静电的防止与应用 高一下学期物理鲁科版（2019）必修第三册.pptxVIP

第一章静电力与电场强度

第5节静电的利用与防护

自然界到处都有静电。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？

静电有其有利的一面，也有有害的一面，做好静电的防止和利用就显得尤为重要。

知识点一：静电的利用

1.静电除尘

静电除尘是利用高压静电实现除尘

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。

2.静电喷雾

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。

在喷口和工件之间便形成了较强的静电场。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。再经过干燥或加热，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。

3.激光打印

下达打印指令

→充电：在感光鼓上充满负电荷或正电荷

→曝光：将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，从而在感光鼓上形成与图文对应的潜像

→显像：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，出图文影像；

→转像：纸张进入机器内部后，由于异种电荷相互吸引，碳粉在高温下固定于纸张上。→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。

复印机用的感光鼓材料是感光型半导体：即在暗态时(不受光)为绝缘体；

而在亮态(受光)时为导体。

知识点二：静电的防护

雷电是自然界常见的静电现象。

防止静电危害的方法之一，是尽快把静电导入地下。

（1）避雷针

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。

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，从而达到保护建筑物的目的。

（5）油罐车车尾装有一条拖在地上的导电拖地带，以导走运输过程中油和油罐摩擦产生的静电，避免由此引起爆炸。

（2）在接触带有大量精密电子元件的电路板前，应先用手握一下金属水管或其他接地金属，把人体的静电导走；

（3）印刷车间空气应保持适当的湿度，以便于导走纸页间相互摩擦产生的静电；

（4）加油站加油枪旁常有一个触摸式人体静电释放器，加油前用手触摸上面的金属球，可将人体的静电导走。

E0

1.导体中自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。

2.导体两端出现感应电荷,感应电荷在导体中产生反方向电场强度Eˊ。

知识点三：静电平衡和静电屏蔽

静电平衡

3.感应电荷的电场增到与外电场相等时E=E0，导体内合场强为零。自由电荷的定向移动停止。

4.静电平衡：导体中无电荷定向移动的状态,叫静电平衡状态。

5.静电平衡的特点：

（2）处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。

（3）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。

（1）金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。

静电屏蔽

静电平衡时，内表面没有电荷，导体壳壁W内的电场强度为0,即电场线只能在空腔C之外，不会进入空腔之内。所以导体壳内空腔里的电场强度也处处为0。无论导体外部电场是什么样的，导体内部都不会有电场。

演示视频：静电屏蔽

1.静电屏蔽：空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。

2.实质:静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象,使金属壳内感应电荷的电场和外加电场矢量和为零,好像是金属壳将外电场“挡”在外面,即所谓的屏蔽作用,其实是壳内两种电场并存,矢量和为零而已。

3.静电屏蔽的两种情况

①导体外部的电场影响不到导体内部

如图,把验电器靠近带电体,箔片会张开,但如果把验电器置于金属网罩内,再靠近带电体,箔片不再张开,说明网罩内不受外电场的影响。

②接地导体的内部电场影响不到导体外部

如图,如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷+q。由于静电感应,导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷,其电场线分布如图甲所示;当把导体球壳接地后,+q在壳内的电场对外部空间就没有影响了,此时的电场线分布如图乙所示。

4.静电屏蔽的应用

野外高压输电线受到雷击的可能性很大，所以在三条输电线的上方还有两条导线，它们