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9.4 靜電的防止與利用
第九章 靜電場及其應用
1.理解靜電平衡狀態的形成過程，知道處于靜電平衡的導體內部電場強度處處為0。
2.了解尖端放電、靜電屏蔽現象，了解靜電的防止的原理。
3.知道靜電吸附原理，了解靜電吸附在靜電除塵等技術中的應用。
4.關注生活、生產中的靜電現象，體會物理學與生產和生活的緊密聯系。
學習目標
自然界到處都有靜電。生產中的攪拌、擠壓、切割等活動，生活中的穿衣、脫衣、運動等過程都可能產生靜電。在加油站給車加油前，為什么要觸摸一下靜電釋放器？
導入新課
1.靜電感應現象
把金屬導體放在外電場E0中，由于導體內的自由電子受電場力作用而定向移動，使導體兩端出現等量異種電荷的現象。
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一、靜電平衡
2.靜電平衡
A
B
C
D
E0
自由電荷在靜電力作用下發生定向移動。
把一個不帶電的金屬導體ABCD放到電場強度為 E0 的電場中。
A
B
C
D
E0
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E′
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+
導體兩端的感應電荷在導體內部產生附加場，場強為E′，方向與E0 方向相反。
A
B
C
D
E0
E=0
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靜電平衡狀態的形成過程
E =E0+ E感′
當E合=0時，自由電子不再發生定向移動。
⑴定義：
⑵靜電平衡條件
A
B
C
D
E0
E=0
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+
+
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靜電平衡
導體內部：E=0
E=E0+ E感′=0
發生靜電感應的導體，當感應電荷產生的附加電場E′和原電場E0在導體內疊加為零，即 E =0時，自由電子停止定向移動，這時導體所處的狀態叫靜電平衡狀態。
條件：導體內部的場強處處為零
C
針對練 如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡時，下列說法正確的是 （　　）
A．A、B兩點電場強度相等，且都不為零
B．A、B兩點的電場強度不相等
C．感應電荷產生的附加電場的電場強度大小EA＞EB
D．當開關S閉合時，電子沿導線向大地移動
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1.靜電平衡時導體上電荷的分布特點
⑴導體內部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面。
⑵在導體表面，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。
二、尖端放電
概念：導體尖端的電荷密度很大，附近的場強很強，帶電粒子劇烈運動，并與空氣分子碰撞從而使空氣的分子中正負電荷分離的現象叫做空氣的電離。
⑴原理
2.尖端放電
●空氣的電離
●尖端放電
概念：空氣電離后，所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，這相當于導體從尖端失去電荷。這個現象叫尖端放電。
利用1：燃氣灶的點火器
⑵利用與防止
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利用2：避雷針
避免：尖端放電會使高壓設備上電能損失，故高壓設備導體的表面都是非常光滑。
防止:高壓設備
電暈現象：一種微弱的尖端放電現象。夜間高壓線周圍出現的綠色光暈，俗稱電暈。
針對練 如圖所示是檢驗帶電體A（上表面）、B（尖端）處帶電情況的實驗裝置。則（ ）
A．帶電體A處比B處電荷密集
B．帶電體B處比A處電荷密集
C．驗電器的C處做成球形是為了美觀需要
D．驗電器的C處做成球形是為了讓更多電荷分布在C處
隨堂演練
B
2.定義：
1.研究對象：
3.實質
E=E0+ E感′
三、靜電屏蔽
靜電平衡時，導體空腔內場強處處為0，外電場對空腔內不產生任何影響，這種現象叫做靜電屏蔽。
帶空腔導體
三、尖端放電
靜電屏蔽現象演示
應用1:
4.靜電屏蔽的利用
超高壓帶電作業的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。
利用2: 野外高壓輸電線受到雷擊的可能性很大，所以在輸電線的上方還有兩條導線，它們與大地相連，形成一個稀疏的金屬“網”，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊。
利用3: 音、視頻信號傳輸中防其它電信號干擾
實質：
現象：
原理：
四、靜電吸附
異種電荷相互吸引。
帶電塵埃離開原來方向奔向帶異種電荷的極板。
帶電粒子在電場中受到靜電力作用向著電極運動，最后被吸附在電極上。
利用1：靜電除塵
B附近
空氣電離
正電荷到達B被中和
電子奔向A極板過程中附于塵埃
塵埃到達A板
墜落
靜電除塵演示
利用2：靜電噴漆
接負高壓的涂料霧化器
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工件
▲接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力的作用下，油漆微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，這就是靜電噴漆。
利用3：靜電復印
▲利用有機光導體的光敏特性，讓電荷排列組合成相應的文字圖樣，利用靜電吸附吸上墨粉，再將墨粉圖樣轉印到紙上。
1.下列關于靜電現象的說法中不正確的是 ( )
A. 避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施
B. 為了防止外電場的影響，電學儀器應該放在封閉的絕緣體殼中
C. 超高壓帶電作業的工人穿戴的工作服，要用包含金屬絲的織物制成
D. 做地毯時，在地毯中夾進一些不銹鋼絲導電纖維，可以防止靜電積累
B
課堂檢測
2.（多選）關于靜電的利用和防范，以下說法中正確的是 （　　）
A．靜電復印是防范靜電的
B．為了防止靜電積聚，飛機起落架的輪胎必須用絕緣橡膠制成
C．油罐車行駛途中車尾有一條鐵鏈拖在地上，可以避免產生電火花引起的爆炸
D．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
隨堂演練
CD
3.如圖所示，點電荷A和B所帶電荷量分別為＋3.0×10－8 C和－2.4×10－8 C，彼此相距6 cm。若在兩點電荷連線中點O處放一個半徑為1 cm的金屬球殼，求球殼上感應電荷在O點處產生的電場強度。(靜電力常量k＝9×109 N·m2/C2)
【答案】5.4×105 N/C，方向由O指向A。
課堂總結
課堂小結
靜電
平衡
尖端
放電
靜電
吸附
靜電
屏蔽
原理
應用
防止

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