高中物理校本教材
高中物理校本课程教案

高中物理校本课程教案一、教学内容本节课选自高中物理校本课程第四章《电磁学》第二节《电场与电势》的内容。
详细内容包括电场的基本概念、电场强度和电势的计算、电场线和等势面的描绘等。
二、教学目标1. 让学生理解电场的基本概念,掌握电场强度和电势的计算方法。
2. 培养学生运用电场线和等势面分析电场问题的能力。
3. 引导学生探索电场与电势之间的关系,激发学生对电磁学的兴趣。
三、教学难点与重点教学难点:电场强度和电势的计算,电场线与等势面的描绘。
教学重点:电场的基本概念,电场强度和电势的计算方法。
四、教具与学具准备1. 教具:电磁演示仪、电荷模型、电场线和等势面图板。
2. 学具:电荷球、细线、图钉、小纸片。
五、教学过程1. 引入:通过展示电磁演示仪,让学生观察电荷之间的相互作用,引导学生思考电荷间的作用力是如何产生的。
2. 新课导入:讲解电场的基本概念,引导学生掌握电场强度和电势的计算方法。
(1)电场的基本概念:电荷周围存在一种特殊物质,称为电场。
(2)电场强度的计算:电场强度E等于电荷所受电场力F与其电荷量q的比值,即E=F/q。
(3)电势的计算:电势V等于电荷所受电场力做的功W与其电荷量q的比值,即V=W/q。
3. 实践操作:让学生分组操作电荷球、细线、图钉和纸片,观察电荷间的相互作用,并描绘电场线和等势面。
4. 例题讲解:讲解电场强度和电势的计算方法,并举例说明。
5. 随堂练习:让学生计算给定电荷的电场强度和电势。
七、板书设计1. 电场的基本概念2. 电场强度的计算:E=F/q3. 电势的计算:V=W/q4. 电场线与等势面的描绘八、作业设计1. 作业题目:(1)计算给定电荷的电场强度和电势。
(2)描绘给定电荷的电场线和等势面。
2. 答案:(1)电场强度E= F/q(2)电势V= W/q九、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对电场的基本概念和计算方法掌握程度较好,但在实践操作中部分学生对电场线和等势面的描绘不够熟练。
高中物理校本课程(整理)

高中物理校本课程(整理)介绍本文档整理了高中物理校本课程的内容和目标。
通过这些课程,学生将能够掌握物理的基本原理,培养科学思维和实验技能,为进一步的研究和职业发展打下坚实基础。
目标高中物理校本课程的主要目标是:1. 理解物理的基本概念和原理,包括力学、电磁学、光学、热学和声学等领域。
2. 培养学生的科学思维和分析能力,通过解决物理问题培养逻辑推理和问题解决的能力。
3. 培养学生的实验技能,包括实验设计、数据处理和实验结果的分析与解释。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力,通过小组实验和项目,培养学生合作与沟通的能力。
课程内容高中物理校本课程涵盖以下内容:1. 力学:包括运动学、力学定律、质点运动、牛顿定律、动量守恒等。
2. 电磁学:包括电场、磁场、电流、电磁感应、电磁波等。
3. 光学:包括光的传播、光线的反射和折射、光的干涉和衍射等。
4. 热学:包括温度、热量、热传递、理想气体定律等。
5. 声学:包括声音的产生、传播和特性等。
教学方法为了有效实现这些课程目标,增强学生的研究兴趣和参与度,我们将采用以下教学方法:1. 理论讲解:通过教师讲解、示意图和实例等方式,对物理概念和原理进行清晰的讲解和解释。
2. 实验实践:通过进行实验实践,让学生亲自参与和观察物理现象,培养实验技能和科学观察能力。
3. 计算练:通过大量练题和计算题,帮助学生掌握物理公式和运用数学方法解决物理问题的能力。
4. 小组合作:通过小组合作实验和项目,培养学生的团队合作和沟通能力,共同解决物理问题。
5. 应用实例:通过实际生活和科学研究中的应用实例,让学生理解物理在现实中的重要性和应用价值。
评估方法为了评估学生对课程内容的理解和掌握程度,我们将采用以下评估方法:1. 定期测试:通过定期测试检查学生对概念和原理的掌握程度。
2. 实验报告:通过学生的实验报告评估他们对实验技能和科学观察能力的掌握程度。
3. 课堂参与:通过学生在课堂上的积极参与和提问,评估他们对课程内容的理解和研究进度。
校本课程教材_(物理科)

校本课程教材(物理科)生活中的物理理溧阳市第三中学物理组目录第一课、过山车中的物理知识(1)第二课、自行车中的物理知识堂教学(4)第三课、江河大堤与水库大坝(11)第四课、体育中的物理(14)第五课、GPS-全球定位系统(21)第六课、汽车安全气囊系统组成及其工作原理(29)第七课、电饭锅工作原理及保养常识(36)第八课、微波炉的工作原理(39)第九课、激光(48)第十课、磁浮火车(54)第十一课、超声波的应用(57)第十二课、载人航天三大难题(61)第十三课、看照片的艺术(65)第十四课、了解冰箱的构造(70)第一课过山车中的物理知识过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。
