第4节 静电的防止与利用
第4节静电的防止与利用
核心
素养
物理观念科学思维科学探究
1.知道什么是静电平衡状
态，能说出静电平衡状态
下的导体特点。
2.知道导体上电荷的分布
特征，了解尖端放电、静
电屏蔽现象及其成因。
会根据静电
平衡条件求
解感应电荷
产生的场强。
1.观察演示实验并对实验现象
分析，体会运用所学知识进行
分析推理的方法。
2.查阅并搜集资料，了解静电屏
蔽和静电吸附在技术和生活中
的应用。
知识点一静电平衡状态、导体上电荷的分布
[观图助学]
(1)
(2)如图所示，当一个带电体靠近不带电导体时，由于导体内
的自由电子受到静电力的作用，将向着与电场相反的方向定
向移动，从而使导体两端出现等量异种电荷，这就是前面学习的静电感应现象。
①这种定向移动是无休止的吗？
②电荷的移动对导体内部的电场有影响吗？
1.静电感应现象：把导体放入电场中，导体内部的自由电荷在静电力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。
2.静电平衡状态
导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。
3.静电平衡状态下导体的特点
(1)处于静电平衡状态的导体，内部电场强度处处为零。
(2)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直。
4.导体上电荷的分布
(1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
[思考判断]
(1)处于静电平衡状态的导体，表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面可能垂直，可能平行，也可能成任意夹角。(×)
(2)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场强度为0，所以处于静电平衡的导体内部电场强度处处为0。(√)
知识点二尖端放电、静电屏蔽和静电吸附
[观图助学]
(1)避雷针的作用是什么(如图甲所示)?
(2)飞机在云层与云层之间飞行或起飞、着陆时都有可能遭遇雷击(如图乙所示)。但是当飞机遭遇雷击时，电流可以从雷电云达到飞机头部，纵向流过机身外壳，最后从机尾凌空打到地上或从其中一机翼打过另一机翼，横向流过机身，但不管怎样，闪电都只会沿着飞机外壳流过，而不会进入机内对乘客造成伤害，你知道这是为什么吗？
甲乙
1.空气的电离：导体尖端电荷密度很大，附近的电场很强，强电场作用下的带电粒子剧烈运动，使分子中的正负电荷分离的现象。
2.尖端放电：与导体尖端异号的粒子，由于被吸引，而与尖端上电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
尖端放电的应用与防止：
(1)应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
(2)防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。
3.静电屏蔽：金属壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响的作用叫作静电屏蔽。
静电屏蔽的应用：电学仪器外面有金属壳、野外高压线上方还有两条导线与大地相连。
4.静电吸附：静电虽然会有危害，但也可以利用。在电场中，带电粒子受到静电力的作用，向着电极运动，最后会被吸附在电极上。这一原理在生产技术上被广泛应用。应用实例：静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电植绒等。
[思考判断]
(1)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。(×)
(2)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。(×)
(3)飞机轮上装有拖地线，油罐车后面拖条铁链都是把静电导入大地。(√)
静电感应的因果关系
当小球通过导线分别与带电空腔连接时，如图所示，不管怎样连接，连接后小球和带电空腔都会成为一个整体，小球成了这个整体的外部，故小球都会带电。
一般的电子打火装置、避雷针、工业烟囱除尘的装置利用的都是尖端放电的原理。
静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零。
核心要点对静电平衡的理解
[观察探究]
如图所示，不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将
发生定向移动，使导体两端出现等量异号电荷。请思考下列问题：
(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？
(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
答案(1)自由电子受外加电场的静电力作用而移动，向着与电场相反的方向定向移动。
(2)不能。感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍电子的定向移动，当这两个电场大小相等时，电子的定向移动终止。
[探究归纳]
1.静电平衡实质
(1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。
(2)静电平衡的条件：导体内部的合场强为零，即E合＝0。
2.静电平衡状态的特点
(1)处于静电平衡状态下的导体的特点
①导体内部某处感应电荷产生的场强E′与周围原电场场强E大小相等，方向相反，两者相互抵消，导体内部处处合场强E
合
为零，但导体表面的电场强度不为零。
②电场线与导体表面垂直。
(2)静电平衡状态下的导体的电荷分布特点
①净电荷都分布在导体的外表面，导体内部没有净电荷。
②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电荷量相等，远同近异，如图甲所示。
③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷，如图乙所示。
[试题案例]
[例1]长为l的导体棒原来不带电，现将一带电荷量为＋q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示。当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________。
解析导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任意一点都受两个电场的影响，即外电场(＋q在该点形成的电场E0)和附加电场(棒上感应电荷在该点形成的电场E′)，达到静电平衡状态时E′＝－
E0。题中所求的即为E′，E′＝－E0＝－
kq
（R＋l
2
）2
＝－4kq
（2R＋l）2
，负号代表E′
和E0方向相反，即方向向左。
答案
4kq
（2R＋l）2
向左
方法凝炼
求处于静电平衡状态的导体的感应电荷产生的场强的方法
(1)先求出外电场场强E 外的大小和方向。
(2)由于导体处于静电平衡状态，则满足静电平衡条件E 合＝0。
(3)由E 外＋E 感＝0，求出感应电场E 感的大小和方向。
[针对训练1] 在真空中有两个点电荷A 和B ，电荷量分别为－Q
和＋2Q ，相距为2l ，如果在两个点电荷连线的中点O 有一个半径为
r (r ?l )的空心金属球，且球心位于O 点，如图所示，则球壳上的感应电荷在O 处的场强的大小为多少？方向如何？
解析 根据电场的叠加和静电平衡，球心O 处的合场强为0，即感应电荷的电场
强度与A 、B 两点电荷在O 处所产生的合场强等大、反向，即E 感＝E A ＋E B ＝k Q l 2
＋k 2Q l 2＝3kQ l 2，A 、B 在O 处产生的场强方向向左，所以E 感向右。 答案 3kQ l
2 方向向右 核心要点
静电屏蔽
[观察探究]
1.(1)电梯是什么材质的，能否被看成是金属容器？
(2)王明刚搬了新家，可每次进入电梯里手机总打不通，这是为什么？
答案 (1)电梯是用不锈钢板做成的，可以看成金属容器。
(2)电梯可以看成金属容器，起到了屏蔽作用。
2.在如图所示的实验中，验电器的金属箔片能张开吗？为什么？
答案A中不会张开，金属网可以屏蔽外电场；
B中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响；
C中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响。
[探究归纳]
静电屏蔽的两种情况
类别导体外部电场不影响导体内部接地导体内部的电场不影响导体外部图示
实现
过程
因场源电荷产生的电场与导体
