《9.4 靜電的防止與利用》教案、導(dǎo)學(xué)案、同步練習(xí)

靜電防止與用》教案【教學(xué)標(biāo)】1．知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說(shuō)出靜電平衡產(chǎn)生的條件。2．掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。3．了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。【教學(xué)難點(diǎn)】掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)?！窘虒W(xué)程】一、復(fù)提問(wèn)、新課入教師：上為什么給車加油前要觸摸一下靜電釋放器？學(xué)生回答：略教師投影展示問(wèn)題把一只小鳥(niǎo)放入一個(gè)用金屬網(wǎng)制成的鳥(niǎo)籠中再把鳥(niǎo)籠放入高壓電場(chǎng)中，鳥(niǎo)會(huì)安然無(wú)恙嗎？如果人在金屬籠子里，給籠子加上高壓電，人安全嗎？教師：帶著這兩個(gè)疑問(wèn)，本節(jié)課我們一齊來(lái)學(xué)習(xí)《靜電的防止與利用書(shū)課題）二、新教學(xué)（一）靜電感應(yīng)/

教師：把金屬導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體上會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？畫(huà)圖闡述電場(chǎng)中的導(dǎo)體沿著電場(chǎng)強(qiáng)度方向兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)。（二）靜電平衡提問(wèn)：1．電子的聚集會(huì)出現(xiàn)怎樣的結(jié)果？提問(wèn)：2．電子是否會(huì)永遠(yuǎn)這樣定向運(yùn)動(dòng)下去？畫(huà)圖闡述當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動(dòng)時(shí)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。提問(wèn)：3．最終會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象？總結(jié)：靜電平衡的條件/

通過(guò)學(xué)生們互相討論積極回答：（三）靜電平衡的特點(diǎn)1．處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。2．導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電場(chǎng)線分布，外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。鞏固練習(xí)例1：如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電，現(xiàn)將一帶電量為q的點(diǎn)電荷放在距棒左端為R的某點(diǎn)當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí)棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小為多大？（四）靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布的特點(diǎn)1．靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈剩電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。2．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，在導(dǎo)體的外表面越尖銳的位置，電荷的密度越大（即單位面積電荷量多圍的場(chǎng)強(qiáng)越大。3．尖端放電/

（1）導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場(chǎng)很強(qiáng)，空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈的運(yùn)動(dòng)把空氣中的氣體分子撞散即使分子中的正負(fù)電荷分離，這個(gè)現(xiàn)象叫做空氣的電離。（2）那些所帶電荷與導(dǎo)體尖端的電荷相反的粒子，由于吸引而奔向尖端，與尖端上的電荷中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷，這個(gè)現(xiàn)象叫做尖端放電。（3）應(yīng)用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。（五）靜電屏蔽1．靜電屏蔽的定義教師回到課前的問(wèn)題：把一只小鳥(niǎo)放入一個(gè)用金屬網(wǎng)制成的鳥(niǎo)籠中再把鳥(niǎo)籠放入高壓電場(chǎng)中鳥(niǎo)會(huì)安然無(wú)恙嗎？如果人在金屬籠子里給籠子加上高壓電，人安全嗎？演示：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的表面，如果將這個(gè)導(dǎo)體掏空呢？靜電平衡時(shí)，內(nèi)部沒(méi)有電荷，所以導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場(chǎng)強(qiáng)度也處處為0。教師：導(dǎo)體球殼內(nèi)(或金屬網(wǎng)罩達(dá)到靜電平衡后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為0，不受外部電場(chǎng)的影響，內(nèi)部的儀器不會(huì)受到外電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。演示實(shí)驗(yàn)：/

2．靜電屏蔽的應(yīng)用（1電力工人高壓帶電作業(yè)全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣帽手套鞋，可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作業(yè)，使人安全作業(yè)。（2）三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬網(wǎng)，把高壓線屏蔽起來(lái)，免遭雷擊。3．靜電屏蔽的兩種情況及本質(zhì)（1）屏蔽外電場(chǎng)（2）屏蔽腔內(nèi)電場(chǎng)（六）靜電吸附——靜電現(xiàn)象及其應(yīng)用1．靜電除塵2．靜電植絨/