那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。
如果你对物理学感兴趣,那幺在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。
实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。
如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。
这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了,当然,如果你的身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
在开始旅行时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。
事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能,即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。
第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。
对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。
当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动能。
高中物理校本教材教案

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教学重点:光的反射规律、折射原理的理解和应用。
教学难点:光的折射原理的理解和运用。
教学准备:教材、黑板、彩色笔、实验器材等。
教学过程:
一、导入(5分钟)
1. 引入光的直线传播和反射规律的概念,让学生回顾之前的学习内容。
2. 提出光的折射问题,让学生思考光在介质之间传播时会发生什么现象。
二、知识讲解(15分钟)
1. 讲解光的反射规律:入射角等于反射角。
2. 讲解光的折射原理:入射角、折射角和折射率的关系。
3. 通过实验演示光的反射和折射现象,让学生亲身体验。
三、示例分析(15分钟)
1. 结合实际例子,让学生分析光的反射和折射过程。
2. 解答学生遇到的问题,帮助他们理解光的传播规律。
四、练习训练(15分钟)
1. 针对光的反射和折射问题设计一些练习题,让学生进行自主练习。
2. 带领学生一起解答练习题,检查学生的理解情况。
五、课堂小结(5分钟)
1. 总结光的直线传播和反射规律以及折射原理。
2. 强调光学知识在生活中的应用,并鼓励学生多实践,加深理解。
六、作业布置(5分钟)
1. 布置相关的作业,巩固学生的知识。
2. 鼓励学生在实际生活中观察光的反射和折射现象,并记录下来。
教学反思:本节课围绕光的反射和折射原理展开,通过实验演示和练习训练,帮助学生理解和掌握这一部分物理知识。
在今后的教学中,可以通过更多的实例和案例引导学生深入理解光的传播规律,提高他们的物理素养和应用能力。
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第一章质点的运动考纲要求:典例分析一、物体运动及其受力特点:1、直线运动:①匀速直线运动、匀变速直线运动、非匀变速直线运动②受力特点是:物体受到的合外力方向跟物体的运动方向在同一直线上(F合或a与V的方向在同一直线上)2、曲线运动:①平抛运动、圆周运动等②受力特点是:物体受到的合外力方向跟物体的运动方向不在同一直线上(F合或a与V的方向不在同一直线上)二、物体运动的常见问题及处理方法:1、直线运动追及和相遇问题的处理方法:追及问题是运动学中最常见的问题之一,解题的方法较多,例如①解析法:就是搞清追及物体和被追及物体之间的关系,根据运动图景和公式,建立相应的时间关系方程、位移关系方程、速度关系方程、加速度关系方程,从而解决问题;②图像法:画出追及物体和被追及物体的位移—时间图像或速度—时间图像,寻找相应关系从而解决问题;③变换参照物法,它选择恰当的参照物,使追及问题处理更简单.例1 、两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度均为V0.若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车刹车时的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中所行的距离为s,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少为多少?(命题说明:知识点——匀变速运动规律、v~t图像;训练目的——考查学生运用公式法或图像法分析解决追及问题的能力。