球壳表面上感应电荷在空腔内
的合场强为零，达到静电平衡状
态，起到屏蔽外电场的作用
当空腔外部接地时，外表面的感应电
荷因接地将传给地球，外部电场消失，
起到屏蔽内电场的作用
最终
结论
导体内空腔不受外界电荷影响接地导体空腔外部不受内部电荷影响本质
静电感应与静电平衡，所以做静电屏蔽的材料只能是导体，不能是绝缘
体
[例2]将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属球壳C内(不和球壳内壁接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，则()
A.A往左偏离竖直方向，B往右偏离竖直方向
B.A的位置不变，B往右偏离竖直方向
C.A往左偏离竖直方向，B的位置不变
D.A和B的位置都不变
解析不接地的空腔导体可以屏蔽外界电场，接地的空腔导体可以屏蔽内部电场，该题中带正电的小球A放在不带电的空心球壳C内，通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电。由于金属空心球壳C的外壳和带电小球B带异种电荷，所以B受C球壳的吸引往右偏离竖直方向。而由于空心球壳C能屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的作用，所以A的位置不变，故选项B正确。
答案 B
[针对训练2]如图所示，A为空心金属球，B为金属球，A、B原
来不带电，将另一带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央，
不接触A球，然后用手接触一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则()
A.A球带负电荷，B球带正电荷
B.A球带负电荷，B球不带电
C.A、B两球都带负电荷
D.A、B两球都带正电荷
解析首先带正电荷的小球C从A球开口处放入A球中央。根据静电感应现象可知，A球内表面带负电荷，外表面带正电荷。用手接触A相当于把A接地，由大地传导过来的电子与A球外表面正电荷中和，使A球外表面不带电，此时A 球对外起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部。用手接触B时，无电荷移动，B球不带电。当带正电荷的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以此时A球带负电荷。由上述可知，选项B正确。
答案 B
核心要点静电的应用与静电危害的防止
[观察探究]
如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人经常受到电击。经研究发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电。
(1)解释为什么靠近传送带的物体会带电？
(2)你可以用什么方法来解决这个问题？
答案(1)传送带因为与被传送的物体间发生摩擦而带电，靠近传送带的物体因为静电感应也带上电。
(2)要避免这种电击，可以把导体材料如金属丝等掺到传送带材料中，让传送带变成导体，或者用导体制造传送带，再用适当的方法把传送带接地，静电便不会积累，工人也不会再遭电击。
[探究归纳]
1.静电的应用
在生产和生活中，静电的应用十分广泛，如激光打印、静电喷漆、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、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。
2.静电的危害
静电是一种常见现象，它会给人们带来麻烦，甚至造成危害。如在印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张粘在一起，难以分开；在印染厂里，棉纱、毛绒、人造纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降。静电对现代高精密度、高灵敏度电子设备影响很大，大量的静电不但会妨碍电子设备的正常运行，甚至会因火花放电而击穿电子仪器的某些器件。
3.防止静电危害的主要方法与途径
(1)尽量减少静电的产生，常用的方法是增大空气的湿度。
(2)尽快把静电导走，防止静电积累，常用的最简单办法是接地。
实例
地毯中植入金属丝，就是为了将摩擦产生的电荷及时导走。
[试题案例]
[例3] (多选)下列四幅图中涉及静电屏蔽现象的有()
解析当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击，其原理为尖端放电，故选项A错误；办公用复印机，是静电的应用，故选项B错误；高压输电线上方还有两条导线，这两条导线的作用是它们与大地相连，形成稀疏的金属“网”把高压线屏蔽起来，免遭雷击，故选项C正确；用来装硬盘的铝箔袋，起到静电屏蔽的作用，故选项D正确。
答案CD
方法总结防止静电危害的对策和措施
(1)要尽快导走多余电荷，避免静电积累，可用导线把设备接地。
(2)调节空气的湿度。
(3)在易燃易爆气体和粉尘聚集的场所保持良好的通风，消除静电火花的引爆条件。
[针对训练3]静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是()
A.涂料微粒一定带正电
B.涂料微粒一定带负电
C.涂料微粒可能带正电，也可能带负电
D.喷嘴与工件之间的电场为匀强电场
解析根据电荷间的相互作用特点结合题目中原理图分析。静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷涂的目的，喷嘴与工件之间的电场是非匀强电场，选项D错误；由题图知，待喷涂工件带负电，所以涂料微料应带正电，选项A正确，B、C错误。
答案 A
1.(静电平衡)处于静电平衡中的导体，内部电场强度处处为零的原因是()
A.导体内部无任何电场
B.外电场不能进入导体内部
C.所有感应电荷在导体内部产生的合电场强度为零
D.外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零
解析导体内部电场强度处处为零是感应电荷的电场与外电场叠加的结果，故D 正确。
答案 D
2.(尖端放电现象的应用与防止)下列应用与防护与尖端放电现象无关的是()
A.一般高压设备中导体的表面应该尽量光滑
B.一般马路表面建造得很平滑
C.夜间高压线周围会出现一层绿色光晕
D.一般高楼大厦顶部装有避雷针
解析马路表面建造得很平滑与静电无关，A、C、D属于尖端放电现象，故选B。
答案 B
3.(静电的利用与防止)下列与静电屏蔽无关的是()
A.避雷针的顶端做得很尖细
B.用几万伏的高压电电击关在金属笼里的鸟，而鸟安然无恙
C.超高压带电作业的工作人员穿戴的工作服用包含金属丝的织物制成
D.电视闭路线芯外常包有一层金属网
解析避雷针是应用尖端放电的原理，其余三项均是利用了金属对内部的静电屏蔽作用。
答案 A
4.(静电屏蔽)(多选)如图所示，金属壳放在光滑的绝缘水平垫上，能起到屏蔽外电场或内电场作用的是()
解析题图A中，由于金属壳发生静电感应，内部电场强度为零，金属壳起到屏蔽外电场的作用，A正确；题图B中，金属壳同大地连为一体，同题图A一样，金属壳起到屏蔽外电场的作用，B正确；题图C中电荷会引起金属壳内、外表面带电，外表面电荷会在壳外空间中产生电场，即金属壳不起屏蔽作用，C错误；将金属壳接地后，外表面不带电，壳外不产生电场，金属壳起屏蔽内电场的作用，D正确。
答案ABD
5.(静电除尘)(多选)图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在静电力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是()
A.到达集尘极的尘埃带正电荷
B.电场方向由集尘极指向放电极
C.带电尘埃所受静电力的方向与电场方向相同
D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受的静电力越大
解析电子吸附尘埃使尘埃带负电，受力方向与电场方向相反，选项A、C错误。答案BD
基础过关
1.请用学过的电学知识判断下列说法正确的是()
A.电工穿绝缘衣比穿金属衣安全
B.制作汽油桶的材料用金属比用塑料好
C.小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D.打雷时，待在汽车里比待在木屋里要危险
解析从事高压带电作业的电工穿含有金属丝织物的工作服能屏蔽外电场，起到安全保护作用，选项A错误；塑料油桶会因摩擦而带电，因为塑料是绝缘材料，不能把电荷导走，所以塑料油桶内易产生火花导致塑料油桶爆炸，选项B正确；小鸟停在单根高压输电线上时，加在小鸟两脚间的电压非常小，小鸟不会被电死，选项C错误；打雷时，待在汽车里，汽车的金属外壳起到静电屏蔽的作用，而木屋没有静电屏蔽作用，所以待在汽车里比待在木屋里要安全，选项D错误。
