教科版 (2019)必修第三冊7 靜電的利用和防護精品學案-學案下載-教習網(wǎng)

靜電的利用和防護學習目標：1．[物理觀念]知道靜電的概念，了解靜電的應用、危害與危害的防治方法。　2．[科學思維]掌握靜電產(chǎn)生的原因，了解激光打印、靜電除塵及靜電噴涂的工作原理。知道靜電的危害并能利用科學防治其危害，能解釋有關的自然現(xiàn)象。3．[科學探究]通過學習激光打印機的工作過程，體驗靜電的應用，通過靜電危害的防治的學習，體驗科學的力量。4．[科學態(tài)度與責任]通過對靜電的利用和防護的學習，體會科學的魅力，激發(fā)學習科學、應用科學的興趣。一、靜電1．定義：靜止的電荷稱為靜電。2．靜電現(xiàn)象：在日常生活中，像衣物使人體受到電擊的這類現(xiàn)象。3．帶電體的絕緣性能越好，電荷越容易積累，產(chǎn)生的電壓就會越高，就越容易擊穿周圍的空氣而發(fā)生火花放電。說明：一般物體相互摩擦后所帶的電荷量很小，只有微庫量級，但是形成的電壓卻很高。二、靜電的利用1．靜電的利用：靜電噴涂、靜電除塵、激光打印、靜電屏蔽等。2．靜電噴涂：設法使霧化的油漆液滴或固體涂料的細小顆粒飛離噴嘴時帶上同種電荷，在電場力作用下飛向作為電極的工件，由于同種電荷的排斥作用，就能夠比較均勻地沉積于工件表面。3．靜電除塵：設法使煙塵中的顆粒帶負電，在靜電力作用下被吸附到正極而收集起來。4．激光打印機的工作過程(1)計算機傳送指令給激光打印機的微處理器。(2)硒鼓旋轉時，被噴射電子，帶上負電荷。(3)根據(jù)指令，光射到硒鼓的部分表面，在硒鼓上留下帶負電的“靜電潛像”。(4)在硒鼓滾動的過程中，吸引不帶電的墨粉。(5)打印紙帶正電荷，受到硒鼓滾壓后“吸走”了鼓上的墨粉。(6)打印紙穿過定影器的加熱壓輥，紙上的墨粉熔化后被牢固地黏結在紙上。說明：靜電的利用有很多：如靜電復印、靜電植絨等。三、靜電的危害1．雷雨云的雷鳴電閃。2．在存放易燃易爆品或產(chǎn)生粉塵、油霧較多的生產(chǎn)場所，靜電火花極易點燃這些易燃物質，引起爆炸和火災。3．靜電放電可能引起電子設備的故障，造成電磁干擾。4．靜電放電還可以擊穿集成電路和精密的電子元件。四、靜電危害的防治1．要盡快導走多余電荷，避免靜電積累。2．調節(jié)空氣的濕度也是防治靜電危害的有效辦法。3．在易燃易爆氣體和粉塵聚集的場所保持良好的通風，消除靜電火花的引爆條件。4．給導體加一個金屬尖端，就能把積累的電荷由尖端放走，這稱為尖端放電。說明：避雷針就是尖端放電的例子，可以保護建筑物免受雷擊傷害。1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)靜電噴涂是利用了靜電。 (√)(2)避雷針能避免建筑物被雷擊是因為云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地。????????????? ????????????? (×)(3)用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則驗電器箔片能張開。????????????? ????????????? (×)(4)飛機輪上裝有拖地線，油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導入大地。 (√)2．對于靜電噴漆的說法，下列正確的是(　　)A．當油漆從噴槍噴出時，油漆粒子帶正電，物體也帶正電，相互排斥而擴散開來B．當油漆從噴槍噴出時，油漆粒子帶負電，物體不帶電，相互吸引而被物體吸附C．從噴槍噴出的油漆粒子帶正電，相互排斥而擴散開來，被吸附在帶負電的物體上D．因為油漆粒子相互排斥而擴散開來，所以靜電噴漆雖噴漆均勻但浪費油漆C　[噴槍噴出的油漆粒子帶正電，因相互排斥而散開，形成霧狀，被噴涂的物體帶負電，對霧狀油漆產(chǎn)生引力，把油漆吸到表面，從而減少了浪費，所以C正確。]3．(多選)下列說法中正確的是(　　)A．靜電除塵的原理是讓灰塵帶上電荷，然后在電場力的作用下，奔向并吸附到帶有異種電荷的電極上B．靜電復印的原理是讓油墨帶上電荷，然后在電場力的作用下，奔向并吸附到帶異種電荷的白紙上C．靜電噴涂的原理是讓油漆帶上電荷，然后在電場力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上D．靜電復印中的硒鼓上字跡的像實際是曝光的地方ABC　[灰塵很容易吸附電子，靜電除塵的原理就是吸附負電荷的灰塵在電場力作用下被吸附到帶正電荷的圓筒上，A對；靜電復印和靜電噴涂是分別使油墨和油漆帶電，在電場力作用下吸附到帶異種電荷的預期部位；靜電復印曝光時，在光學系統(tǒng)作用下，將原稿圖像投射到感光片，并使其形成靜電潛像的過程，曝光時，感光片亮區(qū)光導體導通，表面電荷迅速消失(亮衰)，暗區(qū)光導體絕緣，表面電荷基本保持(不變)。