1.7.静电现象的应用定稿-概论
课件10：1.7静电现象的应用
以处于静电平衡的导体内部电场处处为 0。因为云层中带的电荷被避雷针通过导
线导入大地。
(×)
(5)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。
(×)
(6)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。
(√ )
2．想一想 (1)如图所示，把一个带正电的小球放入原来不带电
(3)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面 垂直 。
3．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。
二、尖端放电和静电屏蔽
尖端放电
静电屏蔽
当金属外壳达到静电平衡
第一章 静电场
7 静电现象的应用
电子仪器外套金属网罩；通讯电缆外包一层铅皮等。
带电作业的工人穿戴的工作服，是用包含金属丝 的织物制成的。
两位英国科 学家08年在伦敦 进行一次危险的 电力学表演。其 中一名科学家将 把另一位科学家 关进一个铁笼子 里，然后用数百 万伏特的电流对 其进行电击。
鉴于表演的 危险性，两名科 学家事先都买好 了价值1200万英 镑的保险。
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
T谢谢观看 HANK YOU!
的金属空腔球壳内，小球带不带电？
提示：不带电。小球放入金属空腔球壳内，平衡后，电荷只 分布在金属空腔球壳的外表面。 (2)把手机放在不锈钢快餐杯中并用盖子盖住，手机还能接通 吗？如果放在塑料饭盒中呢？试一试并解释其中的原因。 提示：手机放在塑料饭盒中能够接通，放在不锈钢快餐杯中 不能接通。这是因为不锈钢快餐杯能够形成静电屏蔽，手机 无法接收到外界的电磁信号，所以不能接通。
静电的应用和原理
静电的应用和原理一、静电的原理静电是指物体在摩擦、接触或分离等过程中，由于电荷的不平衡而产生的现象。
当物体摩擦或接触时，电子会从一个物体转移到另一个物体，导致一个物体带正电荷，另一个物体带负电荷。
这种电荷不平衡会导致物体间的电场形成，从而产生静电吸引力或排斥力。
静电的原理可以归结为以下几点：1.电子转移：当两个物体接触时，电子从一个物体转移到另一个物体，导致电荷不平衡。
2.电场形成：电荷不平衡会导致物体间形成电场，电场是由电荷所产生的力的传递媒介。
3.静电力：由于电荷不平衡，物体间会产生静电吸引力或排斥力。
二、静电的应用静电在日常生活中有许多应用，下面列举了几个常见的静电应用：1. 静电除尘静电的一个重要应用是除尘。
在工业生产中，会产生大量的粉尘或颗粒物，这些物体往往会附着在设备表面或空气中。
静电除尘技术可以通过吸引力将这些颗粒吸附到带有相反电荷的物体上，从而实现有效的除尘效果。
例如，静电除尘器可以在空气过滤器中使用，将空气中的微粒长时间保持在过滤器上。
2. 静电喷涂静电喷涂是一种常见的喷涂技术，它能够提供更均匀和高效的涂覆效果。
在静电喷涂过程中，喷涂枪通过带有负电荷的涂料颗粒将其喷射到带有正电荷的工件上。
由于静电吸引力，涂料颗粒会均匀地附着到工件表面，形成均匀的涂层。
3. 静电粉末喷涂静电粉末喷涂是一种将粉末颗粒均匀附着到工件表面的技术。
在该过程中，粉末颗粒通过静电荷附着到具有相反电荷的工件上。
然后，工件被加热，使粉末熔化并形成均匀的涂层。
这种技术适用于涂装汽车零部件、家具、金属制品等。
4. 静电预防静电可能对一些仪器、设备或物品的正常运行产生负面影响。
静电预防措施可以帮助避免静电释放导致的问题。
例如，在电子制造过程中，静电可能损坏电子元件，因此需要在生产和处理过程中采取静电防护手段，如可靠接地、使用防静电涂层等。
5. 静电除湿静电除湿是一种通过电场作用将水或湿气从物体中去除的技术。
在静电除湿设备中，电场会吸引水分子，并使其凝结或蒸发，从而降低物体的湿度。
静电现象的应用
静电纺丝：利用静电力将聚合物溶液或熔体拉伸成纤维 静电吸附：利用静电力将纤维吸附在织物表面，提高织物的耐磨性和抗静电性 静电除尘：利用静电力将空气中的灰尘吸附在电极上，提高空气净化效果 静电植绒：利用静电力将绒毛植在织物表面，提高织物的美观性和保暖性
静电喷涂：在电子设备表面喷涂保护层，提高耐磨性和耐腐蚀性 静电除尘：在电子设备生产过程中去除灰尘，提高产品质量 静电复印：在电子设备生产过程中进行复印，提高生产效率 静电屏蔽：在电子设备生产过程中进行屏蔽，防止电磁干扰
和方向
ห้องสมุดไป่ตู้
静电场具有电 势，表示电场 中单位电荷所 具有的电势能
静电现象在日常生 活中的应用
工作原理：利用静电吸附原理，将灰尘吸附在电极板上 应用领域：广泛应用于工业、商业、家庭等领域 优点：高效、节能、环保 发展趋势：智能化、小型化、便携化
工作原理：利用静电吸附原理，将图像转移到纸张上 优点：速度快、成本低、质量高 应用领域：办公、教育、科研等 发展趋势：数字化、智能化、环保化
静电现象在科学研 究中的应用
