2019-2020学年高中物理 第1章 电场 电流 3 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1．了解生活中常见的静电现象，会用所学知识解释简单的静电现象．2．了解一些常见的静电的应用和防止的事例．一、放电现象1．火花放电：带正、负电荷的物体相距很近或电荷积聚很多时，物体间会产生________，并且伴有__________，这是正负电荷中和并使空气分子电离的过程．2．接地放电：运转的机器或运输汽油等易燃品的车辆需保持与大地有______连接，是为了及时导走________，避免电荷积累引起火花放电．温馨提示电子打火机、内燃机中的火花塞都利用了火花放电现象．火花噼啪声导体静电二、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的____________，并能产生耀眼的________和________．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________，尖端附近的电场就特别____，会产生尖端放电．放电现象闪光巨响密集稀疏密集强(2)避雷针利用了尖端放电的原理带电云层靠近建筑物时，因为____________，建筑物上感应出与云层异号的电荷，当电荷积累到一定程度时，会发生强烈的放电现象，可能产生________．避雷针的尖端安装在建筑物的顶部，并通过金属线与埋在地下的金属板相连．遇到雷雨时，云层上的大量________在避雷针上产生感应电荷；同时避雷针的尖端向空中放电，逐渐________云层中的部分电荷，这样就避免了建筑物遭受雷击．静电感应雷击静电中和三、静电的应用和防止1．应用：__________、静电喷漆、______________等．2．防止：避雷针、接地放电、印染车间保持适当湿度等．静电除尘静电复印一、尖端放电与避雷针1．尖端放电原理通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，气体分子中的正、负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离．电离后的空气中产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子．由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，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气体分子，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．2．尖端放电原理的应用——避雷针避雷针利用了尖端放电原理，使建筑物附近的云中的电荷积累到一定量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．二、静电的应用和防止1．静电的应用(1)静电除尘以煤作燃料的工厂、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．静电除尘的基本原理是让粉尘带电，在电场力作用下奔向并吸附到内壁上，如图1－3－1所示是静电除尘器的原理示意图．图1－3－1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，它们之间有很强的电场，而且距B越近，场强越大．B附近的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．如回收水泥粉尘等．(2)静电复印静电复印可以迅速、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，叫做硒鼓．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．2．静电的防止静电在造福人类的同时，又常常给人类带来麻烦甚至造成危害，必须积极地加以防范．防止静电危害的基本方法是尽快把静电引走，避免电荷越积越多．如油罐车、飞机利用导体与大地接触，导走静电；在地毯中夹杂导电纤维等．空气中湿度增大时，电荷可随时放出，能避免静电积累．工厂保持一定湿度，可以消除静电危害．在潮湿的空气里，不容易做好静电实验，就是这个道理．例1在燃气灶上常安装电子点火器，用电池接通电子线路产生高电压，通过高压放电的电火花点燃气体．我们看到，图1－3－2中点火器的放电电极做成了针尖状．为什么放电电极做成针尖而不是圆头状？与此相反，验电器的金属杆上端却做成金属球而不做成针尖状，为什么？尖端放电的理解和应用图1－3－2解析因为针尖状的放电电极电荷特别密集，尖端附近的电场特别强，极易发生尖端放电产生电火花，从而点燃气体．验电器的金属杆上端不做成针尖状就是为了避免尖端放电现象的发生．答案见解析借题发挥由于导体尖锐部分电荷分布密集，易发生尖端放电．故要让导体上的电荷尽快通过尖端放电放走，应将导体的某部位做得尖锐些；要让导体上的电荷尽量保存较长时间，应将导体表面做得平滑些．1．如图1－3－3所示是模拟避雷针作用的实验装置．金属板M接高压电源的正极，金属板N接负极．金属板N上有两个等高的金属柱A、B，A为尖头，B为圆头．逐渐升高电源电压，当电压达到一定数值时，可看到放电现象．先产生放电现象的是()A．A金属柱B．B金属柱C．A、B金属柱同时D．可能是A金属柱，也可能是B金属柱图1－3－3【答案】A【解析】由于导体尖端电荷比较密集，故容易产生放电现象．例2下列措施中，哪些是用来防止火花放电的？哪些是利用火花放电的？(1)汽车中汽油发动机的点火装置；(2)飞机的轮胎用导电橡胶制作；(3)地毯中夹杂着长为0.05～0.07mm的不锈钢丝纤维．静电的应用和防止解析(1)汽车发动机的点火装置是利用火花放电，使汽油燃烧从而产生动力．(2)飞机的轮胎用导电橡胶制造，是把飞机上积累的电荷导入大地，以防止火花放电．(3)人在地毯上行走会发生摩擦起电现象，地毯中掺入导体是用来防止火花放电的．答案见解析借题发挥正确分析静电在实际事例中的作用，有害的通过各种放电方式将其导走，有利的加以开发应用．2．专门用来运输柴油、汽油的油罐车，在它的尾部都装有一条拖在地上的铁链，对它的作用下列说法中正确的是()A．让铁链与路面摩擦产生静电，使油罐车积累一定的静电荷B．让铁链发出声音，以引起其他车辆的注意C．由于罐体与油摩擦产生了静电，罐体上的静电被铁链导入大地，从而避免了火花放电D．油罐车的尾部装有拖地的铁链，这是一种时尚【答案】C【解析】在运输柴油、汽油时，油罐车由于上下、左右颠簸摇摆，造成油和油罐的摩擦而产生静电，汽车轮胎导电性能不好，难以把静电导入大地，安装铁链的目的就是避免静电的积累．1．有些伞的顶端是一个很尖的金属杆，雷雨天打这样的伞，可能有什么危害？【答案】很尖的金属杆容易引发尖端放电，雷雨天用这样的伞，人受电击的可能性变大了．尖端放电的理解和应用2．(2017年佛山学业水平模拟)静电喷涂机原理如图1－3－4所示，静电喷涂机接高压电源，工作时将涂料微粒喷向带正电的被喷涂工件，高速运动的微粒被吸附到工件表面．关于静电喷涂机的涂料微粒，下列说法中正确的有()A．微粒带正电B．微粒带负电C．微粒受电场力作用D．微粒受洛伦兹力作用【答案】BC【解析】由电荷的相互作用可知B、C正确．静电的应用和防止图1－3－43．(2017年无锡学业水平模拟)下列属于预防静电危害的做法是()A．在高大的建筑物顶端安装避雷针B．水泥厂利用静电除去废气中的粉尘C．在制造轮胎的橡胶中添加导电材料D．行驶中的油罐车尾带一条拖地的铁链【答案】ACD【解析】B是利用静电，而非预防静电．