B、C對，D錯。]靜電的產(chǎn)生、利用和防護油罐車尾部都裝有導電拖地帶，你知道這是為什么嗎？提示：油罐車在運輸?shù)臅r候，油會與桶壁摩擦起電，油罐車后面拖一條導電拖地帶就可以將產(chǎn)生的靜電及時導走，防止靜電積累到一定程度再放電發(fā)生爆炸危害。1．靜電是如何產(chǎn)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。摩擦產(chǎn)生的靜電在能導電的物體上迅速流失，而在不導電的絕緣體(如化纖、毛織物等物體)上就不會流失，而是聚集起來，當達到一定的電壓時就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生火花并發(fā)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(chǎn)生的電場靜電保鮮、靜電滅菌、農(nóng)作物種子處理利用放電產(chǎn)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辦法是盡快把產(chǎn)生的靜電導走，避免越積越多。防止靜電的途徑主要有：①避免產(chǎn)生靜電，例如，在可能情況下選用不易產(chǎn)生靜電的材料。②避免靜電的積累，產(chǎn)生的靜電要設法導走，例如，增加空氣濕度、接地等。【例1】　(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(jù)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．涂料微粒一定帶正電C．涂料微粒一定帶負電D．涂料微?？梢詭д姡部梢詭ж撾?/span>思路點撥：(1)由圖可知涂料微粒一定帶負電。(2)在電場力的作用下涂料微粒奔向工件。AC　[靜電噴涂的原理就是讓帶電的涂料微粒在強電場的作用下被吸附到工件上，而達到噴漆的目的，所以A正確；由題圖知，待噴漆工件帶正電，所以涂料微粒應帶負電，C項正確。]1．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＞EnB　[管內接通靜電高壓時，管內存在強電場，它使空氣電離而產(chǎn)生電子和正離子。電子在電場力的作用下，向正極移動時，碰到煙塵微粒使它帶負電。所以金屬管Q應接高壓電源的正極，金屬絲P接負極。構成類似于點電荷的輻向電場，所以越靠近金屬絲，電場強度越強，故A、C、D錯誤，B正確。] 尖端放電和靜電屏蔽的應用某同學在學習了電學知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進行了研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的，你能告訴他其中的原理嗎？提示：電工被銅絲編織的衣服所包裹，使體內電場強度保持為零，對人體起保護作用。1．靜電屏蔽的實質靜電屏蔽的實質是利用了靜電感應現(xiàn)象，使金屬殼內感應電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“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．靜電屏蔽的兩種情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(xiàn)過程因場源電荷產(chǎn)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(tài)，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，外部電場消失，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(fā)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的內表面帶負電思路點撥：(1)因靜電感應，帶正電小球A可使金屬殼內外表面產(chǎn)生感應電荷。(2)金屬殼B的外表面接地，外表面與大地間可通過接地線發(fā)生電荷的轉移，最終使金屬殼外表面不帶電。