答案 B
2.一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E a、E b、E c，三者相比，则()
A.E a最大
B.E b最大
C.E c最大
D.E a＝E b＝E c
解析处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故a、b、c三点的场强都为零。处于静电平衡状态的导体内部场强为零是感应电荷产生的电场与外电场叠加的结果，所以感应电荷在球内某点产生的电场的场强与MN在这一点产生的电场的场强等大反向。比较a、b、c三点感应电场的场强，实质上是比较带电体MN 在这三点的场强。由于c点离MN最近，故MN在c点的场强最大，感应电荷在c点的场强也最大。正确选项为C。
答案 C
3.在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了()
A.除菌消毒
B.消除静电
C.利用静电
D.防止漏电
解析医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走，B正确。
答案 B
4.(多选)每到夏季，各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生。当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电。下列说法正确的是()
A.不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电器及水龙头
B.不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备
C.固定电话和手提电话均可正常使用
D.在旷野，应远离树木和电线杆
解析表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电。固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用，选项A、B、D正确，C错误。
答案ABD
5.(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上的铁链条
B.小汽车上有一根露在车面上的小天线
C.在印染厂中保持适当的湿度
D.在地毯上夹杂0.05～0.07 mm的不锈钢丝导电纤维
解析选项B属于防止静电屏蔽。
答案ACD
6.某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看。为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()
A.将电视机用一金属笼子罩起来
B.将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地
C.将高频热合机用一金属笼子罩起来
D.将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地
解析为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而将金属笼子接地具有屏蔽金属笼内电场的作用，故选项D正确。
答案 D
7.如图所示，较厚的空腔球形导体壳中有一个正点电荷，则图中a、
b、c、d各点的电场强度大小关系为()
A.E a>E b>E c>E d
B.E a>E c＝E d>E b
C.E a>E c>E d>E b
D.E a 解析当静电平衡时，空腔球形导体壳内壁感应出负电荷，外壁 感应出正电荷，感应电荷形成的场强与点电荷形成的电场叠加， 导致空腔球形导体壳中场强为零。画出电场线的大致分布如图所示。由于a处电场线较密，c处电场线较疏，d处电场线最疏，b处场强为零，则E a>E c>E d>E b，C正确。 答案 C 8.具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下列四幅图画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是() 解析球壳处于正电荷的电场中，达到静电平衡，球壳的内外表面之间的导体内部场强处处为零，故D选项正确。 答案 D 能力提升 9.导体球壳B带有正电荷Q，其中心处放有导体球A，用细金属丝通 过B上的小孔与地相连(细金属丝不与球壳B相碰)，如图所示。则导 体球A() A.不带电 B.带正电 C.带负电 D.可能带正电，也可能带负电 解析球壳B带正电荷后，附近的大地因静电感应将带负电荷，由于导体球A 与大地相连，相当于近端，因此，A上也会感应出一定量的负电荷。 答案 C 10.在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的附加场强E′的方向在图中正确的是() 解析由于金属圆盘处于静电平衡状态，金属圆盘内各点合场强为零，所以感应电荷的场强与点电荷的场强等大反向。又因为点电荷的电场沿P点与点电荷的连线指向点电荷，所以感应电荷产生的电场方向沿P点与点电荷的连线向外。选项A正确。 答案 A 11.如图所示，空心金属球壳上所带电荷量为＋Q，关于O、M两 点电场强度E O、E M的说法中正确的是() A.E O≠0E M＝0 B.E O＝0E M≠0 C.E O＝0E M＝0 D.E O≠0E M≠0 解析静电平衡状态中的导体内部电场强度处处为零。 答案 C 12.如图所示，把原来不带电的金属壳B的外表面接地，将一带正电 的小球A从小孔中放入金属壳内，但不与B接触，达到静电平衡状 态后，则() A.B的空腔内电场强度为零 B.B不带电 C.B的外表面带正电 D.B的内表面带负电 解析因为金属壳的外表面接地，所以外表面无感应电荷，只有内表面有感应电 荷分布，且由于A带正电，则B的内表面带负电，D正确，B、C错误；B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产生的电场，由电场叠加知，电场线的方向由A指向B，所以空腔内电场强度不为零，A错误。答案 D 13.(多选)如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带 负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法正确的是() A.B端的感应电荷越来越多 B.导体内电场强度越来越大 C.导体的感应电荷在M点产生的电场强度恒大于在N点产生的电场强度 D.导体的感应电荷在M、N两点产生的电场强度相等 解析在绝缘导体向带电小球移动的过程中，导体中自由电荷受到外电场的作用力变大，使自由电荷不断定向移动，故选项A正确；由于导体缓慢移动，所以移动过程中导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部电场强度应等于零，故选项B错误；要使导体内合电场强度等于零，感应电荷在M、N两端的电场强度应与带电小球P在M、N两端产生的电场强度大小相等、方向相反，由E＝k Q 可 r2知，选项C正确，D错误。 答案AC 14.如图所示，一块光滑铁板水平放置，在铁板上方高为h处 依次有电荷量为＋Q和电荷量为－Q的两个点电荷，一个电荷 量为＋q的绝缘小球从铁板的左端以初速度v0向右运动，并一直沿着铁板表面到达铁板的右端，则在小球通过铁板的过程中() A.先减速运动，后加速运动 B.先加速运动，后减速运动 C.先减速运动，后加速运动，再减速运动 D.一直匀速运动 解析因为铁板处于静电平衡状态，因此铁板表面附近的电场强度与铁板处处垂 直，小球在水平方向上不受力，因此一直以速度v0做匀速运动。选项D正确。答案 D 静电的危害及预防措施 描述：任何物体内部都是带有电荷的，一般状态下，其正，负电荷数量是相等的，对外不显出带电现象，但当两种不同物体接触或摩擦时，一种物体带负电荷的电子就会越过界面，进入另一种物体内，静电就产生了。而且因它们所带电荷发生积聚时产生了很高静电压，当带有不同电荷的两个物体分离或接触时出现电火花，这就是静电放电的现象。产生静电的原因主要有摩擦、压电效应、感应起电、吸附带电等。 在工农业生产中，静电具有很大的作用，如静电植绒、静电喷漆、静电除虫等，同时由于静电的存在，也往往会产生一些危害，如静电放电造成的火灾事故等。随着石化工业的飞速发展，易产生静电的材料的用途越来越广泛，其火灾危险性也随之加大。 一、火灾危险性 1．当物体产生的静电荷越积越多，形成很高的电位时，与其他不带电的物体接触时，就会形成很高的电位差，并发生放电现象。当电压达到300伏以上，所产生的静电火花，即可引燃周围的可燃气体、粉尘。此外，静电对工业生产也有一定危害，还会对人体造成伤害。 