)【分析与解】首先需要理解的是题中所给两辆汽车刹车过程为相同匀减速直线运动,要想不相撞,后车必须在到达前车开始刹车点之前刹车,才能不相撞.这就明确了一个隐含条件:前车从刹车到停止这段时间内后车在继续匀速前进,即后车匀速运动时间等于前车刹车到停止的时间.因此才需要保持一定距离,设为,由但由此解出如果利用图线,依据题意在同一图中作出前、后车速度图线,可以清楚地看到,从前车刹车时间内后车匀速运动通过的位移(图线下长方形面积),是前车刹车通过位移(图线下三角形面积)的两倍.2、处理曲线运动的基础是运动的合成与分解运动的合成和分解,实质上是利用了等效原理,即分运动和合运动的等效性.它具有如下特征:(1)分运动的独立性.当物体同时参与两个或两个以上的运动时,任何一个方向上的运动都不会因为其他方向上的运动是否存在而受到影响,这就是运动的独立性原理.(2)分运动与合运动的等时性.运动的合成和分解:包括位移、速度、加速度的合成和分解,它们与力的合成和分解一样都遵循平行四边形法则.(在进行分解时常用正交分解法)研究运动合成和分解,目的在于把复杂的运动简化为比较简单的直线运动,这样就可应用已经掌握的有关直线运动的规律,来研究复杂的曲线运动.例2、如图所示,一个斜面倾角为37°.从斜面顶端沿水平方向抛出一个小石块,初速度大小为v0,它在空中飞行一段时间后又落回斜面.(1)求它临接触斜面前的瞬间的速度方向与竖直方向的夹角.(2)求它在空中飞行过程中离斜面的最远距离.分析与解答:(1)把平抛物体的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动.设石块临落回斜面时的速度为v,它的水平分速度仍为v0,竖直分速度为v’,这段过程中的水平方向的位移为s,竖直方向的位移为h,如图(1)所示.设空中运动的时间为t,则,s=v0t.根据几何关系,h/s=tan37°=0.75,可解出t=1.5 v0/g.v’=gt=1.5 v0, 所以,tanθ=v’/ v0=1.5,即末速度与竖直方向的夹角θ=arctan1.5.(2)把石块的初速度v0沿斜面方向及垂直于斜面方向进行分解,如图(2)所示,垂直斜面方向的分速度v1= v0·sin37°=0.6 v0, 沿斜面方向的分速度v2= v0·cos37°=0.8 v0.同样,把重力加速度也进行分解(图中未画出),垂直斜面向下方向的分量g 1=g cos37°=0.8g,沿斜面向下的分量g 2=g sin37°=0.6g.石块在空中的运动沿垂直于斜面方向的分运动是初速为v1、加速度为-g1的匀变速运动,当它这个方向的速度减为0的时刻,即是它离斜面最远的时刻,这时它离斜面的最远距离x就是它沿垂直于斜面方向的最大位移,因此x=.通过第(2)问的解答可以看出,把平抛运动按另外的方向(不按竖直方向和水平方向)进行分解有时更为方便.3、曲线运动的典型问题分析a、速度分解问题分解中常用的思维方法是直接分解合速度.首先要确定合运动的速度方向(这里有一个简单原则:物体的实际运动方向就是合速度的方向),然后分析由这个合速度所产生的实际效果,以确定两个分速度的方向及数量关系。
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静电现象早期的研究与探索人们对电现象的初步认识很早就有记载,早在公元前585年,古希腊哲学家塞利斯,已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体.我国在东汉时期的王充在《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”等问题,所谓顿牟就是琥珀,掇芥意即吸引籽菜,就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。
西汉末年,有关于“玳瑁吸(细小物体之意)的记载,以及“元始中(公元三年)……矛端生火”,即金属制的矛的尖端放电的记载。
晋朝(公元三世纪)还有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“今人梳头,解著衣,有随梳解结,有光者,亦有声。
在对电现象的早期研究中,最早进行系统研究的首推英国医生威廉·吉尔伯特,他在文章中说:“随便用一种金属制成一个指示器……在这个指示器的另一端,移近一个轻轻摩擦过的琥珀或者是光滑的磨擦过的宝石这指示器就会立即转动”,他通过大量的实验驳斥了许多关于电的迷信说法,并且发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质,而且其它物质象金刚石、水晶、硫磺、硬树脂、明矾等也有这种性质,他把这种性质称为电性。
1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机,他用硫磺制成形如地球仪的可转动物体,用干燥的手掌擦着干燥的球体使之停止可获得电,盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验中起着非常重要的作用。