D　[因為金屬殼的外表面接地，所以外表面沒有感應電荷，只有內表面有感應電荷分布，且由于A帶正電，則B的內表面帶負電，D對，B、C錯；B的空腔內有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場和金屬殼內表面感應電荷產(chǎn)生的電場，所以空腔內電場強度不為零，A錯。]處理靜電屏蔽問題的三點注意(1)空腔可以屏蔽外界電場，接地的空腔可以屏蔽內部的電場作用，其本質都是因為激發(fā)電場與感應電場疊加的結果，分析中應特別注意分清是哪一部分電場作用，還是合電場作用的結果。(2)對靜電感應，要掌握導體內部的自由電荷是如何移動的，是如何建立起附加電場的，何處會出現(xiàn)感應電荷。(3)對靜電平衡，要理解導體達到靜電平衡時所具有的特點。 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，則(　　)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B　[對A受力分析：由于靜電屏蔽，B球對球殼里面沒有影響，A球受力情況不變，A球位置不變，A、C錯；對B受力分析：球殼C不接地，A球對外界有影響，B球受到球殼的引力，B球向右偏離，B對，D錯。]1．物理觀念：靜電、靜電的利用與危害。2．科學思維：生活、生產(chǎn)中靜電利用、危害與危害防治的原因的解釋。3．科學方法：實驗法、例證法、比較法等。1．人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵，這是因為(　　)A．人造纖維的導電性好，容易吸引灰塵B．人造纖維的導電性好，容易導走靜電，留下灰塵C．人造纖維的絕緣性好，不易除掉灰塵D．人造纖維的絕緣性好，容易積累靜電，吸引灰塵D　[人造纖維比棉纖維容易沾上灰塵是由于人造纖維易帶電，使灰塵產(chǎn)生靜電感應而被吸引。而易帶電的原因是絕緣性好，不易導走靜電而使電荷積累，所以D正確。]2．如圖所示，接地的空心金屬球殼B右側有一原來不帶電的枕形導體C，現(xiàn)將帶正電的小球A，置于空心金屬球殼B的內部，則下列說法中正確的是(　　)A．球殼B帶負電，枕形導體C的左端帶負電B．球殼B帶負電，枕形導體C的左端帶正電C．球殼B帶負電，枕形導體C的左端不帶電D．球殼B不帶電，枕形導體C的左端不帶電D　[A置于球心后，球內部感應出負電荷，由于接地，球外部不帶電，故枕形導體C的左端不帶電，D正確。]3．(多選)下列措施中，屬于防止靜電危害的是(　　)A．運送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?shù)臐穸?/span>D．鋪在房間的地毯中夾雜著0.05 mm的不銹鋼絲導電纖維ACD　[油罐車后拖在地面上的鐵鏈，可將車廂中由于摩擦等原因產(chǎn)生的靜電及時導入大地，避免電荷越積越多，產(chǎn)生劇烈的高壓放電，使油罐車起火爆炸，故A項正確；轎車頂部的天線是用來接收無線電信號的，如果不露在外面而置于車內，則天線處于金屬外殼包圍中，無法接收或影響無線電信號的接收效果，故B項錯誤；印染車間保持適當?shù)臐穸?，可以將由于摩擦等原因產(chǎn)生的靜電及時散失，避免影響印染質量，故C項正確；地毯中夾雜導電纖維同樣是為了及時導走由于摩擦等原因產(chǎn)生的靜電，故D項正確。]4．(多選)靜電除塵器除塵原理如圖所示。塵埃在電場中通過某種機制帶電，在電場力的作用下向收塵極遷移并沉積，以達到除塵目的。下列表述正確的是(　　)A．帶電塵埃帶正電荷B．電場方向由收塵極指向電暈極C．帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同D．在同一位置，帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大BD　[由題圖可知，電暈極為負極，收塵極為正極，帶電塵埃必帶負電，電場方向指向電暈極，帶電塵埃受到的電場力方向與電場方向相反，A、C錯誤，B正確；在同一位置上，電場強度大小相同，帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大，故D正確。]5．情境：為避免雷擊，現(xiàn)代高層建筑的頂端都安裝上避雷針，避雷針用粗導線與埋在地下的金屬板連接，如圖甲所示。圖乙是古建筑的一角，上面有各種造型的動物。圖甲　　　　　　　　圖乙問題：你知道古建筑是如何安全引電避雷的嗎？提示：在古建筑物的屋頂、屋角設置各種的造形，避雷針以動物頭上的角須形式或巨獸的舌頭向上探出的形式巧妙安裝，另一端引入大地，從而起到避雷效果。

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