3．靜電噴涂4．靜電分選5．靜電復(fù)印靜電防止與用》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)標(biāo)】1．知道什么是靜電平衡狀態(tài)，能說(shuō)出靜電平衡產(chǎn)生的條件。2．掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)。3．了解尖端放電、靜電屏蔽現(xiàn)象及其應(yīng)用。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】掌握靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體特點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)程】一、靜平衡狀態(tài)1靜電感應(yīng)導(dǎo)體處于電場(chǎng)中體內(nèi)自由電荷在電場(chǎng)力作用下，導(dǎo)體兩端感應(yīng)出__________電荷。2靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體在電場(chǎng)中發(fā)_________現(xiàn)象內(nèi)部沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)。3．特征(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為。(2)電場(chǎng)線_________于導(dǎo)體的表面。4．導(dǎo)體上電荷的分布(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷分布在導(dǎo)體的_______。(2)電荷在導(dǎo)體表面的分布不是_________越是尖銳的地方，電荷分布/

______，附近場(chǎng)強(qiáng)_________。嘗試應(yīng)1圖示中都是裝在絕緣柄上的導(dǎo)體帶正電后靠近B發(fā)生靜電感應(yīng)。若取地球電勢(shì)為零，則（）A．導(dǎo)體B上任意一點(diǎn)電勢(shì)都為零B．導(dǎo)體B上任意一點(diǎn)電勢(shì)都為正C．導(dǎo)體B上任意一點(diǎn)電勢(shì)都為負(fù)D．導(dǎo)體B上右邊電勢(shì)為正，左邊電勢(shì)為負(fù)嘗試應(yīng)2對(duì)于電場(chǎng)中處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，下列分析不正確的是（）A．導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零B．導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面C．導(dǎo)體內(nèi)部是外電場(chǎng)與感應(yīng)電荷電場(chǎng)疊加后的合場(chǎng)強(qiáng)，其大小為零D．處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部的自由電子不再運(yùn)動(dòng)二、尖放電1．空氣電離：電荷在導(dǎo)體表面尖銳位置分布_______，導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)______氣中的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下劇烈運(yùn)動(dòng)氣體分“撞散使分子的正、負(fù)電荷__________，即發(fā)生空氣的電離。2．尖端放電：空氣電離出的異種電荷與導(dǎo)體尖端攜帶的電荷_______，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端_________電荷，即尖端放電。3．閃電防護(hù)：雷鳴電閃時(shí)在室外的人，為防雷擊，應(yīng)當(dāng)遵從四條原則。一是人體應(yīng)盡量降低自己，以免作為凸出尖端而被閃電直接擊中。/

二是人體與地面的接觸面要盡量縮小以防止因“跨步電壓”造成傷害。所謂跨步電壓是雷擊點(diǎn)附近，兩點(diǎn)間很大的電位差若人的兩腳分得很開(kāi)分別接觸相距遠(yuǎn)的兩點(diǎn)兩腳間便形成較大的電位差強(qiáng)電流通過(guò)人體使人受傷害。第三是不可到孤立大樹(shù)下和無(wú)避雷裝置的高大建筑體附近可手持金屬體高舉頭頂。第四是不要進(jìn)水中，因水體導(dǎo)電好，易遭雷擊?？傊?，應(yīng)當(dāng)?shù)捷^低處，雙腳合攏地站立或蹲下，以減少遭遇雷的機(jī)會(huì)。嘗試應(yīng)3避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是（）A．云層中帶的電荷被避雷針通過(guò)導(dǎo)線導(dǎo)入大地B．避雷針的尖端向云層放電，中和了云層中的電荷C．云層與避雷針發(fā)生摩擦，避雷針上產(chǎn)生的電荷被導(dǎo)入大地D．以上說(shuō)法都不對(duì)三、靜屏蔽處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為_(kāi)_________。因此，可以利用金屬外殼或金屬網(wǎng)封閉某一區(qū)域，使該區(qū)域不再受外界電場(chǎng)的影響，即______________。1．屏蔽外電場(chǎng)2．屏蔽腔內(nèi)電場(chǎng)/

四、靜吸附（靜電象的其應(yīng)用）1．靜電除塵2．靜電植絨3．靜電噴涂4．靜電分選5．靜電復(fù)印嘗試應(yīng)4下列屬于防止靜電危害的是()A．靜電除塵B．油罐車拖鐵鏈C．靜電噴漆D．靜電復(fù)印機(jī)五、訓(xùn)測(cè)試1．如圖所示，棒上均勻分布著正電荷，它的中點(diǎn)正上方有一P點(diǎn)，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)椋ǎ〢．垂直于AB向上B．垂直于AB向下C．平行于AB向左/