电场测量：利用静电场测量仪器，测量电场强度和方向 电荷分布：通过观察静电场中的电荷分布，了解电荷的运动规律 电场模拟：利用计算机模拟静电场，研究电场对物质的影响 电场控制：通过控制静电场，实现对物质的精确控制和操作
静电分离：利用静电场将不同电荷的粒子分离，用于分析化学成分 静电吸附：利用静电场吸附微小颗粒，用于制备纳米材料 静电场加速：利用静电场加速粒子，用于粒子加速器实验 静电场控制：利用静电场控制化学反应过程，提高反应效率和选择性
静电现象的产 生是由于物体 间的摩擦或接 触而产生的电
荷转移
静电现象的产 生是由于物体 间的电荷积累
和释放
静电现象的原理与应用
静电现象的原理与应用静电现象是指在物体表面或界面上出现的电荷分布非常不均匀的现象。
当物体与其他物体或介质接触或分离时，物体上的正负电荷之间的平衡被打破，导致电荷的积累，这就是静电现象。
本文将探讨静电现象的原理和一些常见的应用。
一、静电现象的原理静电现象的产生与物体之间的电荷转移有关。
当两个不同材质的物体接触或分离时，电子可能从一物体迁移到另一物体上，使得物体之间形成电荷差异。
这种电荷转移可以通过以下几个基本原理来解释：1. 电子转移原理：物体由原本电中性状态转变为带电状态的过程中，电子从一个物体转移到了另一个物体上，并使其带有相应的电荷。
2. 电荷守恒原理：静电现象中，电总量保持不变。
即物体带电后，正电荷与负电荷的总和仍为零。
这意味着电子在物体之间的转移只是电荷重新分布，而不是电荷的创造或消失。
3. 三角电荷原理：当两个物体接触时，其表面上的电荷可能会被共享，导致两者带有相同或相反的电荷。
而在分离时，电荷仍然保持在物体表面上，使得物体带有静电。
二、静电现象的应用静电现象在我们的日常生活中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 静电除尘：静电可以用于吸附和收集空气中的尘埃、细菌和其他微小颗粒物。
在除尘器或空气净化器中，利用静电作用将带电的滤网吸附周围空气中的颗粒，从而净化室内空气，提供一个更洁净的环境。
2. 静电喷涂：静电喷涂是一种先进的涂覆技术。
在喷涂过程中，喷涂枪带有静电电荷，喷涂物料被带电的喷雾粒子吸引，使其均匀覆盖在被喷涂物体的表面上。
这种技术可以提高涂层的粘附性和覆盖率，并减少了喷涂物的浪费。
3. 静电除湿：静电也可以用于除湿的过程。
通过在潮湿空气中放置带有电荷的材料，如硅胶，静电吸附会从空气中吸附水分，实现除湿效果。
这种方法被广泛应用于脱湿装置和湿度控制设备中。
4. 静电印刷：静电印刷是一种常见的印刷技术，利用静电作用使墨水颗粒粘附在印刷版上并传输到纸张上。
这种印刷方法可以实现高速印刷，并在印刷过程中减少了墨水的消耗。
《静电现象的应用》课件
静电悬浮技术是一种利用静电场使物体悬浮的技术，这种技术可以避免物体与支撑物之间的接触和摩擦。
静电悬浮技术在科学研究、精密测量、微型制造等领域有广泛应用，例如在微纳尺度上实现精密测量和制造。
静电悬浮技术
05
电场力作用范围小
电荷分布不均匀
电荷不易流失
由于电荷的聚集和排斥作用，静电现象中电荷的分布往往是不均匀的。
由于静电场的作用力较强，电荷不易流失，通常需要较高的能量才能使电荷转移或中和。
03
02
01
静电现象的特点
02
静电现象在日常生活中的应用
防静电技术
防静电技术：在易燃易爆、精密仪器等特殊环境中，静电可能会引发安全事故或影响产品质量，因此需要采取防静电措施。防静电技术包括使用防静电材料、设备、工具和操作规范等，以减少静电的产生和积累，避免潜在的危险。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
静电植绒
静电植绒：静电植绒是一种利用静电场将短纤维植于底材上的加工方法。由于纤维在电场中带电并被吸附到底材上，因此植绒效果均匀、美观且耐磨性好。这种技术广泛应用于纺织、包装、装饰等领域。
03
静电现象在工业生产中的应用
静电纺纱
利用静电场使纤维伸直、取向并凝聚在带有电极的喷嘴附近形成纤维沉积层的纺纱技术。
静电现象的定义
通过摩擦的方式使物体带电，如塑料梳子与头发摩擦后，梳子带正电，头发带负电。
当一个带电体靠近一个不带电的导体时，导体靠近带电体的部分会感应出与带电体相反的电荷，远离带电体的部分则感应出与带电体相同的电荷。
静电现象的产生
感应起电
摩擦起电
静电现象的应用
Q Ek L 2 (R ) 2
Q
方向：由O
1.7静电现象的应用
把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为 Eo的电场中，结果如何呢？
1、金属导体的微观结 构如何？
2、自由电子如何移动？ 3、自由电子会在什么地方聚积？ 4、电子的聚积会使导体内电场强度如何变化？ 5、最终会出现怎样的现象？ 动态分析
一、静电平衡状态下导体的电场
1、静电平衡状态 电场中的导体，内部自由电子不再定向移动
静电感应瞬间达到静电平衡
2、静电平衡状态的特征
①内部的场强处处为零
②整个导体是个等势体，它的表面是个等 势面
地球是个大等势体，常被选为零势面
带电导体上的电荷怎样分布呢？
二、导体上电荷的分布
①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的 外表面
