统编人教版高中物理必修第三册《4 静电的防止与利用》优质课公开课课件、教案
【课件】静电的防止与利用+课件+-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
4. 静电的防止与利用
着装要求： 穿着防静电面料或全棉面料工作服， 严禁穿化纤服装上岗操作。 操作要求： • 杜绝在加油站现场穿脱、拍打
化纤服装。 • 加油前务必摸一下静电释放器。
加油站静电释放器
油罐车的“小尾巴”
不惧高压电的金属网笼
高压线路工作人员带电作业
交流讨论
交流讨论
阅读课本，回答问题： 2. 什么是空气的电离？
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 烈运动。
带电粒子把空气中 的气体分子撞散， 即使空气分子中的 正负电荷分离。
交流讨论
视 频
《
阅读课本，回答问题：
尖
端
3. 什么是尖端放电？
放
电
典型的应用是什么？
1. 把金属导体放入电场中，导体上会出现 怎样的现象？
• 导体内部自由电子定向移动。
－
E0
－
－
－
－
• 在电场中的导体沿着电场强度的方向
－
＋
E0
两端出现等量异种电荷——静电感应。 － ＋
－
－＋
－
交流讨论
2. 电子的聚集会出现怎样的结果？ 电子是否会永远这样定向运动下去？ 最终会出现怎样的现象？
• 当内部电场 E＝E0＋E′＝0 时，导体 内的自由电子不再发生定向移动， 导体达到静电平衡状态。
交流讨论
1. 处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电 荷只分布在导体的表面，如果将这个导体掏空， 电荷会怎样分布呢？
静电平衡时，导体内表面没有净电荷，导体 壳壁内的电场强度为 0 ，壳内空腔里的电场 强度也处处为 0 ，空腔内也没有净电荷。
物理人教版(2019)必修第三册9.4静电的防止与应用(共26张ppt)
C
—
A
A
C
—
—
-
—
+
E′
—
-
—
+
—
-
—
E0
—
—
B
+
E0
—
D
自由电荷在静电力
作用下发生定向移动。
B
D
导体两端的感应电荷在导
体内部产生附加场，场强为
E′，方向与E0 方向相反。
B
C
-
+
-
+
E=0
-
+
-
+
-
+
E0
D
E =E0+ E感′
当E合=0时，自由电子
不再发生定向移动。
⑴定义： 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的附加电场E′和原电场E0在
影响，这种现象叫做静电屏蔽。
3.实质
E=E0+ E感′
三、尖端放电
静电屏蔽现象演示
4.静电屏蔽的利用
应用1:
超高压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。
利用2: 野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在输电线的上方还有两条
导线，它们与大地相连，形成一个稀疏的金属“网”，把高压线屏蔽起来，免遭
（
）
A．A、B两点电场强度相等，且都不为零
B．A、B两点的电场强度不相等
C．感应电荷产生的附加电场的电场强度大小EA＞EB
D．当开关S闭合时，电子沿导线向大地移动
二、尖端放电
1.静电平衡时导体上电荷的分布特点
+
++++
《静电的防止与利用》PPT免费课件
练习：
2.专门用来运输柴油、汽油的油罐车,在其尾部都装有一条拖在地上的铁链。关于铁链的作用,下列说法正确的是( )。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.由于罐体与油摩擦产生了静电,铁链将油的静电导入大地,从而避免了火花放电
静电平衡时导体上电荷分布的特点：
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。
2、尖端放电
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。
若场强方向跟该点的表面不垂直,则沿该点的表面就有一场强分量,电荷在这一场强分量作用下就会发生运动,就不会处于静电平衡状态了。
1、静电平衡
静电平衡的特点
长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强有多大？方向如何？
练习：
B
练习：
2、下图中P是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况下，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的有（ ）
AD
静电吸附
小结
2、尖端放电
应用：避雷针
避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
2024版新教材高中物理第九章静电场及其应用4.静电的防止与利用课件新人教版必修第三册
