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(共25張PPT)
9/1/2025
第九章 靜電場及其應用
9.4 靜電的防止與利用
電荷
電場 電場強度
庫侖定律
靜電的防止與利用
2025/9/2
01 靜電平衡
02 尖端放電
03 靜電屏蔽
04 靜電吸附
2025/9/2
情境導入
在冬天穿衣、脫衣的時候，我們偶爾會被電到，俗稱“靜電”。那究竟什么是靜電呢？
2025/9/2
靜電平衡
靜電平衡是導體放在電場中特有的一種現象。
勻強電場
金屬導體
2025/9/2
靜電平衡
勻強電場
將不帶電的金屬導體放在勻強電場中會出現什么情況呢？
導體內部的負電荷左移，正電荷右移
導體中形成內部電場
2025/9/2
靜電平衡
當導體內部電場與外部電場疊加，剛好抵消使得導體內部各點的電場強度時，導體內的自由電子不再發生定向移動。這時我們說，導體達到靜電平衡。
靜電平衡的特點：
①內部的場強處處為零; ②靜電平衡狀態下的導體是個等勢體，表面是個等勢面； ③導體外表面處場強方向必跟該點的表面垂直
2025/9/2
靜電平衡
例1：如圖所示，把一個架在絕緣支架上的枕形導體放在由正點電荷形成的電場中，導體處于靜電平衡時，下列說法正確的是（　　）。
A.兩點場強不相等，
B.兩點場強不相等，
C.感應電荷產生的附加電場
D.當電鍵S閉合時，電子從大地沿導線向導體移動
D
2025/9/2
尖端放電
靜電平衡時導體上的電荷分布：
（1）導體內部沒有凈剩電荷，電荷只分布在導體的外表面；
（2）在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。
2025/9/2
尖端放電
根據靜電平衡時導體上的電荷分布規律：
①導體尖銳部位的電荷特別密集，尖端附近的電場特別強，會把空氣分子“撕裂”，使分子中的正負電荷分離，這種現象叫電離。
②電離出來的正、負電荷，與尖端附近的異種電荷進行中和，相當于導體從尖端失去電荷，這種現象稱之為——“尖端放電”。
2025/9/2
尖端放電
尖端放電
現象
2025/9/2
尖端放電
尖端放電
過程
2025/9/2
尖端放電
尖端放電的應用：
避雷針
2025/9/2
尖端放電
例2：用帶電玻璃棒接觸驗電器的金屬球，移走玻璃棒，驗電器內兩片金屬箔張開，穩定后如圖。圖中四點電場最強的是（　　）。
A. B. C. D.
【分析】bc兩點分別在金屬外殼內部和金屬桿的內部，則兩點的場強均為零；在金屬箔上的最下端電荷分布比金屬球上更密集，且d點距離金箔的下端較近，可知d點的場強比a點大，則電場強度最大的點在d點。
D
2025/9/2
靜電屏蔽
罩上金屬網罩
導體球殼內(或金屬網罩)達到靜電平衡后，內部場強處處為0，不受外部電場的影響，內部的儀器不會受到外電場的影響，這種現象叫做靜電屏蔽。
2025/9/2
靜電屏蔽
靜電屏蔽的應用：
超高壓帶電作業時穿戴的防靜電工作服
處理電子芯片時穿戴的防靜電手套
高壓線屏蔽
2025/9/2
靜電屏蔽
例3：一群游客在新疆吐魯番某沙漠景區自駕游時天色突變，眼見雷雨將至，隨后沙丘高處的幾名游客頭發直立如同刺猬一般，如圖所示。此時為了保障人身安全，下列避險方式最為有效合理的是（　　）。
A．躲進汽車里 B．往沙漠高處跑
C．用水將頭發淋濕
D．蹲下并用手觸摸地面
A
2025/9/2
靜電吸附
靜電雖然會有危害，但也可以利用。在電場中，帶電粒子受到靜電力的作用，向著電極運動，最后會被吸附在電極上。
（1）靜電除塵
通過使灰塵帶電，從而受到靜電力作用向著電極運動，最后被吸附在電極上。
2025/9/2
靜電吸附
（2）靜電噴漆
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工件
接負高壓的涂料霧化器
高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電，在靜電力的作用下，油漆接負微粒向著作為正極的工件運動，并沉積在工件的表面，從而達到噴漆的目的——靜電噴漆。
2025/9/2
靜電吸附
（3）靜電復印
復印機也應用了靜電吸附。復印機的核心部件是有機光導體鼓，它是一個金屬圓柱，表面涂覆有機光導體 。沒有光照時，OPC 是絕緣體，受到光照時變成導體。靜電復印的工作流程如下：
2025/9/2
靜電吸附
例4：在醫院中，為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導電材料制成，醫生護士要穿由導電材料制成的鞋子和棉布外套，一切設備要良好接地，這樣做是為了（ ）。
A．應用靜電 B．除菌消毒
C．消除靜電 D．防止漏電
C
2025/9/2
課堂小結
2025/9/2
課堂練習
1、如圖所示，一個絕緣的金屬球殼內放置一個帶正電的小球B，球殼外用絕緣細線懸掛一個帶正電的檢驗電荷，分別位于球殼內外。下列說法正確的是（　　）。
A.電場強度 B.電勢
C.電荷向右偏離豎直方向
D.球殼內表面各點電勢相等
D
【分析】球殼處于靜電平衡狀態，為一個等勢體
2025/9/2
課堂練習
2、如圖所示，用金屬網將原來不帶電的驗電器罩起來，金屬網接地（圖中未畫出），將帶正電的金屬球靠近驗電器，圖中兩點和金屬球的球心在同一直線上，點在金屬網內，則下列說法正確的是（　　）。(多選)
A.驗電器內的箔片張開
B.若將金屬網內部與驗電器相連，則驗電器內的箔片不張開
C.點的電場強度一定大于點的電場強度
D.點的電場強度一定小于點的電場強度
BC
2025/9/2
課后作業
請完成書本P23頁的習題2、3、6！

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