18世纪中叶,电学实验逐渐普及,在法国和荷兰有不少人公开表演认为娱乐。
1731年,英国牧师格雷从实验中发现,由摩擦产生的电在玻璃和丝绸这类物体上可以保持下来而不流动,而有的物体如金属,它们不能由摩擦而产生电,但却可以用金属丝把房里摩擦产生的电引出来绕花园一周,在末端仍具有对轻小物体的吸引作用,他第一次分清了导体和绝缘体,并认为电是一种流体。
电既是一种流体,而流体比如水是可以用容器来蓄存的,1745年,德国牧师克茉斯脱,试用一根钉子把电引到瓶子里去,当他一手握瓶,一手摸钉子时,受到了明显的电击。
1746年,荷兰莱顿城莱顿大学的教授彼得.冯.慕欣布罗克无意中发现了同样的现象,用他自己的话说:“手臂和身体产生了一种无形的恐怖感觉,总之,我认为自己的命没了”。
高中物理校本课程

高中物理校本课程
简介
本文档旨在介绍高中物理校本课程的内容和目标。
高中物理校本课程是针对高中学生设计的一门重要科学课程。
课程目标
高中物理校本课程的目标如下:
1. 培养学生对物理学的兴趣和好奇心。
2. 培养学生的科学思维和实验能力。
3. 培养学生解决实际问题的能力。
4. 培养学生形成科学世界观和价值观。
课程内容
高中物理校本课程的内容涵盖以下主题:
1. 运动与力学
- 匀速直线运动
- 加速度和速度变化- 牛顿力学定律
2. 热学
- 温度、热量和热传递- 热力学定律
- 热能转化和利用
3. 光学
- 光的传播和折射
- 镜面反射和透镜成像- 光的波粒二象性
4. 电学
- 电荷、电场和电势- 电流、电阻和电路- 磁场与电磁感应
5. 原子物理
- 原子结构和元素周期表
- 放射性衰变和核反应
- 量子物理和粒子物理学
教学方法
高中物理校本课程采用多种教学方法,以促进学生的主动研究和实践能力的发展。
教学方法包括:
1. 实验教学:学生通过实验了解物理现象和原理。
2. 课堂讨论:学生参与讨论和思考,培养科学思维能力。
3. 视听教学:利用多媒体资源呈现物理概念和实例。
4. 作业和考试:通过作业和考试评估学生的研究成果。
结语
高中物理校本课程致力于培养学生对物理学的兴趣和科学思维能力,并帮助学生建立科学世界观和解决实际问题的能力。
这门课程将为学生的未来学习和职业发展奠定坚实的基础。
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高中物理新课标校本教材()目录第一章:运动的描述第二章:匀变速直线运动的研究第三章:相互运动第四章:牛顿运动定律第五章:曲线运动第六章:万有引力与航天第七章:机械能守恒定律第一章:运动的描述1、参考系机械运动研究时,相对运动是本质。
判断物体静或动,标准就叫参考系。
参考系在建立时,便做题是原则。
相对地球运动时,地面设为参考系。
2、质点质点模型将物替,科学略画形和体。
物体是否当质点,平动转动是界线。
3、时刻、位置、时间、位移时间时刻要分清,路程位移要仔细。
时刻对应位置点,时间对应位移线。
痕迹长度定路程,初末位置定位移。
路程标量位移矢,国际单位都是米。
4、速度速度表征快与慢,位移来把时间比。
它有向是矢量,单位换算莫轻视。
速度变化需时间,渐变特点应体会。
变化快慢怎表示,物理引入加速度。
5、加速度a是矢量有正负,表征速度变化率;a为正时是加速,a负表示在减速。
a大仅表变速快,a小或有大速度。
av大小各有“源”,两者间接有联系。
6、匀速直线运动等时间有等位移,位移时间成正比。
比值大小是速度,状态不变v如一。
7、匀变速直线运动深刻理解匀变速,速度匀变a恒值。
等时间速等变,速度有恒“变化常”。
8、平均速度与瞬时速度平均速度应注意,哪些时间与位移。
该段位移比时间,谨举公式莫乱思。
瞬时速度须明确,某时某地某物体。
无限短的时间,平均速度求极值。
第二章匀变速直线运动的研究1、V t=V0+at2、S= V0t+at23、v -v=2as速度公式居第一,位移公式应熟记。
速位关系是推论,三式都是矢量式。
4、ΔS=aT25、V => V6、V ===等时相邻相位移,求差总有一定值。
时间位移两中点,时间中点速较低。
7、v y=gt8、h= gt29、v y=2gh自由落体上下抛,运动性质相似的。
g是恒量匀变速,隐含条件究仔细。
10、V1:V2:V3=1:2:311、S1:S2:S3=1:4:912、SⅠ:SⅡ:SⅢ=1:3:513、t1:t2:t3=1:():()基本公式作化简,理解四个比例式。
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静电现象早期的研究与探索人们对电现象的初步认识很早就有记载,早在公元前585年,古希腊哲学家塞利斯,已经发现了摩擦过的琥珀能吸引碎草等轻小物体.我国在东汉时期的王充在《论衡》一书中提到“顿牟掇芥”等问题,所谓顿牟就是琥珀,掇芥意即吸引籽菜,就是说摩擦琥珀能吸引轻小物体。
