静电的利用与防护+高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册.pptx

静电力与电场强度

章

一

第

第5节

静电的利用与防护

情境导入

静电现象在自然界普遍存在，雷电便是

其中的一种（图1-27）。在生产生活中也时

常会发生静电现象。人们可让静电服务于生产

生活，但也需对其进行防护，做到趋利避害。应该怎样利用或防护静电呢？本节将进行介绍。

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静电在生产生活中有广泛的应用。下面介绍三类常见的静电利用案例。

一、静电的利用

（1）静电除尘

雾霾治理是近年来人们关注的热门话题。导致雾霾的原因很多，工业燃烧产生的烟雾是其形成的重要因素之一，而静电除尘能有效处理烟雾。

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静电除尘是利用高压静电实现除尘，原理如图1-28所示。接高压电源负极的金属丝A悬挂于接电源正极的金属筒

B中，当电压达到一定值时，金属丝（电晕极）

与筒（收尘极）之间会形成很强的电场，使空气

电离。大部分烟雾颗粒或粉尘在吸附电离所产生的

负电荷后，在电场力作用下向金属筒运动，并落在

金属筒上，通过除尘后的气体则从出口排出。与其

他除尘方式相比静电除尘耗能少、效率高，可广泛

用于发电、冶金、水泥以及其他产生烟雾和粉尘的工矿企业。

迷你实验室

模拟静电除尘

如图1-29所示，将铝片和铜丝放入去掉

底部的矿泉水瓶中，用静电高压电源的负极连

接铜丝，正极连接铝片，这样便制成了简易的

静电除尘器。实验时，从矿泉水瓶底部充入烟

尘，然后放到桌面上。接通电源，你会看到什么现象？请解释出现该现象的原因.

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静电喷雾是通过高压静电发生装置使喷出的雾滴带电的喷雾方法，广泛应用于农药喷洒或汽车、家电外壳喷涂等（图1-30）静电喷涂原理如图1-31所示，喷口上的金属导流管接高压电源负极，被涂工件接高压电源正极并接地，这样在喷口和工件之间形成了较强的静电场。

（2）静电喷雾

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当涂料从输料管进入导流管的喷口时，由于导流管接上高压负极发生放电，周围产生密集的电荷，涂料微粒带上负电荷，在静电力和高压空气的作用下飞向工件，并均匀地吸附在工件表面。再经过燥或加热，涂料固化成厚度均匀、质地坚固的涂层，这样喷涂工作便完成了。

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激光打印也是利用静电来实现“打印”的（图1-32）。当使用通过计算机应用程序下达打印指令时，激光打印机从“充电”开始先在感光鼓上充满负电荷或正电荷；

（3）激光打印

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然后将打印机处理器处理的图文资料通过激光束照射到感光鼓上，感光鼓表面被激光照射到的地方的电荷被释放，没有照射到的地方仍然带有电荷，从而感光鼓上形成与图文对应的潜像，即“曝光”；

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让碳粉匣中的碳粉带上与静电潜像电性相反的电荷，当快速转动的感光鼓上的静电潜像经过碳粉匣时，便会吸附带负电的碳粉，“显像”出图文影像；纸张进入机器内部后，由于异种电荷相互吸引，感光鼓上的碳粉就“转像”到纸张上;

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碳粉在高温下固定于纸张上，感光鼓上残留的碳粉也会被“清除”；最后除去静电，使感光鼓恢复到初始状态，以便开始下一个工作循环.

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静电还有很多应用。某些空气净化器便是利用静电来吸附空气中的尘埃，使空气得以净化；用静电处理种子，可使种子抗病能力增强、发芽率提高；利用静电处理水，既能杀菌，又能减少水垢；静电放电产生的臭氧是强氧化剂，有很强的杀菌作用。近年来，静电还被应用于海水淡化、低温冷冻、人工降雨甚至宇宙探索等方面。

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静电在某些情况下也会成为“隐形杀手”。防止静电危害的方法之一，是尽快把静电导入地下。

雷电是自然界常见的静电现象。当带电的云层接近地面时，地面上的物体因静电感应而带异种电荷，这些感应电荷更多分布在高大建筑物、大树等突出的物体上。当电荷积累到一定程度时，这些物体与云层间形成很强的电场，使空气电离，在云层与地面之间发生强烈的火花放电，这就是雷击。雷击会对地面上的建筑物、人等造成很大的危害。

二、静电的防护

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为避免雷击造成伤害，人们通常在高大建筑物上安装尖端导体——避雷针（接闪杆），并用符合规格的导线与埋在地下的接地装置连接起来。带电导体凸起而尖锐的地方

电荷比较密集，其附近空间电场也

较强，避雷针便是利用了这一特点。

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当带电云层接近时，避雷针上的感应电荷在其附近产生强电场，

使避雷针与带电云层间的空气电离，

电荷通过避雷针和符合规格的导线被

直接引入大地（图1-33），从而达

到保护建筑物的目的。

物理聊吧

请观察建筑物上的避雷针（图1-34），看它们是如何巧妙设计的，分析它们如何能安全引电避雷，它们的造型与建筑物是否协调，并与同学讨论交流.

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