2、固体物质在搬运或生产工序中会受到大面积摩擦和挤压，如传动装置中皮带与皮带轮之间的摩擦；固定物质在压力下接触聚合或分离；固体物质在挤出、过滤时与管道。过滤器发生摩擦；固体物质在粉碎。研磨和搅拌过程及其他类似工艺过程中，均可产生静电。而且随着转速加‘快。所受压力的增大，以及摩擦。挤压时的接触面过大、空气干燥且设备无良好接地等原因，致使静电荷聚集放电，出现火灾危险性。 3、一般可燃液体都有较大的电阻，在灌装、输送、运输或生产过程中，由于相互碰撞、喷溅与管壁摩擦或受到冲击时，都能产生静电。特别是当液体内没有导电颗粒、输送管道内表面粗糙、液体流速过快等，都会产生很强摩擦，所产生的静电荷在没良好导除静电装置时，便积聚电压而发生放电现象，极易引发火灾。4．粉尘在研磨。搅拌。筛分等工序中高速运动，使粉尘与粉尘之间，粉尘与管道壁、容器壁或其他器具、物体问产生碰撞和摩擦而产生大量的静电，轻则妨碍生产，重则引起爆炸。 5．压缩气体和液化气体，因其中含有液体或固体杂质，从管道口或破损处高速喷出 时，都会在强烈摩擦下产生大量的静电，导致燃烧或爆炸事故。 二、预防措施 静电防护知识 静电释放-即ESD，它是英文：Electro-Static discharge的缩写，即"静电放电"的意思。ESD是本世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科。因此，国际上习惯将用于静电防护的器材用品统称为“ESD”，中文名称为静电阻抗器。 1.ESD知识介绍 静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦等。静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。 人体自身的动作或与其他物体的接触，分离，摩擦或感应等因素，可以产生几千伏甚至上万伏的静电。 静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害。 生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿，屏蔽与接地。 人体静电防护系统主要有防静电手腕带，脚腕带，工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成，具有静电泄露，中和与屏蔽等功能。 静电防护工作是一项长期的系统工程，任何环节的失误或疏漏，都将导致静电防护工作的失败。 静电是人们非常熟悉的一种自然现象。静电的许多功能已经应用到军工或民用产品中，如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而，静电放电ESD（Electro-StaticDischarge）却又成为电子产品和设备的一种危害，造成电子产品和设备的功能紊乱甚至部件损坏。现代半导体器件的规模越来越大，工作电压越来越低，导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。ESD对于电路引起的干扰、对元器件、CMOS电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。电子设备的ESD也开始作为电磁兼容性测试的一项重要内容写入国家标准和国际标准。 防止静电放电造成的损害就是静电保护！ 2.静电术语及定义 ① 静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷 ② 静电场：静电在其周围形成的电场 ③ 静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电 荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电。 ④ 静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压 ⑤ 静电敏感器件：对静电放电敏感的器件 ⑥ 接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地，船等. ⑦ 中和：利用异性电荷使静电消失 ⑨ 防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标 记的适于从事静电防护操作的工作场地。 3.静电的产生 ①摩擦：在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电， 综述：静电，是指电荷不发生移动。但通常情况下，静电应用也包含电流放电（如电晕放电）的应用，在实际生活中得到了广泛的应用，下面简要叙述几种静电的应用和危害。 1.静电的应用 (1) 静电集尘。是指用电气的方法去除气体中浮游的微小尘埃，集尘电极接地，放电电极上施加直流电压（-40～-200kV）并形成电晕放电。含尘气体由集尘电极下方进入放电区，粉尘会带上负极性电荷。荷负电的尘埃在电场作用下被集尘电极吸附，由此可去除气流中的粉尘。另外，放电电极为负极时，电极间放电电压比放电电极为正极性时要高，因此可采用较高的电场强度。但是，对于室内空气净化用小型集尘器，为了不产生有害的臭氧，通常采用正电晕放电。近年来，高性能，经济的电气集尘器已得到开发应用，如现在在火力发电厂中普遍装设了电除尘装置，为防止大气污染作出了突出贡献。 (2) 静电喷涂。利用电气集尘的原理，可以高效的喷涂。例如，使涂料微粒化，并使其带上负电荷，而被涂的金属物体接地，喷出的粒子会沿着电力线移动，使涂料牢固地附着在物体的表面。静电涂料具有：①涂料浪费少；②可均匀牢固的喷涂；③可流水作业，而且可利用传送带进行大规模生产等优点，被广泛用于汽车、家电产品以及电动机等的喷涂。 (3) 静电摄影。静电摄影是用静电记录图像的，方法多种多样，下面说明其中一种方法，首先将蒸发镀有硒膜的金属极板置于暗室，利用电晕放电使其带上正电荷。然后使其曝光，光照射到部分的硒膜会失去正电荷，在硒膜上撒上带负电的着色剂（着色离子），硒膜上残余有正电荷的部分会附着着色剂，将带正电荷的纸贴在该面，在复制到着色剂的图案后，进行加热，即可使着色剂定影，静电摄影也称为电子摄影，被广泛用于复印机中。 (4) 静电选别。利用静电力，从导电率不同的两类粒子组成的混合物中分离出各成分称为静电选别。例如，将混合粒子放在金属板上，利用电晕放电使粒子带电后。将金属板倾斜．此时，由于导电性好的粒子失去较多电荷，与金属板间的附着力降低，因而迅速从金属板上滑落，由此可进行粒子选别，如农业生产中应用的静电选种。静电选别已应用于矿石选别。食品加工过程中异物的除去以及茶叶选别等方面。 (5) 直流高压的产生。范德格拉夫静电发生器就是利用电晕放电使高压球带电而产生直流高压的，可以做泄漏电流试验等绝缘检查试验，广泛应用于生产电力设备厂家和电力系统等部门。 (6) 高压测量。静电电压表，脉冲电压记录仪都是利用静电现象对高压进行测量的装置，广泛应用于电力的高压试验等领域。 (7) 燃料气体的点火。利用微小电流放电可以对气体热水器、气体炉灶等进行点火，放电脉冲电压峰值为几万伏（放电能量约1mJ），而汽车的点火等也是利用微小的电流放电，使发动机汽缸内燃料气体爆炸而获得动力，燃料气体点火时脉冲电压的峰值为10～100kＶ。 2. 静电危害的对策 两物体接触后分离会带电（如相互摩擦后分离）．绝缘物体或不接地导体带电后，电荷泄漏很少，因而可以长时间保持带电。如果反复接触、分离，则带电量不断增加，会产生如下危害。 (1) 库仑力引起的危害。库仑力会造成照相机等精密仪器以及半导体器件的制造过程中附着微尘，还会造成纺织厂内纱线的纠结以及纺织品的纠缠。 (2) 放电引起的危害。包括可燃性气体的发火爆炸，变压器油流动带电造成变压器绝缘击穿，飞机的通信故障，放电时的电磁噪音会造成计算机误操作，摄影胶片，半导体器件等在制造过程中的暴光和损坏，人体遭电击等等。 (3) 静电危害的防护主要是抑制静电的产生与积聚，具体方法如下： ·限制薄膜的卷取速度以及石油等绝缘物体的输送速度。 ·防止液滴等喷出和飞散（船舱清洗时水流喷射曾引起多起油船爆炸事故）。 第4节趋利避害——静电的利用与防止 课标解读重点难点 1.知道静电对日常生活、生产有利也有弊． 2.通过实例，了解在生产和生活中静电的利用 与防止. 1.静电的利用和防 止．(重点) 2.避雷针原理．(难点) 静电的利用 1.基本知识 (1)静电复印、静电除尘、静电喷漆、静电植绒、静电喷药等都是静电的应用． (2)静电处理的种子抗病能力强，且发芽率高；经过静电处理的水，既能杀菌又不易起水垢． 2．探究交流 静电应用的原理是什么？ 【提示】同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，利用静电力控制带电粒子的运动或分布. 静电的防止 1.