高中物理人教版选修1-1【配套课件】：1-3生活中的静电现象

学案3学案3生活中的静电现象[学习目标定位]1.了解生活中常见的静电现象，能够用所学知识解释简单的静电现象.2.知道尖端放电现象及避雷针的原理.3.了解应用静电和防止静电危害的事例和方法．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3知识·储备区1．是最常见的放电现象．2．为了防止导体上电荷过量聚集，常常用导线把带电导体与连接起来，进行接地放电．3．雷电是云层之间或云层与地面之间发生的强烈现象，并能产生耀眼的闪光和巨响．火花放电大地放电本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3知识·储备区4．尖端放电(1)实验表明，电荷在导体表面的分布是不均匀的，突出的位置，电荷比较；平坦的位置，电荷比较，导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生．(2)避雷针应用了的原理．5．静电除尘的原理是：带电粒子受到的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上．密集稀疏尖端放电尖端放电电场力本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区一、放电现象[问题设计]你知道静电是如何产生的吗？火花放电是怎样产生的？本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区答案两种不同的物体相互摩擦可以起电，甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起电．摩擦起电的电荷在能导电的物体上可迅速流失，而在不导电的绝缘体如化纤、毛织物等物体上就不会流失而形成静电，并聚集起来，当达到一定的电压时就产生放电现象，产生火花并发出声响．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区[要点提炼]带电物体的现象叫做放电．常见的放电现象有以下几种：1．接地放电地球是良好的导体，由于它特别大，所以能够接受大量电荷．如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直线导体带电特别少，可以认为它不再带电．生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施．失去电荷本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区2．尖端放电由于同种电荷相互，导体上的静电荷总是分布在上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动．这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离．这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象．排斥表面电离本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区3．火花放电当高压带电体与导体靠得很近时，强大的电场会使它们之间的空气瞬间，电荷通过电离的空气形成电流．由于电流特别大，产生大量的热，使空气发声发光，产生电火花．这种放电现象叫火花放电．电离本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区二、雷电和避雷[问题设计]高大的建筑物都需要安装避雷针，可是如果安装不好，没有接在通向地下的金属线上，避雷针反而成了引雷针．在这种情况下，会对房屋造成危险吗？为什么？本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区答案会对房屋造成危险．避雷针之所以能避雷是因为：一方面，云层上的大量静电荷通过避雷针传到地下；另一方面，通过避雷针的尖端放电，中和云层中的电荷，从而避免雷击，但是这种中和作用很微小．如果避雷针没有接在通向地下的金属线上，那么云层中仍然存在着大量电荷．这时避雷针不但不能避雷，还会成为引雷针，把雷引向建筑物．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区[要点提炼]雷电和避雷1．闪电和雷鸣实质就是云层之间或云层与大地之间的．2．产生雷电时电流很大，若是雷电产生在云层与大地之间，就会使电流通过的建筑物严重损坏，所以要注意避雷．3．避雷针利用了原理，使建筑物附近的云中的电荷积累不很多时就能通过避雷针的尖端放电而逐渐中和，因而不会在建筑物附近产生雷电，使其免遭雷击．火花放电尖端放电本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区[延伸思考]在干燥的冬季，回到家中脱去外套后如果接着去触摸导电体，比如门把手、水嘴、煤气开关、其他人等，常会被电击一下，使人很痛苦．如何减少这种受电击的情况呢？本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区答案脱外套时内外衣物摩擦，会产生大量电荷，从而使人体带电．接着接触其他导体时，由于放电现象，产生很大的瞬时电流，会使人有被电击的感觉．要减少电击现象，一是脱衣时慢一些，从而减少摩擦生电，同时使内外衣物上的电荷能有充分的中和时间，二是脱衣后先不要用手接触导体，过一段时间后，身上的电荷和周围的异号电荷慢慢中和，人体就不带电了．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区三、静电的应用和防止[要点提炼]1．