2．空气的电离：在一定条件下，导体尖端周围的强电场足以使空气 中残留的带电粒子发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子 中的正负电荷__分_离_____．
3．尖端放电现象：所带电荷与导体尖端的电荷符号_相__反_____的粒子， 由于被_吸__引_____而奔向尖端，与尖端上的电荷__中__和____，这相当于导 体从尖端_失__去_____电荷，这种现象叫作尖端放电．
目标三 静电的应用与静电危害的防止
【导思】——————————————————○ 如图所示，在工厂里，靠近传送带的工人容易受到电击．经研究
发现，这是由于传送带在传送过程中带上了电． (1)为什么靠近传送带的物体会带电？
传送带因为与被传送的物体发生摩擦而带电，靠近传 送带的导体因为静电感应也带上了电．
4．静电的防止与利用
核
物理观念
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．
心 素 养 定
(1)知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏 科学思维 蔽现象及其成因．
(2)会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的电场强度．
位
科学探究
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．
荷量的绝对值为q)放在金属棒的中心轴线上距离棒的左端R处，如图 所示．当金属棒达到静电平衡后，以下说法中正确的是( )
A．棒上感应电荷在 O 点处产生的场强为零 B．棒上 O 点处的场强为零 C．负点电荷在 O 点处产生的电场强度大小为
q k（R＋2l ）2
，方向沿 Oq 连线且指向 q
D．棒上的感应电荷在棒的中点 O 处产生的电场强度
(2)自由电子能否一直定向运动？为什么？
人教版高中物理必修第三册精品课件 第九章 静电场及其应用 4 静电的防止与利用
球壳外电场对球壳内不产生影响,球壳内 电场对球壳外产生影响
球壳内、外电场互不产生影响
本质
静电感应与静电平衡
续表
A
A.匀速直线运动 B.变速直线运动 C.向上偏转的曲线运动 D.向下偏转的曲线运动
[解析] 空心导体腔内部电场强度处处为零,重力可忽略不计的负电荷进入后不受电场力作用,可知该电荷在空心导体腔内做匀速直线运动,A正确,B、C、D错误。
B
A.到达集尘极的尘埃带正电荷 B.到达集尘极的尘埃带负电荷 C.电场方向由放电极指向集尘板 D.放电极与集尘极之间的电场是匀强电场
对点演练4 [2023泰州高一期中]关于静电的防止和应用的事例,下列说法不正确的是 ( )
D
A.静电除尘器是利用静电把灰尘吸附在电极上的装置 B.地毯编织时,在地毯中夹进一些导电纤维,防止静电积累 C.飞机飞行时与空气摩擦,机身会带静电,着陆时导电橡胶轮胎会把静电导走 D.油罐车在运输过程中会带静电,为避免电荷越积越多,油罐车应与地面绝缘
避雷针
光滑
三、静电屏蔽
1.静电屏蔽 静电平衡时,空腔导体内表面没有电荷,导体壳内空腔里的电场强度处处为___。外电场 对壳（网）内的仪器不会产生影响,金属壳的这种作用叫作__________。
2.应用:电学仪器外面有金属壳,以使壳外电场对壳内仪器不会产生影响；野外高压输电线上方还有两条导线与大地相连,形成一个稀疏的金属“网”,把高压线屏蔽起来,使其免遭雷击。
0
静电屏蔽
四、静电吸附
1.原理:在电场中,带电粒子受到______力的作用,向着______运动,最后会被______在电极上。 2.应用:静电除尘、静电喷漆、__________。
静电
电极
9.4 静电的防止与利用 教案 高中物理新人科版必修第三册(2022年)
9.4静电的防止与利用本节的主要概念是静电平衡，掌握静电平衡的概念，理解静电平衡的过程。
金属导体放在电场中，达到静电平衡状态是一个非常快的过程，但是对这一过程的分析却十分重要。
引领学生共同参与讨论这一过程，使他们明白自由电荷不再定向移动的条件。
应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象，最后是静电在实际生产生活中的应用。
物理观念：通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，感受静电平衡概念的建立过程。
科学思维：掌握归纳、演绎推理的方法，训练学生的推理能力，亲身感受知识的建立过程。
科学探究：通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡的导体的特征。
科学态度与责任：经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求是的科学态度。
重点：掌握静电平衡的概念、理解静电平衡的特征。
难点：应用静电平衡知识，认识尖端放电现象和静电屏蔽现象。
多媒体课件、验电器、金属小球等，自然界到处都有静电。
生产中的搅拌、挤压、切割等活动，生活中的穿衣、脱衣、运动等过程都可能产生静电。