基本知识 (1)方法：将静电荷导走或静电屏蔽． (2)实例 ①在印染厂里，棉纱、毛线、化学纤维上的静电会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降．人们常常采用湿度调节来解决这一问题．设法使车间里保持一定湿度，让电荷随时放出，便可以消除静电危害． ②雷电这一静电现象常常会造成巨大的自然灾害，为了避免雷电的危害，通常使用避雷针．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，云层上的大量静电由避雷针直接导入地下，同时，避雷针的尖端向空中放电，也中和了云层中的部分电荷，这样就避免了建筑物遭受雷击． ③在生产和科研中，电磁仪器常会因外界电场干扰而无法正常工作．针对这一类现象，人们常采用静电屏蔽的方法，把这些设备置于接地的封闭(或近似封闭)金属罩中．2．探究交流 为什么飞机加油时加油车和飞机之间用一根金属导线相连且接地？ 【提示】因为飞机降落时轮胎和地之间摩擦产生静电，若不及时导走，飞机就会通过与它接触的物体放电，产生电火花，引起火灾．所以要在加油车和飞机之间用一根金属导线相连且接地，把飞机上的电荷及时导走，防止意外放电. 放电现象 1．桥车尾部拖着一长条橡胶带，有什么用途？ 【提示】将车体的静电荷导入大地． 2．常见的放电现象有哪几种？ 【提示】火花放电、接地放电、雷电、尖端放电． 1．放电产生的原因 空气中存在少量的自由电子，当导体上聚集的电荷很多时，会在周围空间产生强电场，空气中的自由电子很快被加速到较大的速度和空气中的分子进行碰撞，使空气中的分子电离，这样，在很短时间内空气中会产生大量的自由电荷，形成强烈的放电现象．2．几种常见的放电现象 (1)火花放电 当电荷在物体上大量积累时，在物体周围会产生很强的电场．如果电场足够强，原来是绝缘体的空气被强电场击穿变为导体，这一现象称为空气的电离．强大的电流通过电离的空气时发声、发光、产生电火花并放出大量的热，这就是火花放电现象． ①云层与云层之间或云层与地面之间产生的闪电、雷鸣是火花放电现象． ②在干燥的空气中脱掉化纤衣服时，会看到火花，并听到劈啪声，这也是火花放电现象． ③实验室中感应起电机两个导电杆之间产生电火花，也是火花放电现象． (2)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． 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良好的材料制成，以防止静电的积累． (3)雷电 当云层间(或云层与地面间)积累大量的电荷时，空气被电离，发生放电，产生强大的电流，从而产生耀眼的闪光和巨响，这就是电闪和雷鸣． 8.C 静电的利用与防范 【学习目标】 1．知道静电的利用，知道静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印的简单原理 2．知道静电的防范，知道保持湿度、避雷针、良好接地的基本原理 3．知道雷电现象及其危害，初步学会避雷方法 4．了解静电知识在生产、生活中的广泛应用 【学习内容】 1、静电的利用实例：（1）_______________（2）__________________（3）_______________。 利用静电的基本原理，几乎都是利用了异种电荷__________的原理，也就是电荷在电场中受__________作用产生的定向移动。 2、静电的防范实例：（1）_______________（2）__________________（3）_________________。 防止静电危害的基本原理是消除电荷的__________。 【例题精析】 例1、静电除尘器：如图所示为一种静电除尘器的示意图，空气流进吸尘器的入风通道时，会带上一定量的 电 荷，同时速度会急剧变小，在收尘器外壳上的 电荷 的作用下，灰尘颗粒会吸附并跌落在收尘器内。 例2、静电复印机工作原理： 1、充电：由电源使整个硒鼓表面带上_____电荷。 晶体硒能够导电，导电能力随光照强 度的增减而增减。 2、 曝光：利用光学系统将原稿上字 迹的像成在硒鼓上。硒鼓受到光照的 部分会成为________，使原来带有的 电荷被导走；而在字迹成像部分，由 于未受光照，仍是很好的________， 能将原来的电荷保留下来，成为带电 的“静电潜像”。（选填“导体”或“绝 缘体”） 3、显影：带 电的墨粉被带 电的“静电潜像”吸引，并吸附在潜 像上，显出墨粉组成的字迹； 4、转印：最后带 电的白纸与晒鼓表面的墨粉（负电）字迹挤压接触，再将墨粉吸附到白纸上就完成了复印任务。 + + + + - - 浅谈静电的产生、防护及应用 文章分析了静电是怎样产生的和它给我们带来的一些危害，并且列举了对静电的应用，并且提出了防护静电的方案，希望人们正确看待静电。 标签：静电；危害；防护 1 静电的产生 静电主要是由于电荷在某一瞬间的不平衡而产生，在我们周围小到我们的生活用品，大到我们的生工具都有可能发生静电，它产生的形式也是多种多样的，生活中我们常会见到的一种是因衣服的摩擦而产生的静电，谈到电，绝缘的物体可以把它隔离开，让我们意想不到的是静电在绝缘性高的物体上却很容易发生，那么对于静电的形成原因，我们可以从三个方面去解剖。 （1）我们要明白有些物体看似很不活跃，这是因为在一般情况下，物体自身所带的正负两种电荷相互中和了，所以不会产生静电现象。但是当物体1和物体2之间发生摩擦后分开时，此时就会有电荷在两物体之间转移，会出现一方因得到多余的电子而表现为负，另一方因丢失电子表现为正带有多余的正。 （2）原子内包含的电子和质子一般带有等量的电性相反的电荷，但电子受到影响后就会变得活跃起来，从而挣脱原子的核束缚，因为丢失了电子而显现出正电荷的性质。 （3）当我们给导体通电时，在它的周围就会产省感应磁场，而此时如果遇到周围环境较为干燥的绝缘物体，就会形成不流动的静电，经过聚集后机会形成很高的静电。 2 静电的危害 2.1 对电子设备的危害 电子设备都是由很多种电子元件组合而成，它们都是比较脆弱的，轻则在十多伏电压下，重则在上百伏的电压下就足够就会影响它们的寿命，但是静电对电子设备产生的影响并不能及时地被察觉，在长时间后才会暴露，此時电子设备已完全失去利用价值，所以静电对电子设备的影响是相当严重的。 2.2 对运输的危害 当有静电产生后，该物体就会有很高的电位，如果遇到某些呈电中性的物体时会形成电位差，当此数值大于300时，我们就可以看见电火花，此时很容易把那些易燃易爆的物品点着。所以我们经常会看到在运输油时，设备一定与地连接，这样就可以把多余的电子转移到大地，避免了可能会发生的爆炸。 静电的利用和防止 以下是关于静电的利用和防止，希望内容对您有帮助，感谢您得阅读。 教学目标 知识目标 1、了解静电的利用和静电的防止；知道静电的利用原理． 2、分析日常生活中的静电现象，对有害静电提出有效的防止措施． 能力目标 通过本节内容的学习，培养学生对现象的分析能力，以及利用所学知识解决问题的能力． 情感目标 让学生联系实际，关心社会，培养学生的社会责任感． 教学建议 本节内容是选学内容，教师在讲解时注意激发学生的积极性，培养学生的观察能力．生活中的静电现象比较常见，教师可以通过录像、图片等方法让学生更多的了解静电现象，并引导学生利用所学对有害静电提出有效的防止措施；另外针对静电的利用，重点讲解静电的利用原理．可以讲解静电复印机、或静电除尘． · 在教学中，注意培养学生的社会责任感，联系实际，关心社会，让学生意识到用所学回报社会是社会公民的义务，这也是我们教学的目标． 教学设计示例 第十节静电的利用和防止 1、静电的利用 教师讲解：通过前面的学习，我们知道使物体带电的方法：摩擦起电、感应起电，我们也学习了电荷运动的一些规律，还研究了一种储存电荷的装置——电容器，人们通过各种装置来利用电荷，但是一些电荷还是会给人类带来麻烦，有时甚至造成危害． 教师出示有关静电的图片； 人们通常通过控制电极、利用各种物体特殊的光电性质来产生对我们有利的电荷加以运用，服务我们的生活．例如（1）静电除尘（教师讲解） （2）静电复印：（学生自学） （3）静电喷漆（学生自学） 请同学思考：能否举出你知道的静电利用示例，你觉得，在哪些方面我们也可以利用静电？ 2、静电的防止： 教师讲解：在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发的时候， · 源电荷，则导体带什么电？若将导体接地则情况如何？左端接地呢？ 知道了电场中的导体会发生静电感应现象，那为什么会产生静电感应现象呢？产生静电感应现象会导致怎样的结果，导体又有何特点呢？今天这节课就来学习这些问题。 （一）静电平衡状态下的导体 问题：把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0 的电场中，会有什么现象？ 问题：导体中所有自由电子都会定向移动吗？ 正负电荷在两侧积累会出现感应电场E‘，感应电场与原电场叠加，当E’= E0，即导体内部合场强E为0时，导体内电子不再自由移动。 