多危害和麻煩。由于靜電極易產(chǎn)生并且形成較高的電壓，因此靜電危害極為常見(jiàn)。1.雷雨云的雷鳴電閃可能造成人畜傷亡，擊毀樹(shù)木房屋、造成停電、釀成飛行事故、干擾無(wú)線電通信。2.引起爆炸和火災(zāi)在存放易燃易爆品或產(chǎn)生粉塵、油霧較多的生產(chǎn)場(chǎng)所，靜電火花極易點(diǎn)燃這些易燃物質(zhì)，引起爆炸和火災(zāi)。3.引起電子設(shè)備故障造成電磁干擾，靜電放電可能導(dǎo)致火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗，干擾航天飛行器的運(yùn)行4.擊穿集成電路和精密的電子元件5.靜電在工業(yè)中的危害電子工業(yè)吸附灰塵，造成集成電路和半導(dǎo)體的污染，降低成品率塑料工業(yè)使片材或薄膜收卷不齊，影響品質(zhì)造紙印刷工業(yè)紙張收卷不齊，套印不準(zhǔn)，吸污嚴(yán)重，甚至紙張黏結(jié)，影響生產(chǎn)紡織工業(yè)造成根絲飄動(dòng)、纏花斷頭、紗線糾結(jié)煤炭工業(yè)引起瓦斯爆炸，導(dǎo)致礦井報(bào)廢，甚至造成人員傷亡靜電引起的危害給人類帶來(lái)巨大的損失，因此預(yù)防靜電可能產(chǎn)生的各種危害受到各界的高度關(guān)注。依照不同企業(yè)和不同作業(yè)對(duì)象的實(shí)際情況，制訂相應(yīng)的對(duì)策和措施。1.導(dǎo)走多余電荷，避免靜電積累。04靜電危害的防治2.調(diào)節(jié)空氣的濕度也是防治靜電危害的有效辦法3.在易燃易爆氣體和粉塵聚集的場(chǎng)所保持良好的通風(fēng)、消除靜電火花的引爆條件使十分重要的防靜電措施。4.給導(dǎo)體加一個(gè)金屬尖端，就能把積累的電荷由尖端放走，這稱為尖端放電。拓展：導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動(dòng)，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(gè)現(xiàn)象叫做空氣的電離。那些所帶電荷與導(dǎo)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(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這個(gè)現(xiàn)象叫做尖端放電。1.(多選)下列關(guān)于靜電的說(shuō)法中正確的是(

)A.靜電植絨是利用異種電荷相吸引而使絨毛吸附在底料上B.靜電空氣清新器是消除靜電的電器C.電療針灸是靜電在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用D.飛機(jī)輪胎用導(dǎo)電橡膠制成,是為了避免靜電對(duì)飛機(jī)造成危害AD2.《漢書(shū)·西域記》中有“元始中(公元3年)……矛端生火”的記載。晉代《搜神記》中也有相同記述:“戟鋒皆有火光,遙望如懸燭。”《光緒嘉興府志》記載:“萬(wàn)歷三十九年六月三十日,夜,東塔放金光,若流星四散。”關(guān)于這些記載,下列說(shuō)法正確的是(

)A.“矛端生火”是說(shuō)長(zhǎng)矛的一端著火了B.“戟鋒皆有火光”可能是反射的星光C.“東塔放金光”說(shuō)的應(yīng)該是閃電D.這些都是記載的歷史上的尖端放電現(xiàn)象D3.在醫(yī)療手術(shù)中,為防止麻醉劑乙醚爆炸,地磚要用導(dǎo)電材料制成,醫(yī)生、護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和棉布外套,一切設(shè)備要良好接地,甚至病人身體也要良好接地,這樣做是為了(

)A.消除靜電 B.除菌消毒 C.應(yīng)用靜電 D.屏蔽靜電A4.(多選)如圖1,高大建筑物上通常都裝有避雷針,雷雨天氣時(shí)避雷針發(fā)生尖端放電現(xiàn)象,中和空氣中的電荷,達(dá)到避免雷擊的目的。圖2是某次避雷針?lè)烹姇r(shí)的電場(chǎng)線分布,電場(chǎng)線關(guān)于直線ac對(duì)稱。下列說(shuō)法