静电的应用(1)静电技术应用的原理：应用了的原理．(2)主要应用：静电复印、静电除尘、静电喷漆、静电植绒、静电喷药、静电育种、静电杀菌和静电治病等．(3)静电复印机的原理：利用了静电的作用．同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引吸附本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区(4)：带电粒子受到静电力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上．如果筒内充满烟雾，把两个电极接在高压电源上，烟雾很快就消失．(5)静电喷漆的原理：当油漆从喷枪中喷出时，喷嘴使油漆微粒带正电．它们相互排斥，扩散开来形成一大团漆云，被吸附在带负电的物体表面．这种静电喷漆的方法省漆而均匀．静电除尘的原理本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区2．静电的防止(1)印染厂里的静电的危害与防止①危害：在印染厂里的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降．②防止：使车间里保持一定，让电荷随时放出．(2)雷电①危害：闪电的电流可以高达几十万安培，会使建筑物严重损坏．②防止：在建筑物顶部安置避雷针，利用的原理，中和掉云层中的电荷．湿度尖端放电本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区(3)电磁仪器①危害：电磁仪器常会因外界电场干扰而无法正常工作．②防止：利用静电屏蔽．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区【例1】下列措施中，属防止静电危害的是()A．油罐车后有一条拖在地面上的铁链条B．小汽车上有一根露在外面的小天线C．在印染厂中保持适当的湿度D．在地毯中夹杂0.05～0.07mm的不锈钢丝导电纤维本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区解析油罐车后装一条拖在地面上的铁链条，可以及时导走油罐车上产生(摩擦等原因)的静电荷，避免电荷越积越多，从而产生高压放电，使油罐车起火爆炸，所以选项A正确；在地毯中夹杂导电纤维，同样是为了导走摩擦产生的静电荷，而保持印染厂空气适当湿度，是为了使静电荷及时散失，避免干扰印染的质量，所以选项C、D正确；而在小汽车外露出一根小天线，是为了接收电磁波(收音机等)，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，良好地被静电屏蔽了，无法收到无线电信号，因此，选项B错．答案ACD本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区【例2】避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对解析带电荷的云层靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层相反的电荷，会通过针尖放出，逐渐中和云层中的电荷，从而避免遭受雷击，所以只有B正确．B本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区图1【例3】以煤作燃料的电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重污染环境，利用静电除尘可以除去烟气中的煤粉．如图1所示是静电除尘器的原理示意图，除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，在A、B上各引电极a、b接直流高压电源．假定煤粉只会吸附电子，而且距金属丝B越近场强越大．本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3学习·探究区(1)试标出所接高压电源的极性．(2)试定性说明静电除尘器的工作原理．(3)设金属管A的内径r＝3m，长为L＝50m，该除尘器吸附煤粉的能力D＝3.5×10－4kg(s·m2)，求其工作一天能回收煤粉多少吨．(最后结果取三位有效数字)解析(1)a为正极，b为负极．(2)带电粒子在电场作用下奔向电极，并吸附在电极上．(3)设一天回收煤粉质量为m，管内表面积为S＝2πrL，则m＝DS·t1000＝3.5×10－4×2×3.14×3×50×864001000t≈28.5t.本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区答案见解析学案3自我·检测区1．下列关于避雷针的说法中，正确的是()A．避雷针避雷是中和云层中的异种电荷B．避雷针避雷是将云层中积聚的电荷导入大地C．为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形D．避雷针安装在高大建筑物顶部，而不必接地AB本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区学案3自我·检测区图22.如图2所示是静电除尘的原理示意图．关于静电除尘的原理，下列说法正确的是()A．金属管A接高压电源的负极，金属丝B接正极B．B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子C．正离子向A运动过程中被烟气中的煤粉俘获，使煤粉带正电．吸附到A上，排出的烟就清洁了D．电子向A极运动过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到A上，排出的烟就清洁了BD本学案栏目开关知识·储备区学习·探究区自我·检测区