D．平行于AB向右2．金屬球殼原來(lái)帶有電荷，而驗(yàn)電器原來(lái)不帶電，如圖所示，現(xiàn)將金屬球殼內(nèi)表面與驗(yàn)電器的金屬小球相連，驗(yàn)電器的金屬箔（）A．不會(huì)張開(kāi)B．一定會(huì)張開(kāi)C．先張開(kāi)后閉合D．可能會(huì)張開(kāi)3．每到夏季，我省各地紛紛進(jìn)入雨季，雷雨等強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁發(fā)生．當(dāng)我們遇到雷雨天氣時(shí)，一定要注意避防雷電．下列說(shuō)法正確的是（）①不宜使用無(wú)防雷措施的電器或防雷措施不足的電器及水龍頭②不要接觸天線、金屬門(mén)窗、建筑物外墻，遠(yuǎn)離帶電設(shè)備③固定電話和手提電話均可正常使用④在曠野，應(yīng)遠(yuǎn)離樹(shù)木和電線桿A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④4如圖所示一導(dǎo)體AB放在一負(fù)電荷的電場(chǎng)中導(dǎo)體與大地是絕緣的，當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，（1）比較A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小。（2）比較A、B端外表面場(chǎng)強(qiáng)大小。答案1．A2．B3．B4）A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零，E＝EAB（2）利用電場(chǎng)線分布可知A端分布密，’>E’A

B10/

靜電防止與用》同步練1電工穿的高壓作業(yè)服是用銅絲編織的下列說(shuō)法正確的是()A.銅絲編織的衣服不易拉破B.電工被銅絲衣服所包裹,比較柔軟便于操作C.電工被銅絲衣服所包裹,使體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零D.銅線電阻小,能對(duì)人體起到保護(hù)作用解析高壓線路的檢修人員在進(jìn)行高壓作業(yè)時(shí)要穿上用銅絲網(wǎng)制成的高壓作業(yè)服,相當(dāng)于把人體用銅絲網(wǎng)罩起來(lái)。這樣,部電場(chǎng)就不會(huì)影響到人體,從而避免了感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)人體的傷害。故選項(xiàng)C正確。答案C2一個(gè)不帶電的空心金屬球在它的球心處放一個(gè)正電荷,其電場(chǎng)分布是下圖中的()解析正電荷放在空心金屬球球心,球殼由于靜電感應(yīng)帶電,內(nèi)表面帶負(fù)電,外表面帶正電,因?yàn)殡妶?chǎng)線從正電荷出發(fā),到無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷終止球殼金屬內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和處處為零,所以選項(xiàng)B正確。答案B3在電荷量為-Q的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中一個(gè)金屬圓盤(pán)處于靜電平衡狀態(tài)若圓盤(pán)與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi),則盤(pán)上感應(yīng)電荷在盤(pán)中點(diǎn)所產(chǎn)生的附加電場(chǎng)強(qiáng)度E'的方向是圖中的()11/

解析處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零故感應(yīng)電荷在盤(pán)中A點(diǎn)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)與該點(diǎn)電荷在A點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向,選項(xiàng)A正確。答案A4(多選)如圖所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小P緩靠近(不相碰),下列說(shuō)法正確的是()A.B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B.導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相等解析絕緣導(dǎo)體緩緩靠近小球P時(shí)小球P上的負(fù)電荷在絕緣導(dǎo)體所在區(qū)域產(chǎn)生的電場(chǎng)增強(qiáng),將會(huì)有更多的自由電子向絕緣導(dǎo)體的B端移動(dòng),B的感應(yīng)電荷越來(lái)越多,選項(xiàng)A確;絕緣導(dǎo)體始終處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度始終為零選項(xiàng)B錯(cuò)誤;導(dǎo)體上感應(yīng)電荷在導(dǎo)體上某點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于小球P的負(fù)電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。12/

答案AC5.(多選)如圖所示,接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷,、b點(diǎn)是金屬板右側(cè)表面的兩點(diǎn),其中a到+距離較小。下列說(shuō)法正確的是()A.由于靜電感應(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電左側(cè)表面帶正電B.由于靜電感應(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電左側(cè)表面不帶電C.a、兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零D.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度要大一些解析金屬板若不接地,右側(cè)表面將有感應(yīng)的負(fù)電荷,左側(cè)表面將有感應(yīng)的等量正電荷,現(xiàn)金屬板接地,靜電平衡時(shí)左側(cè)表面不帶電所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選B正確。金屬板接地時(shí),右側(cè)表面上仍有感應(yīng)負(fù)電荷而且a附近的電荷面密度(單位面積上的電荷量)比b點(diǎn)附近的電荷面密度要大些,電場(chǎng)線也密一些,電場(chǎng)強(qiáng)度要大些,D正確處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零外表面電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,C錯(cuò)誤。答案BD6如圖為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖。塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電在靜電力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達(dá)到除