一、静电平衡状态下导体的电场 1、电场中的导体，内部自由电子不再定向移动的状态叫静电平衡状态。讨论：导体中自由电子会由于受到电场力作用而发生定向移动。 讨论： 于有电场力；不是，电子累积会 场，感应电场与 问题：处于静电平衡状态的导体的电场具有什么特点？ 2、特点：（1）导体内部场强处处为零； （2）导体为等势体，表面是等势面； （3）导体表面场强垂直于表面； 二、导体上电荷的分布 思考：导体处在静电平衡时电荷的分布有何特点？演示：导体上电荷分布探究——法拉第“圆筒实验” 特点1：达到静电平衡时，导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面。 演示： 特点2：在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的地方几乎没有讨论处于静电平衡 点。 观察实验，积极讨论，得出静电平衡状态下导体上电荷分布的特点。 电荷分布。 （二）静电的应用与防范 1、尖端放电 视频演示：尖端放电 问题：你观察到了什么现象？什么原因造成的？教师引导：导体尖端附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。 原因：因为在尖端附近强电场的作用下空气中残留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运动过程中它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生大量新的离子，这就使空气边得易于导电。在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。 问题：你能举出尖端放电的应用实例吗？ 视频演示：避雷针分组讨论： 分析尖端放电原因：导体尖端电荷密度大，尖端周围电场强，空气中残留带电粒子剧烈运动，空气电离，正负电荷 荷，尖端失去电荷，尖端放电。 避雷针 1．以下关于静电现象说法错误的是（）A．用丝绸摩擦玻璃棒后丝绸将得到电子带上负电B．接触带有精密电子元件的电路板时，最好先用手接触一下金属水管或其它接地金属C．在油罐车尾部装上一条拖在地上的铁链，以便导走运输过程中摩擦产生的静电 D．摩擦起电不符合电荷守恒定律，因为过程中产生了新的电荷2．以下叙述的仪器、器材或者现象不是利用了静电屏蔽原理的是（）A．16岁天才科学达人卢驭龙在中国达人秀上用特斯拉线圈表演人工雷电，他身着金属网保护服B．遇到雷雨天，行进中的汽车要关闭所有车窗，就算车体遭到雷击，车内人员通常也不会受伤C．考场外头走廊上安装的考场无线信号屏蔽器D．电视闭路线芯外通常包有一层金属网和锡纸 3．下列有关生活中的静电，其中是利用静电技术的是_________ ①静电除尘②飞机轮胎用导电橡胶制成③静电复印④雷雨天不能在高大树木下避雨 4．下列事例中属于静电应用的有( ) A．油罐车拖一条铁链B．飞机机轮用导电橡胶制成 C．织地毯时夹一些不锈钢丝D．静电复印 5．地毯中夹入少量的金属纤维是为了（）A．避免人走动时产生静电B．将人走动时产生的静电及时导走C．增大地毯的强度和韧性D．对地毯起装饰作用 6．电视机的荧光屏表面经常有许多灰尘，这主要的原因（）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 7．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上的铁链条B．小汽车上有一根露在车面上的小天线C．在印染厂中保持适当的湿度D．在地毯上夹杂0.05～0.07 mm 的不锈钢丝导电纤维 8．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9．下列做法中属于防止静电产生危害的是（）A．在高大的建筑物顶端装避雷针B．小汽车上装有一根露在外面的小天线C．在高大的烟囱中安装静电除尘器D．汽车制造厂车间里进行静电喷漆10．下列说法不正确的是（）A．静电在工业和生活中有很重要的用途，不会带来麻烦B．静电除尘的原理是带电粒子受到电场力的作用，会向电极运动，最后被吸附在电极上C．静电应用的例子有：静电除尘、静电复印、静电喷涂、静电植绒、静电分选等D．防止静电危害的最好办法是把产生的静电及时导走，避免越积越多，如汽车后面拖一条铁链在地上 参考答案： 1．答案：D 2．答案：C 静电的防止与利用 【教学目标】 1．知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件。 2．掌握静电平衡状态下的导体特点。 3．了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用。 【教学重难点】 掌握静电平衡状态下的导体特点。 【教学过程】 一、复习提问、新课导入 教师：上为什么给车加油前要触摸一下静电释放器？ 学生回答：略 教师投影展示问题：把一只小鸟放入一个用金属网制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高压电场中，鸟会安然无恙吗？如果人在金属笼子里，给笼子加上高压电，人安全吗？ 教师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习《静电的防止与利用》。（板书课题）二、新课教学 （一）静电感应 教师：把金属导体放入电场中，导体上会出现怎样的现象？ 画图阐述：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷的现象叫做静电感应。 （二）静电平衡 提问：1．电子的聚集会出现怎样的结果？ 提问：2．电子是否会永远这样定向运动下去？ 画图阐述：当导体内的自由电子不再发生定向移动时，导体达到静电平衡状态。 提问：3．最终会出现怎样的现象？ 总结：静电平衡的条件 通过学生们互相讨论积极回答： （三）静电平衡的特点 1．处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。 2．导体内部无电场线分布，外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 巩固练习 例1：如图，长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端为R的某点。当达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强的大小为多大？ （四）静电平衡时导体上电荷的分布的特点 1．静电平衡时导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面。 2．处于静电平衡状态的导体，在导体的外表面越尖锐的位置，电荷的密度越大（即单位面积电荷量多），周围的场强越大。 3．尖端放电 （1）导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞散，即使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。 （2）那些所带电荷与导体尖端的电荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。 （3）应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 （五）静电屏蔽 1．静电屏蔽的定义 教师：回到课前的问题：把一只小鸟放入一个用金属网制成的鸟笼中，再把鸟笼放入高压电场中，鸟会安然无恙吗？如果人在金属笼子里，给笼子加上高压电，人安全吗？ 演示：处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的表面，如果将这个导体掏空呢？ 静电平衡时，内部没有电荷，所以导体壳内空腔里的电场强度也处处为0。 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 静电放电及防护基础知识 简易版 静电放电及防护基础知识简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 一、术语及定义 1、静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷． 2、静电场：静电在其周围形成的电场． 3、静电放电：两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移．静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象就是静电放电． 4、静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压． 