西汉末年,有关于“玳瑁吸(细小物体之意)的记载,以及“元始中(公元三年)……矛端生火”,即金属制的矛的尖端放电的记载。
晋朝(公元三世纪)还有关于摩擦起电引起放电现象的记载:“今人梳头,解著衣,有随梳解结,有光者,亦有声。
在对电现象的早期研究中,最早进行系统研究的首推英国医生威廉·吉尔伯特,他在文章中说:“随便用一种金属制成一个指示器……在这个指示器的另一端,移近一个轻轻摩擦过的琥珀或者是光滑的磨擦过的宝石这指示器就会立即转动”,他通过大量的实验驳斥了许多关于电的迷信说法,并且发现不仅摩擦过的琥珀有吸引轻小物体的性质,而且其它物质象金刚石、水晶、硫磺、硬树脂、明矾等也有这种性质,他把这种性质称为电性。
1660年,马德堡的盖利克发明了第一台摩擦起电机,他用硫磺制成形如地球仪的可转动物体,用干燥的手掌擦着干燥的球体使之停止可获得电,盖利克的摩擦起电机经过不断改进,在静电实验中起着非常重要的作用。
18世纪中叶,电学实验逐渐普及,在法国和荷兰有不少人公开表演认为娱乐。
1731年,英国牧师格雷从实验中发现,由摩擦产生的电在玻璃和丝绸这类物体上可以保持下来而不流动,而有的物体如金属,它们不能由摩擦而产生电,但却可以用金属丝把房里摩擦产生的电引出来绕花园一周,在末端仍具有对轻小物体的吸引作用,他第一次分清了导体和绝缘体,并认为电是一种流体。
电既是一种流体,而流体比如水是可以用容器来蓄存的,1745年,德国牧师克茉斯脱,试用一根钉子把电引到瓶子里去,当他一手握瓶,一手摸钉子时,受到了明显的电击。
1746年,荷兰莱顿城莱顿大学的教授彼得.冯.慕欣布罗克无意中发现了同样的现象,用他自己的话说:“手臂和身体产生了一种无形的恐怖感觉,总之,我认为自己的命没了”。
就这样穆欣布罗克公布了自己意外的发现:把带电的物体放进玻璃瓶里,就可以把电保存起来。
穆欣布罗克的发现,使电学史上第一个保存电荷的容器诞生了。
它是一个玻璃瓶,瓶里瓶外分别贴有锡箔,瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接,棒的上端是一个金属球,由于它是在莱顿城发明的。
所以叫做莱顿瓶,这就是最初的电容器莱顿瓶很快在欧洲引起了强烈的反响,电学家们不仅利用它们作了大量的实验,而且做了大量的示范表演,有人用它来点燃酒精和火药。
其中最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所作的表演,诺莱特邀请了路易十五的皇室成员临场观看莱顿瓶的表演,他让七百名修道士手拉手排成一行,队伍全长达900英尺(约275米)。
然后,诺莱特让排头的修道士用手握住莱顿瓶,让排尾的握瓶的引线,一瞬间,七百名修道士,因受电击几乎同时跳起来,在场的人无不为之口瞪目呆,诺莱特以令人信服的证据向人们展示了电的巨大威力。
莱顿瓶的发明使物理学第一次有办法得到很多电荷,并对其性质进行研究。
1746年,英国伦敦一名叫柯林森的物理学家,通过邮寄向美国费城的本杰明.富兰克林赠送了一只莱顿瓶,并在信中向他介绍了使用方法,这直导致了1752年富兰克林著名的费城实验。
他用风筝将“天电”引了下来,把天电收集到莱顿瓶中,从而弄明白了“天电”和“地电”原来是一回事。
十八世纪后期,贝内特发明验电器,这种仪器一直沿用到现在,它可以近似地测量一个物体上所带的电量。
另外,1785年,库仑发明扭秤,用它来测量静电力,推导出库仑定律,并将这一定律推广到磁力测量上。
科学家使用了验电器和扭秤后,使静电现象的研究工作从定性走上了定量的道路。
静电的利弊我们知道,摩擦可以起电,摩擦后的正负电荷是被束缚在带电体上的,它不能象电线中的电荷那样定向移动。
所以,人们称之为静电荷,简称静电。
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;在放电视时荧光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;就连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,导致工人死伤,矿井报废。
谁能断言1997年12月29日挪威油轮“伊斯特拉”号突然爆炸不是静电闯的祸?谁能肯定1990年震惊全国的哈尔滨亚麻厂车间爆炸不是静电火花引起的?总之,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,防患于未燃,防止产生静电的措施一般都是降低流速和流量,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,这样可以把电荷引入大地,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,为了防止乘客下飞机时被电击,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。
适当增加工作环境的湿度,让电荷随时放出,也可以有效地消除静电。
潮湿的天气里不容易做好静电试验,就是这个道理。