思考： 电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？
均匀球形导体
二、导体上电荷的分布
荷的分布
①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，越尖锐的地方，电荷密 度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷 的位置几乎没有电荷。 ①空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内 部 ②空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外 部--接地
三、静电屏蔽
题：如图所示，长为 L的导体棒原来不带电，现将 一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到 静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的 电场如何？
①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，越尖锐的地方，电荷密度 （单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位 置几乎没有电荷。
三、尖端放电 导体尖端的电荷密度很大，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。 火花放电：
两个带异种电荷的云层之间，会形成 很大的电场，使云层之间的空气分子 电离。产生剧烈的火花放电
1.7.静电现象的应用定稿_ppt
2：如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外 ：如图所示，把原来不带电的金属球壳 的外 表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入 表面接地，将一带正电的小球 从小孔中放入 球壳内，但不与B发生接触 达到静电平衡后， 发生接触， 球壳内，但不与 发生接触，达到静电平衡后， 则： A、B的空腔内电场强度为零 、 的空腔内电场强度为零 B、B不带电 、 不带电
4、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将 、如图，为一空腔球形导体（不带电） 一个带正电的小球A放入腔中 放入腔中， 一个带正电的小球 放入腔中，当静电平衡 图中a,b,c三点的场强大小关系是（ D ） 三点的场强大小关系是（ 时，图中 三点的场强大小关系是 A.Ea>Eb>Ec B. Ea=Eb>Ec C. Ea=Eb=Ec D. Ea>Ec> Eb b 思考： 三点电势有什么关系 三点电势有什么关系？ 思考：abc三点电势有什么关系？ c
+ - -E=0
+ ++
+ ++
E外
静电屏蔽： 静电屏蔽： ②内屏蔽：把内电场屏蔽（关）在某一指定区域 内屏蔽：把内电场屏蔽（ 内部 + + + E感 - + + - + E外 - + + + + + + +
1.7静电现象的应用
导入新课带电作业的工人在强电压下工作这是他们的工作服鸟笼的鸟安然无恙第一章静电场1.7 静电现象的应用教学目标1. 知识与能力√ 在外加电场的作用下，知道导体达到静电平衡过程中自由电子的移动情况，会对整个过程进行分析。
√ 理解静电平衡的概念知道静电平衡后导体上的电荷分布情况。
√ 知道避雷针的整体构造。
√ 知道尖端放电的概念。
2.过程与方法√ 通过实验理解静电平衡后导体上电荷的分布，并能对不规则物体的电荷分布进行分析。
√ 通过静电感应实验学会分析电荷的变化情况。
3.情感态度与价值观√ 静电平衡、静电屏蔽、尖端放电等都是我们生活中常见的物理现象，会分析这些现象，并能将物理知识运用到生活中。
教学重难点教学重点：教学难点：静电平衡整个过程的分析导体达到静电平衡之后电荷的分布情况静电屏蔽的应用内容解析一、静电平衡状态下导体的电场二、导体上电荷的分布三、尖端放电四、静电屏蔽一、静电平衡状态下导体的电场把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E的匀强电场中，导体内的电子受到库伦力的作用，将向着与电场相反的方向移动。
这样，在导体的AB 面上将出现负电荷，在CD 面上将出现正电荷。
这就是前面研究过的静电感应现象。
----------E0 ADC B导体正负电荷和分开后在导体内部产生于外部电场E 0方向相反的电场E 1，它的电场线用虚线表示。
在达到静电平衡状态前，可以通过图示表示感应电场E 1的变化。
A B C D ----++++1E ---E 0由于E 0>E 1,电场方向向右，导体内的自由电子继续由CD 面向AB 面运动。
直到E 1继续增大。
----++++E0A BCDE只要导体内部的场强不为零，自由电子就会继续做定向移动，导体内部的电荷就会继续增加，导体内的电场会进一步虚弱，直到导体内合场强为零,E=E1。
处于静电屏蔽状态下的导体内部场强处处为零。