5、静电敏感器件：对静电放电敏感的器 件． 6、接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地、船等． 7、中和：利用异性电荷使静电消失． 8、防静电工作区：配备各种防静电设备和器材，能限制静电电位，具有明确的区域界限和专门标记的适于从事静电防护操作的工作场地． 二、静电的产生 1、摩擦：在日常生活中，任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电，而产生静电的最普通方法，就是摩擦生电．材料的绝缘性越好，越容易摩擦生电．另外，任何两种不同物质的物体接触后再分离，也能产生静电． 第九章静电场及其应用 9.4静电的防止与利用练习题 一、单选题： 1.如图所示，在超高压带电作业中，电工所穿的高压工作服内有编织的铜丝，这样做的目的是( ) A．铜丝编织的衣服不易拉破 B．铜丝电阻小，对人体起到保护作用 C．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内场强为零 D．电工被铜丝衣服所包裹，使衣服内电势为零 答案 C 解析电工穿的衣服包含铜丝，能起到静电屏蔽的作用，使衣服内合场强为零，故C正确． 2.每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是( ) ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头 ②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备 ③固定电话和手提电话均可正常使用 ④在旷野，应远离树木和电线杆 A．①②③ B．①②④ C．①③④D．②③④ 【答案】 B 【解析】表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电．固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用． 3.如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子内部产生的电场分布情况正确的是( ) 【答案】 C 【解析】金属盒内部由于处于静电平衡状态，因此内部每点的合电场强度都为0，即金属盒内的每一点，感应电荷产生的电场的电场强度都与点电荷＋Q在那点产生的电场的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷＋Q的电场线重合，但方向相反. 4.一带有绝缘底座的空心金属球壳A带有4×10－8 C的正电荷，有绝缘柄的金属小球B 带有2×10－8C的负电荷，使B球与球壳A内壁接触，如图所示，则A、B带电荷量分别为( ) A．Q A＝＋1×10－8 C，Q B＝＋1×10－8 C B．Q A＝＋2×10－8 C，Q B＝0 C．Q A＝0，Q B＝＋2×10－8 C D．Q A＝＋4×10－8 C，Q B＝－2×10－8 C 答案 B 解析B与A接触后，负电荷全部分布在外表面，内壁电荷量为零，故B带电荷量为零，A带电荷量为正、负电荷中和后的电荷量，即Q ＝＋2.0×10－8 C，故选B. A 工业静电危害与防范措施 一、前言 在大部份工业制程中都会产生静电荷的累积，轻则使人感到不舒适，重则对人体造成伤害，甚至在易燃性气体、液体和粉尘的装卸与输送过程中，产生火灾爆炸事故。尤其在某些具潜在静电危害的行业，如：化学、石油、涂料、塑料、制药、食品、印刷和电子等行业，容易有静电危害产生的问题。 二、静电危害的产生 静电危害的产生有一特定的过程。在工作环境中，所有因静电引起的火灾爆炸事件都遵循着相同的程序，如下所述：首先发生电荷分离，然后电荷累积，若电荷无法散逸，则将发生静电放电，同时可能引燃周围易燃性物质，而发生火灾爆炸危害事件。 许多工业制程常使用导电性甚差的物质，并常有表面接触、分离和移动的操作，因而产生电荷分离的现象。例如：高电阻值液体的流动或过滤、粉体的研磨、混合或筛选过程、粉体的气动式传输、人员或车辆在绝缘地板上的移动、输送带或薄片状物质在滚轮上的移动等。在上述或类似的制程中都会发生静电的问题。 当电荷在物体上累积到使电场达空气的介电强度3MV/m时，就会产生放电现象，将其所储存的全部或部份能量释放出来，形成具有光与热的放电路径，并可能引燃易爆性物质。根据易燃性物质的最小引火能量 (Minimum Ignition Energy MIE) 数据，可推知静电放电的能量是否足以引燃该易燃性物质。 近来由于许多设备的零件都使用非导电性塑料，使得设备中某部份金属的组件、组件、管路、容器或结构形成电的绝缘体，致使电荷逐渐累积至危险程度。典型的例子包括：在塑料管路上安装金属漏斗、金属管路上因非导电性垫圈而使某段金属管路绝缘、人员因穿绝缘鞋或站在绝缘地板上而使人体被绝缘等。累积在绝缘导体上的电荷产生放电时，会将所有的能量在一次放电中释放，此类静电放电称为火花放电。一般而言，火花放电可引燃易燃性气体、蒸气和尘云。 电荷在绝缘物体表面的移动速率甚慢，然而静电放电的持续时间却极短，因此绝缘物体蓄积的电荷，不易于单次的静电放电中全部释放出来，而可能在绝缘物体表面之邻近区域发生多次静电放电。由于电荷和周围环境几何形状之不同，放电型式可分为：电晕放电、刷状放电，以及射状放电三种。一般而言，刷状放 静电的防治和应用 教学目标 知识目标 1、了解静电的利用和静电的防止；知道静电的利用原理． 2、分析日常生活中的静电现象，对有害静电提出有效的防止措施． 能力目标 通过本节内容的学习，培养学生对现象的分析能力，以及利用所学知识解决问题的能力． 情感目标 让学生联系实际，关心社会，培养学生的社会责任感． 教学建议 本节内容是选学内容，教师在讲解时注意激发学生的积极性，培养学生的观察能力．生活中的静电现象比较常见，教师可以通过录像、图片等方法让学生更多的了解静电现象，并引导学生利用所学对有害静电提出有效的防止措施；另外针对静电的利用，重点讲解静电的利用原理．可以讲解静电复印机、或静电除尘． 在教学中，注意培养学生的社会责任感，联系实际，关心社会，让学生意识到用所学回报社会是社会公民的义务，这也是我们教学的目标． 教学设计 1、静电的利用 教师讲解：通过前面的学习，我们知道使物体带电的方法：摩擦起电、感应起电，我们也学习了电荷运动的一些规律，还研究了一种储存电荷的装置——电容器，人们通过各种装置来利用电荷，但是一些电荷还是会给人类带来麻烦，有时甚至造成危害． 教师出示有关静电的图片； 人们通常通过控制电极、利用各种物体特殊的光电性质来产生对我们有利的电荷加以运用，服务我们的生活．例如 （1）静电除尘（教师讲解） （2）静电复印：（学生自学） （3）静电喷漆（学生自学） 请同学思考：能否举出你知道的静电利用示例，你觉得，在哪些方面我们也可以利用静电？ 2、静电的防止： 教师讲解：在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发的时候，我们会看到静电现象，在干燥的北方秋季，静电现象也较为明显．静电会给人民的生活带来危害，甚至造成事故，同学们在看 YF-ED-J3938 可按资料类型定义编号 静电的产生、危害与防范 对策实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日 静电的产生、危害与防范对策实 用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 一、前言 虽然静电效应是电学中最早用实验证明出 来的，但在现代工业制程中静电却还被视为 “无名火”。一般业界对静电危害防制技术可 谓相当陌生，常常发生许多误解或误用防制方 法而不自知，以致未能防范静电危害事故的发 生。 在大部份工业制程中都会产生静电荷的累 积，轻则使人感到不舒适，重则对人体造成伤 害，甚至在易燃性气体、液体和粉尘的装卸与 输送过程中，产生火灾爆炸事故。尤其在某些具潜在静电危害的行业，如：化学、石油、涂料、塑料、制药、食品、印刷和电子等行业，容易有静电危害产生的问题。 二、静电危害的产生 静电危害的产生有一特定的过程，如图1所示。图中的架构有助于对静电放电引燃之危害作系统性的认识。在工作环境中，所有因静电引起的火灾爆炸事件都遵循着相同的程序，如下所述：首先发生电荷分离，然后电荷累积，若电荷无法散逸，则将发生静电放电，同时可能引燃周围易燃性物质，而发生火灾爆炸危害事件。 许多工业制程常使用导电性甚差的物质，并常有表面接触、分离和移动的操作，因而产 In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.静电的应用技术及危害防 护正式版 静电的应用技术及危害防护正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 摘要：静电是生活中非常常见的一种现象。