科研人员研究的抗静电剂,则能很好地消除绝缘体内部的静电。
然而,作何事物都有两面性。
对于静电,只要摸透了它的脾气,扬长避短,也能让它为人类服务。
比如,静电印花、静电喷涂、静电植绒、静电除尘和静电分选技术等,已在工业生产和生活中得到广泛应用。
静电也开始在淡化海水,喷洒农药、人工降雨、低温冷冻等许多方面大显身手,甚至在宇宙飞船上也安装有静电加料器等静电装置。
放电现象带电物体失去电荷的现象叫做放电. 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而不明显地改变地球的电势,这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水, 并不能明显改变海平面的高度一样. 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, 直到导体带电特别少, 可以认为它不再带电。
(如果导体带正电,实际上是自由电子从大地流向导体。
这等效于正电荷从导体流向大地。
)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.2. 尖端放电通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气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。
由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了。
空气电离后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(图2),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。
尖端放电在技术上有重要意义. 高压输电导线和高压设备的金属元件,表面要很光滑, 为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。
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离,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。
火花放电在生活中常会遇到。
干燥的冬天,身穿毛衣和化纤衣服,长时间走路之后,由于摩擦,身体上会积累静电荷。
这时如果手指靠近金属物品, 你会感到手上有针刺般的疼痛感,这就是火花放电引起的。
如果事先拿一把钥匙, 让钥匙的尖端靠近其他金属体, 就会避免疼痛。
在光线较暗的地方试一试,在钥匙尖端靠近金属体的时候, 不但会听到响声, 还会看到火花。
在一些工厂或实验室里, 存在大量易燃气体, 工作人员要穿一种特制的鞋, 这种鞋的导电性能很好,能够将电荷导入大地, 避免电荷在人体上的积累, 以免产生火花放电, 引起火灾。
4. 闪电带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时, 产生耀眼的闪光和巨响, 这就是闪电。
闪电的放电电流可以高达几十万安培, 会使建筑物遭受严重损坏,这就是雷击。
为了避免雷击, 人们设计了避雷针。
避雷针是针状金属物, 装在建筑物的顶端, 用粗导线与埋在地下的金属板相连, 以保持与大地的良好接触(图3)。
当带电云层接近时,大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端,并由于尖端放电而释放到空气中,与云层中的电荷中和,达到避雷的目的。
闪电也有积极的意义。
闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合, 随雨水降至地面形成硝酸盐。
这些硝酸盐是天然的氮肥。
闪电过程中产生的臭氧,能保护地球上的生命免受过量紫外线伤害。
静电的应用目前静电已经有多种应用,如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等.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。
(图1)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,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。
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粘着剂的纺织物上,形成像刺绣似的纺织品。
这就是静电植绒。
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。
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的字迹的像成在硒鼓上(图2)。