靜電的防止與利用1．知道什么是靜電平衡狀態，理解處于靜電平衡狀態的導體的特性。(重點)2．了解空氣電離和尖端放電現象。3．知道導體上電荷的分布規律。(難點)4．知道什么是靜電屏蔽及其有關應用。(重點)5．了解靜電除塵、靜電噴漆和靜電復印的原理。1．對靜電平衡問題的理解，導體在靜電平衡狀態時的特點。2．尖端放電現象及其應用和防止。3．靜電屏蔽現象理解與分析。4．靜電的產生、應用和防止。一、靜電平衡1．靜電感應現象：放入電場中的導體，由于靜電感應，在導體的兩側出現感應的現象。2．靜電平衡狀態：導體內的自由電荷不再發生定向移動的狀態。3．導體內部電場強度特點：內部電場強度。二、尖端放電1．電離：導體尖端的電荷密度，旁邊的電場強度，空氣中的帶電粒子猛烈運動，從而使空氣分子被撞“散”而使空氣分子中的正、負電荷的現象。2．尖端放電：導體尖端的強電場使旁邊的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷，相當于導體從尖端失去電荷的現象。3．尖端放電的應用與防止(1)應用：是利用尖端放電避開雷擊的一種設施。(2)防止：高壓設備中導體的表面盡量，削減電能的損失。三、靜電屏蔽1．靜電屏蔽：靜電平衡時，導體殼內空腔里的電場，外電場對殼內不會產生影響。2．靜電屏蔽的應用(1)把電學儀器放在封閉的金屬殼里。(2)野外三條輸電線上方架設兩條導線，與大地相連，把輸電線屏蔽起來。四、靜電吸附1．靜電除塵：設法使空氣中的塵埃帶電，在靜電力作用下，塵埃到達電極被收集起來。2．靜電噴漆：接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力作用下，這些微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，完成噴漆工作。3．靜電復印的工作過程：(1)充電：通過電源使有機光導體鼓帶上正電。(2)曝光：利用光學系統將原稿上字跡的像成在有機光導體鼓上，有字跡的地方保留正電荷。(3)顯影：帶負電的墨粉被吸附在字跡成像處，顯示出墨粉組成的字跡。(4)轉印：帶正電的轉印電極使白紙帶上正電，帶正電的白紙與有機光導體鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負電的墨粉吸附在白紙上。(5)放電：使有機光導體放電，除去表面的殘余電荷。學問點一對靜電平衡的理解1．靜電平衡的過程(1)電荷分布的改變狀況：金屬導體放到電場強度為E0的電場中，金屬中的自由電荷在電場力作用下定向移動導致導體一側聚集負電荷，而另一側聚集正電荷。(2)合電場強度的改變狀況：感應電荷在導體內部產生與原電場方向相反的電場，導致合電場強度減小。當感應電荷接著增加，合電場強度漸漸減小，合電場強度為零時，自由電荷的定向移動停止。2．對靜電平衡的三點理解(1)靜電平衡是自由電荷發生定向移動的結果，達到靜電平衡時，自由電荷不再發生定向移動。(2)金屬導體建立靜電平衡的時間是特別短暫的。(3)導體達到靜電平衡后內部電場強度到處為零是指外電場E與導體兩端的感應電荷產生的附加電場E′的合電場強度為零，E′＝－E。3．處于靜電平衡時的導體上的電荷分布特點(1)凈電荷只分布在導體表面，內部沒有凈電荷。(2)感應電荷分布于導體兩端，電性相反，電量相等，近異遠同，如圖甲所示。(3)凈電荷在導體表面的分布不勻稱，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，如圖乙所示。甲乙處于靜電平衡的導體四周的電場分布狀況靜電平衡的導體尖端電荷集中，電荷電場線密集。【例1】在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為－Q和＋2Q，相距為2l，假如在兩個點電荷連線的中點O有一個半徑為r(r?l)的空心金屬球，且球心位于O點，如圖所示，則球殼上的感應電荷在O處的電場強度的大小為多少？方向如何？上例中，若將點電荷B移走，其他條件不變，則球殼上的感應電荷在O處的電場強度大小為多少？方向如何？1．(多選)如圖所示，在絕緣板上放有一個不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B。下列試驗方法中能使驗電器箔片張開的是()A．用取電棒C(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導線把驗電器A跟取電棒C的導體部分相連，再把取電棒C與B的內壁接觸D．使驗電器A靠近B學問點二對靜電屏蔽的理解1．