2019-2020学年高中物理 第一章 电场电流 三 生活中的静电现象课件 新人教版选修1-1

三、生活中的静电现象情景导入学习目标预览高大的建筑物上为什么要安装避雷针？你注意观察过附近建筑物上的避雷针的形状吗？1.了解生活中常见的静电现象，能够用所学的知识解释简单的静电现象．2.知道尖端放电现象和避雷针的原理．3.了解人类应用静电和防止静电的事例.01课前自主梳理02课堂合作探究03课后巩固提升[课时作业]一、放电现象1．是最常见的放电现象．2．为了防止导体上电荷过量，常常把导体与连接起来，进行接地放电．火花放电大地[思考]干燥的冬季与人握手或者按电梯开关时，感到浑身一震，手臂发麻．你能解释遇到的这种情况吗？提示：冬天的空气很干燥，人体与衣物由于相互摩擦而积累了电荷，且人穿的皮鞋、走的地毯使人体与大地绝缘，积累的电荷不能及时导入大地．当电荷在身上积累过多时与他人握手或接触其他物体时，就会有放电现象发生，人就有了局部触电的感觉．二、雷电和避雷1．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．2．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)避雷针则应用了的原理．放电密集稀疏尖端放电尖端放电[思考]夜间高压线周围有时会出现一层绿色的光晕，俗称电晕，请问这属于一种什么现象？提示：这是一种微弱的尖端放电现象．三、静电的应用和防止1．静电的应用主要有静电、静电喷漆、静电复印等．2．静电除尘的原理：烟尘由于吸附了电子而带负电，在力的作用下向带异种电荷的电极运动，最后被吸附在电极上，这样可除去烟尘中的微粒．除尘电场[试做]下列有关生活中的静电现象，有利的是________，有害的是________．A．静电除尘B．静电喷涂C．静电复印D．雷雨天在大树下避雨E．电视机荧屏上常有一层灰尘答案：ABCDE要点一对放电现象的认识1．放电现象：带电体失去电荷的现象．2．火花放电：最常见的放电现象．当静电荷积累到一定程度时，就会产生火花放电．3．接地放电(1)接地放电：用导线把带电体与大地连接起来．从而使带电体上的电荷导入大地，这就是接地放电现象．(2)常见的接地放电现象①油罐车尾部拖一铁链，把车上的电荷导入大地．②飞机降落时，它与空气摩擦产生的静电通过导电橡胶轮胎导入大地．③计算机房和大型电话交换机房的地板要用导电性能良好的材料制成，以防静电的积累．4．尖端放电导体尖锐部位的电荷分布得特别密集，尖端附近的电场就特别强，使附近的空气电离而放电，这就是尖端放电．高压电气设备的金属元件，表面做得很光滑，就是为避免因为尖端放电而造成电能损失或造成事故．[例1]“在干燥的空气中脱化纤衣服时，会看到电火花，并听到噼啪声”“飞机降落时，它与空气摩擦产生的静电通过导电橡胶轮胎导入大地”分别属于哪类放电现象？[解析]前者是当静电累积到一定程度时产生的“火花放电”，后者是带电体与大地连接后的接地放电现象．[答案]见解析1．下列设备和做法中，利用了尖端放电原理的是()A．油罐车后总有一条铁链拖在地面上B．安装在燃气灶上的电子点火器的电极做成针尖状C．静电除尘D．给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来解析：油罐车后有铁链接地属于接地放电；燃气灶的点火器的电极做成针尖状，是利用尖端放电原理，产生电火花，点燃气体；静电除尘利用高压使空气电离，带动烟尘移动，达到除去烟尘的目的；把油箱与大地用电缆相连是为了尽快导走静电．答案：B要点二静电的应用和防止1．静电的应用在生产和生活中，静电的应用十分广泛，如：静电喷涂、静电除尘、静电处理种子、静电处理水、静电放电产生臭氧、静电植绒、静电复印和喷墨打印、静电净化空气、静电提高喷洒农药的效果、静电选矿等．(1)静电除尘①静电除尘装置以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境，利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉．如图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，A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极．②工作原理由于A、B之间有很强的电场，而且距B越近，场强越大，附近空气中的气体分子被强电场电离，成为电子和正离子．正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子，电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中，静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资，如回收水泥粉尘．(2)静电喷涂与静电植绒原理设法使油漆微粒带电，油漆微粒在电场力的作用下向着作为电极的工件运动，并沉积在工件的表面，完成喷漆的工作，这就是静电喷涂．使绒毛带电，可以使绒毛植在涂有黏着剂的纺织物上，形成像刺绣似的纺织品，这就是静电植绒．