在加油站给车加油前，为什么要触摸一下静电释放器?（播放加油站不规范操作起火的动图）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）（一）静电平衡问题1：金属导体的微观结构如何？金属导体内部存在大量的自由电子，他们在金属内做无规则的热运动，但是从整体看他们，没有反生宏观的定向运动。
所以不显电性。
问题2：如果把金属导体ABCD放入电场强度为E0的电场中自由电子怎样移动？刚开始金属板内的电子受到向左的电场力的作用，朝着左边向定向运动。
问题3：自由电子会在什么地方积聚？在导体两端，积聚等量异种电荷，即金属板的左侧就集中了一些负电荷，相应的右侧就剩下了等量的正电荷。
即和我们前面学习的静电感应现象是一样的。
问题4：自由电子会一直不停的积聚吗？自由电荷在金属内部产生了一个附加场强Eʹ，Eʹ的方向与外加场强E0相反，它两叠加起来。
人教版(教材)高二物理必修第三册第九章第4节静电的防止与利用PPT
端正电荷“暴露”出来。
A
C
-
+
-
+ E0
-
+
B
D
▲ AB端感应出负电荷、 CD端感应出正电荷。
一、静电平衡
问题：导体内自由电子的定向移动会一直进行下去吗？两端的 感应电荷会无限制增加吗？
E’
- E0
+ E0 -
+ E0
-
+-
+
▲导体两侧感应出的正、 负电荷会在导体内部产 生一个感应电场E’。
▲感应电场与外电场叠 加抵消，直到导体内部 各点的电场强度E=0。
+-
3、尖端放电
尖端周围 电场很强
二、尖端放电
空气 电离
+
+
尖端上的电 等效于 尖端释
荷被中和
放电荷
-
-
+ +-
+
+
-
+
+
-
++++++++
-
想一想
问题：根据刚才的分析，同学们能够解释这个实验现象了吗？
▲烛焰被针尖“吹开”
4、应用：避雷针
二、尖端放电
-
-
-
-
-
-
-
-
- -+ ++
-+-+-
-
-
一、静电平衡
问题：把一个不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电 场中，根据金属的微观结构模型，自由电子怎样移动呢？
A
C
E0
B
D
人教版高中物理必修第三册精品课件 第9章 静电场及其应用 4 静电的防止与利用
2.(多选)口罩的核心材料是中间一层熔喷无纺布。为了提 高过滤效果必须在熔喷无纺布上进行重要的驻极处理,就是 在熔喷无纺布上加入静电荷。利用电荷的静电力作用捕集尘 粒,称为静电吸引沉积,静电吸附效果直接影响着口罩的使用 寿命。根据这些信息,下列说法正确的是( )
A.医用一次性口罩可以进行高温蒸汽消毒再使用效果会更 好
2.处于静电平衡时的导体上的电荷分布特点。 (1)净电荷只分布在导体表面,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,近异远 同,如图甲所示。 (3)净电荷在导体表面的分布不均匀,一般越是尖锐的地方 电荷的分布越密集,如图乙所示。
甲
乙
(4)静电平衡的导体表面电场线分布:尖端电荷集中,电场线 密集,如图丙所示。
学以致用 2.下图是模拟避雷针作用的实验装置,金属板M、N间有两 个等高的金属柱A、B,A为尖头,B为圆头。将金属板M、N接 在高压电源上,逐渐升高电源电压,首先观察到( )
A.A放电 C.A、B一起放电 答案:A
B.B放电 D.A、B之间放电
解析:根据导体表面电荷分布与尖锐程度有关可知,A金属柱 尖端电荷密集,容易发生尖端放电现象,故选项A正确。
2.尖端放电:导体尖端的强电场使附近的空气电离,电离后的异 种带电离子与尖端的电荷 中和 ,相当于导体从尖端失去电荷 的现象。
3.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 ,减少电能的损 失。
三、静电屏蔽 1.静电屏蔽:静电平衡时,导体壳内空腔里的电场 处处为零 , 外电场对壳内不会产生影响。 2.静电屏蔽的应用。 (1)把电学仪器放在封闭的金属壳里。 (2)户外三条输电线上方架设两条导线,与大地相连,把输电 线屏蔽起来。
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统编人教版高中物理必修第三册《4 静电的防止与利用》优质课公开课课件、教案
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。
教师：导体球壳内(或金属网罩)达到静电平衡后，内部场强处处为0，
不受外部电场的影响，内部的仪器不会受到外电场的影响，这种现象叫做静
电屏蔽。
2．静电屏蔽的应用
（1）电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋，可以对人体起到静电屏蔽作业，使人安全作业。
（2）三条输电线的上方还有两条导线，与大地相连，形成一个稀疏的金属网，把高压线屏蔽起来，免遭雷击。
3．静电屏蔽的两种情况及本质
（1）屏蔽外电场
（2）屏蔽腔内电场
（六）静电吸附——静电现象及其应用
1．静电除尘
2．静电植绒
3．静电喷涂
4．静电分选
5．静电复印。