靜電屏蔽的實質靜電屏蔽的實質是利用了靜電感應現象，使金屬殼內感應電荷的電場和外加電場矢量和為零，似乎是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內兩種電場并存，矢量和為零。2．靜電屏蔽的兩種狀況導體外部電場不影響導體內部接地導體內部的電場不影響導體外部圖示實現過程因場源電荷產生的電場與導體球殼表面上感應電荷在空腔內的合場強為零，達到靜電平衡狀態，起到屏蔽外電場的作用當空腔外部接地時，外表面的感應電荷因接地將傳給地球，外部電場消逝，起到屏蔽內電場的作用最終結論導體內空腔不受外界電荷影響接地導體空腔外部不受內部電荷影響本質靜電屏蔽是激發電場與感應電場疊加的結果，所以做靜電屏蔽的材料只能是導體，不能是絕緣體【例2】如圖所示，把原來不帶電的金屬殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內，但不與B接觸，達到靜電平衡后，則()A．B的空腔內電場強度為零B．B不帶電C．B的外表面帶正電D．B的內表面帶負電2．如圖所示，將懸在絕緣細線上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(不跟球壁接觸)，再將一個懸掛在絕緣細線上的帶負電的小球B向C靠近，但不接觸時()A．小球A往左偏離豎直方向，小球B往右偏離豎直方向B．小球A的位置不變，小球B往右偏離豎直方向C．小球A往左偏離豎直方向，小球B的位置不變D．小球A和B的位置都不變學問點三靜電的產生、應用和防止1．靜電是如何產生的兩種不同的物體相互摩擦可以起電，甚至干燥的空氣與衣物摩擦也會起電。摩擦起的電在能導電的物體上可快速流失，而在不導電的絕緣體(如化纖、毛織物等物體)上就不會流失而形成靜電，并聚集起來，當達到肯定的電壓時就產生放電現象，產生火花并發出聲響。2．靜電的應用和防止(1)靜電的應用利用靜電的性質應用舉例利用靜電能吸引較小物體靜電復印、靜電噴漆、靜電噴霧、激光打印、靜電除塵利用高壓產生的電場靜電保鮮、靜電滅菌、農作物種子處理利用放電產生物臭氧防止紫外線、氮合成氨(2)靜電的防止防止靜電危害的基本方法是盡快把產生的靜電導走，避開越積越多。防止靜電的途徑主要有：①避開產生靜電，例如，在可能狀況下選用不易產生靜電的材料。②避開靜電的積累，產生的靜電要設法導走，例如，增加空氣濕度、接地等。【例3】(多選)靜電的應用有多種，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復印等，它們依據的原理都是讓帶電的物質粒子在電場力作用下奔向并吸附到電極上，靜電噴漆的原理如圖所示，則以下說法正確的是()A．在噴槍噴嘴與被噴涂工件之間有一強電場B．涂料微粒肯定帶正電C．涂料微粒肯定帶負電D．涂料微粒可以帶正電，也可以帶負電3．如圖為靜電除塵示意圖，m、n為金屬管內兩點。在P、Q兩點加高電壓時，金屬管內空氣電離。電離出來的電子在電場力的作用下，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負電，導致煤粉被吸附到管壁上，排出的煙就清潔了。就此示意圖，下列說法正確的是()A．Q接電源的正極，且電場強度Em＝EnB．Q接電源的正極，且電場強度Em＞EnC．P接電源的正極，且電場強度Em＝EnD．P接電源的正極，且電場強度Em＞En1．某探討性學習小組學習電學學問后對電工穿的高壓作業服進行探討，發覺高壓作業服是用銅絲編織的，下列各同學的理由正確的是()A．甲認為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B．乙認為電工被銅絲紡織的衣服包袱，使身體能夠導電，對人體起愛護作用C．丙認為電工被銅絲紡織的衣服包袱，使體內場強保持為零，對人體起愛護作用D．丁認為銅絲必需達到肯定的厚度，才能對人體起到愛護作用2．(多選)下列措施中，屬于防止靜電危害的是()A．運輸汽油的油罐車后有一條拖在地面上的鐵鏈B．轎車頂部有一根露在外面的天線C．印染車間總保持適當的濕度D．鋪在房間的地毯中夾雜著0.05mm的不銹鋼絲導電纖維3．如圖所示，先用絕緣細線將導體懸掛起來，并使導體帶電。然后用帶絕緣柄的不帶電小球接觸A點，再用小球與驗電器接觸。用同樣的方法檢驗B、C部位的帶電狀況，則()A．與A接觸再與驗電器接觸，驗電器箔片張開的角度最大B．與C接觸再與驗電器接觸，驗電器箔片張開的角度最大C．與A、B、C接觸再與驗電器接觸，驗電器箔片張開的角度一樣大D．通過試驗可確定導體上平坦部位電