现代科技技术，已经将静电的应用技术与生活紧密的联系在一起。本文简要的对静电的应用技术进行了概括，并分析了静电的危害与防护。 关键词：静电；应用技术；危害防护 一、关于静电 物质都是由分子组成，分子是由原子组成，原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成。当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷如电子转移到另一个物体使其带正电，而另一个 体得到一些剩余电子的物体而带负电。若在分离的过程中电荷难以中和，电荷就会积累使物体带上静电。所以在很多运动的物体在与其它物体接触与分离的过程（如摩擦）就会带上静电。固体、液体和气体多会带上静电。如在干燥的季节人体就很容易带上很高的静电而遭受静电电击。 二、静电的应用技术 利用静电感应、高压静电场的气体放电等效应和原理，实现多种加工工艺和加工设备。在电力、机械、轻工、纺织、航空航天以及高技术领域有着广泛的应用。 （一）静电除尘 静电除尘是利用静电场的作用,使气体中悬浮的尘粒带电而被吸附，并将尘粒从 （中国纱线网，经典案例分析，教你如何应对产品质量索赔） 静电利与弊的利用和防止 静电利与弊的利用和防止静电的危害很多，它的第一种危害来源于带电体的互相作用。在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里。由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就在混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼。静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“叭叭”的响声，这对人体基本无害。但在手术台上，静电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。 在二十世纪中期，随着工业生产的高速发展以及高分子材料的迅速推广应用, 一方面，一些电阻率很高的高分子材料如塑料、橡胶等的制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化, 使得静电能积累到很高的程度, 另一方面，静电敏感材料的生产和使用, 如轻质油品, 火药, 固态电子器件等, 工矿企业部门受静电的危害也越来越突出, 静电危害造成了相当严重的后果和损失。曾使得造成电子工业年损失达上百亿美元，这还不包括潜在的损失。在航天工业，静电放电造成火箭和卫星发射失败，干扰航天飞行器的运行。在石化工业，美国从1960年到1975年由于静电引起的火灾爆炸事故达116起。1969年底在不到一个月的时间内荷兰、挪威、英国三艘20万吨超级油轮洗舱时产生的静电引起相继发生爆炸以后，引起了世界科学家对静电防护的关注。我国近年来在石化企业曾发生30多起较大的静电事故, 其中损失达百万元以上的有数起。例如上海某石化公司的2000m3甲苯罐, 山东某石化公司的胶渣罐, 抚顺某石化公司的航煤罐等都因静电造成了严重火灾爆炸事故。二次世界大战后许多工业发达国家都建立了静电研究机构。 静电危害起因于静电力和静电火花，静电危害中最严重的静电放电引起可燃物的起火和爆炸。人们常说，防患于未然，防止产生静电的措施一般都是，改造起电强烈的工艺环节，采用起电较少的设备材料等。最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引人大地，避免静电积累。细心的乘客大概会发现；在飞机的两侧翼尖及飞机的尾部都装有放电刷，飞机着陆时，为了防止乘客下飞时被电击，飞机起落架上大都使用特制的接地轮胎或接地线；以泄放掉飞机在空中所产生的静电荷。我们还经常看到油罐车的尾部拖一条铁链，这就是车的接地线。适当增加工作环境 静电事故预防技术参考文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月 静电事故预防技术参考文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 (一)静电的特性度危害 1.静电的产生 最常见产生静电的方式是接触分离起电。当两种物体 接触，其间距离小于25×10-8cm时，将发生电子转移， 并在分界面两侧出现大小相等、极性相反的两层电荷。当 两种物体迅速分离时即可能产生静电。 下列工艺过程比较容易产生和积累危险静电： (1)固体物质大面积的摩擦； (2)固体物质的粉碎、研磨过程，粉体物料的筛分、过 滤、输送、干燥过程；悬浮粉尘的高速运动； (3)在混合器中搅拌各种高电阻率物质； (4)高电阻率液体在管道中高速流动、液体喷出管口、液体注入容器； (5)液化气体、压缩气体或高压蒸气在管道中流动或由管口喷出时； (6)穿化纤布料衣服、穿高绝缘鞋的人员在操作、行走、起立等。 2.静电的特点 (1)静电电压高。静电能量不大，但其电压很高。固体静电可达20×104V以上，液体静电和粉体静电可达数万伏，气体和蒸气静电可达10000V以上，人体静电也可达10000V以上。 (2)静电泄漏慢。由于积累静电的材料的电阻率都很高，其上静电泄漏很慢。 (3)静电的影响因素多。静电的产生和积累受材质、杂 静电的利用和防止 教学目标知识目标 1、了解静电的利用和静电的防止；知道静电的利用原理． 2、分析日常生活中的静电现象，对有害静电提出有效的防止措施．能力目标通过本节内容的学习，培养学生对现象的分析能力，以及利用所学知识解决问题的能力．情感目标让学生联系实际，关心社会，培养学生的社会责任感．教学建议本节内容是选学内容，教师在讲解时注意激发学生的积极性，培养学生的观察能力．生活中的静电现象比较常见，教师可以通过录像、图片等方法让学生更多的了解静电现象，并引导学生利用所学对有害静电提出有效的防止措施；另外针对静电的利用，重点讲解静电的利用原理．可以讲解静电复印机、或静电除尘．在教学中，注意培养学生的社会责任感，联系实际，关心社会，让学生意识到用所学回报社会是社会公民的义务，这也是我们教学的目标．教学设计示例第十节 1、静电的利用教师讲解：通过前面的学习，我们知道使物体带电的方法：摩擦起电、感应起电，我们也学习了电荷运动的一些规律，还研究了一种储存电荷的装置——电容器，人们通过各种装置来利用电荷，但是一些电荷还是会给人类带来麻烦，有时甚至造成危害．教师出示有关静电的图片；人们通常通过控制电极、利用各种物体特殊的光电性质来产生对我们有利的电荷加以运用，服务我们的生活．例如（1）静电除尘（教师讲解）（2）静电复印：（学生自学）（3）静电喷漆（学生自学）请同学思考：能否举出你知道的静电利用示例，你 觉得，在哪些方面我们也可以利用静电？2、静电的防止：教师讲解：在干燥的天气里，用塑料梳子梳头发的时候，我们会看到静电现象，在干燥的北方秋季，静电现象也较为明显．静电会给人民的生活带来危害，甚至造成事故，同学们在看过书后，想一想，你的周围是否也有一些有害的静电现象呢？你能象到什么方法来避免呢？3、总结教师讲解：学过电场知识，尤其学过了本节内容，我希望同学们了解：我们的身边还有很多东西需要大家去学习、发现、还有很多东西可以通过我们的改造并让它为我们服务．关爱社会、学以致用，更好的为社会服务是我们每个人的社会责任． 教学目标知识目标 1、了解静电的利用和静电的防止；知道静电的利用原理． 2、分析日常生活中的静电现象，对有害静电提出有效的防止措施．能力目标通过本节内容的学习，培养学生对现象的分析能力，以及利用所学知识解决问题的能力．情感目标让学生联系实际，关心社会，培养学生的社会责任感．教学建议本节内容是选学内容，教师在讲解时注意激发学生的积极性，培养学生的观察能力．生活中的静电现象比较常见，教师可以通过录像、图片等方法让学生更多的了解静电现象，并引导学生利用所学对有害静电提出有效的防止措施；另外针对静电的利用，重点讲解静电的利用原理．可以讲解静电复印机、或静电除尘．在教学中，注意培养学生的社会责任感，联系实际，关心社会，让学生意识到用所学回报社会是社会公民的义务，这也是我们教学的目标．教学设计示例第十节 1、静电的静电的危害及预防措施(精)
静电防护知识
静电的防护与应用
高中物理 第1章 静电与静电场 第4节 趋利避害静电的利用与防止教师用书 鲁科版选修11
2020 8.C静电的利用和防范
浅谈静电的产生、防护及应用
静电的利用和防止
静电的利用与防范教学设计
高考物理总复习静电现象防止与应用练习(带答案)
静电的防止与利用-教案
静电放电及防护基础知识简易版
9.4 静电的防止与利用(练习题)(解析版)
工业静电危害与防范措施
静电的防治和应用
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静电事故预防技术参考文本
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