当导体内部场强为零时，导体内的电荷不在发生移动。
这是我们说导体达到了静电平衡状态。
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尖端失去电荷 尖端放电
应用: 避雷针
应用：避雷针
闪电防护
• 雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当 遵从四条原则．
• 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出 尖端而被闪电直接击中，所以人长得高还 是一件非常痛苦的事情．
• 二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防 止因“跨步电压”造成伤害．所谓跨步电 压是雷击点附近，两点间很大的电位差， 如若人的两脚分得很开，分别接触相距远 的两点，则两脚间形成较大的电位差，有 强电流通过人体使人受伤害．
A.Ea>Eb>Ec B. Ea=Eb>Ec C. Ea=Eb=Ec D. Ea>Ec> Eb
b
a
c
思考：abc三点电势有什么关系？
5．在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的 点电荷，用E表示球壳外任一点的场强，则
( D) A．当＋Q在球壳中央时，E＝0 B．不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 C．只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0 D．只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，
+++ + +
+
静电屏蔽
由于静电感应，可使金属网罩或金属壳内 的场强为零，遮挡了外界电场对它们的影 响，这种现象叫做静电屏蔽。
两种屏蔽： ①外屏蔽：用一金属壳（金属网）可以把外电场 屏蔽（关）在某一指定区域外面。电场不会进入 导体内部。
+ - --
E=0
+++
静电屏蔽：
②内屏蔽：把内电场屏蔽（关）在某一指定区域 内部
研究静电平衡时导体内部的电荷 ——法拉第圆筒 实验
现象: •甲:A的箔片张角逐渐增大 •乙:A的箔片始终没有张开
结论: •导体内部没有电荷,电荷分布在导体 的外表面 •导体表面越尖锐的位置电荷越密集, 凹陷的位置几乎没有电荷
尖端放电
导体尖端的电荷密度很大，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。
2：如图所示，把原来不带电的金属球壳B的外 表面接地，将一带正电的小球A从小孔中放入 球壳内，但不与B发生接触，达到静电平衡后， 则：
A、B的空腔内电场强度为零 B、B不带电 C、B的内外表面电势相等
B A
D、B带负电
B的外部电场强度为零吗？
3.导体自身带电处于静电平衡，下列说法中正 确的是 (C )
闪电防护
• 第三是不可到孤立大树下和无避雷装 置的高大建筑体附近，不可手持金属 体高举头顶．
• 第四是不要进水中，因水体导电好， 易遭雷击．
• 总之，应当到较低处，双脚合拢地站 立或蹲下，以减少遭遇雷的机会．
思考:空心导体壳内的验电器箔片会张开吗? 不会-- 因为导体壳内部合场强为零.
+
------
+
+ +
--+
--
+
-
+
E外
+
+
+
静电屏蔽：
②内屏蔽：把内电场屏蔽（关）在某一指定区域 内部
+
+ +
E=0 + - --+- --
+
E外
+
+
+
注意：要将内电场屏蔽，导体必需接地将外表 面感应电荷中和
静电屏蔽现象
静电屏蔽的应用
练习
1.当导体达到静电平衡状态时，其场强的特
征是Байду номын сангаас( C )
A.外电场E0消失。 B.感应电荷产生的电场E'为零。 C.导体内部合场强E内 = E0 + E'=0。 D.导体表面和内部场强均为零。
E一定为零
阅读教材25页
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
尖端放电 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
第七节
静电现象的应用
复习： 1、电场的性质是什么？ 2、金属导体的围观结构如何？
将金属导体放入电场中： 1、自由电子怎么移动？会在什么地方积 聚？电子的积聚会出现怎样的结果？
静电平衡状态下导体的电场
导体内自由电子不再定向移动 的状态 ——静电平衡状态
静电平衡状态下导体的电场
静电平衡状态
导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体外部表面附近场强方向与 该点的表面垂直（即电场线与导体 表面垂直）
A.导体内部场强是0，所以电势也是0
B.电荷只分布在外表面，曲率半径小的地方场 强大，所以电势高
C.电荷只分布在外表面，电场线一定和外表面 处处垂直
D.以上说法均不正确
4、如图，为一空腔球形导体（不带电）现将 一个带正电的小球A放入腔中，当静电平衡 时，图中a,b,c三点的场强大小关系是（ D ）