(3)静电复印原理静电复印可以迅速、方便地把图书、资料、文件复印下来，静电复印机的中心部件是一个可以旋转的接地的铝质圆柱体，表面镀一层半导体硒，叫作硒鼓，半导体硒有特殊的光电性质：没有光照射时是很好的绝缘体，能保持电荷；受到光的照射立即变成导体，将所带的电荷导走．复印每一页材料都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤，这几个步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的．充电：由电源使硒鼓表面带正电荷．曝光：利用光学系统将原稿上字迹的像成在硒鼓上，如图所示，硒鼓上字迹的像，是没有光照射的地方，保持着正电荷，其他地方受到了光线的照射，正电荷被导走，这样，在硒鼓上留下了字迹的“静电潜像”，这个像我们看不到，所以称为潜像．显影：带负电的墨粉被带正电的“静电潜像”吸引，并吸附在“静电潜像”上，如图所示，显出墨粉组成的字迹．转印：带正电的转印电极，使输纸机构送来的白纸带正电如图所示，带正电的白纸与硒鼓表面墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸到白纸上．此后，吸附了墨粉的纸送入定影区，墨粉在高温下熔化，浸入纸中，形成牢固的字迹，硒鼓则经过清除表面残留的墨粉和电荷，准备复印下一页材料，下图表示复印的全过程．2．防止的方法防止静电危害的基本方法是：尽快把静电引走，避免越积越多．油罐车的尾部装一条拖在地上的铁链，靠它把静电导入大地(如图所示)；飞机的机轮上通常装有搭地线，也有用导电橡胶做机轮轮胎的，着陆时把机身的静电引入大地；在地毯中夹杂0.05～0.07mm的不锈钢丝导电纤维，对消除静电能起到很好的效果；湿度增大时，电荷随时放出，可以避免静电积累，工厂里保持一定的湿度，可以消除静电危害，潮湿的天气不容易做好静电实验，也是这个道理．[例2](多选)下列措施中，属于防止静电危害的是()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[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的静电荷(摩擦等原因)，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，如果小天线不露在汽车外，车内处于被金属包围的环境中，发生静电屏蔽现象，从而无法接收到无线电信号，因此，选项B错误．[答案]ACD2．(多选)在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是()A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套解析：飞机在飞行中与空气摩擦时，外表面聚集了大量的静电荷，降落时会产生危害及火灾隐患，因此飞机降落时要及时导走机身聚集的静电，采取的措施是：在轮胎上安装搭地线或用导电橡胶制造轮胎；在印染工作车间也同样容易产生静电，静电给车间带来火灾隐患，为防止火灾的发生，其中的安全措施之一就是：车间内保持适当的湿度，通过湿润的空气及时导走静电；在复印图片时需要应用静电；电工钳柄装有绝缘套是为了防止导电，保护电工的安全，故正确答案为A、B.答案：AB[随堂训练]1．下列哪位科学家发现尖端放电现象()A．丹麦物理学家奥斯特B．英国物理学家法拉第C．美国科学家富兰克林D．法国物理学家库仑答案：C2．人们在晚上脱衣服时，有时会看到火花四溅，并伴有“噼啪”声，这是因为()A．衣服由于摩擦而产生了静电B．人体本身是带电体C．空气带电，在衣服上放电所致D．以上说法均不正确解析：若我们身穿含有化纤成分的衣服，且不断运动，使衣服与衣服之间、衣服与皮肤之间不停地摩擦，在摩擦中会使衣服上带有异种电荷．在脱衣服时正电荷和负电荷碰到一起就产生放电现象，于是我们听到“噼啪”的放电声音，在晚上还可以看见火花．答案：A3．(多选)雷雨天气，应谨防雷电．下面哪些做法是正确的()A．雷雨天气外出时，可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨B．雷雨天气外出时，在空地上应立即蹲下，以免成为雷电袭击的目标C．雷雨天气外出时，不可以在户外打手机D．以上说法都不对解析：雷雨天气时，带电的云层与地面之间可能发生强烈放电，云层与孤立的高大建筑物和大树以及空地上站立的人之间更容易发生放电现象；雷雨天气在户外打手机也会引起雷电出现危险．所以正确做法是B、C.答案：BC4．电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，其主要的原因是()A．灰尘的自然堆积B．玻璃具有较强的吸附灰尘的能力C．电视机工作时，屏表面温度较高而吸附灰尘D．电视机工作时，屏表面有静电而吸附灰尘答案：D5．若发现室内可能出现燃气泄漏时，不能开灯、开换气扇、开抽油的烟机，甚至不能打手机，而要立即关好阀门，打开门窗并迅速离开．这是为什么？答案：开、关用电器时会产生电火花，若有燃气泄漏会引起火灾甚至爆炸，故不能使用电器．关好阀门防止燃气继续泄漏，打开门窗让已泄漏的气体散出房间，为了确保人身安全打开门窗后应迅速离开．