物理必修 第三册第二章 静电场的应用第三节 静电的利用与防护授课课件ppt

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1.知道静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒等,了解尖端放电及其应用,认识静电的危害和防止的方法.(物理观念)2.能应用静电场的知识分析静电在生产、生活中的应用的问题.(科学思维)3.认识物理学在生活和科技方面的应用.(科学态度与责任)
【必备知识】一、静电的应用1.静电喷涂:利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷,并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术.2.静电除尘:利用电荷相互作用的性质,把带有不同电性的粉尘从烟气中分离出来,再分类处理的过程.3.静电复印:利用正、负电荷的吸引力进行油墨转移的印刷方式.4.静电植绒:利用电荷之间同性相斥、异性相吸的性质,通过使绒毛带上负电荷,令绒毛被吸引到带正电的被植体表面上.
二、尖端放电　防止静电危害1.尖端放电(1)概念:导体尖端的强电场使附近的空气电离,电离后的异种电荷与导体尖端的电荷中和,相当于导体从尖端失去电荷.(2)应用:避雷针等.2.防止静电危害防止静电产生的措施:一是控制静电的产生,可以采用起电较少的设备材料;二是把产生的电荷尽快导走,最简单又最可靠的办法就是用导线把设备接地,这样可以把电荷导入大地,避免静电积累.
【自我检测】1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因.(1)静电喷涂时,要使涂料微粒带上正电,被涂物体带上负电.(　　)解析 涂料微粒带负电,被涂物带正电.答案 ×(2)静电除尘时,带负电的电子被吸附在尘埃颗粒上.(　　)答案 √
(3)在同一位置,带电荷量越多的尘埃所受电场力越大.(　　)答案 √(4)避雷针可以通过尖端放电保护高大建筑物的安全.(　　)答案 √(5)家用电器如洗衣机接有地线是为了利用静电.(　　)解析 接地线是为了防止静电.答案 ×(6)增加湿度是防止静电危害的常用方法.(　　)答案 √
2.(多选)一带负电的金属小球放在潮湿的空气中,经过一段时间后,发现该小球上的负电荷几乎不存在了,这说明(　　)A.小球上原有的负电荷逐渐消失了B.在此现象中,电荷不守恒C.小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了D.该现象是由于电子的转移引起,仍然遵循电荷守恒定律解析 根据电荷守恒定律,电荷不能消灭,也不能创生,只会发生转移,故A错误;此过程中电荷仍然守恒,电荷没有消失,只是被潮湿的空气导走而已,仍然遵循电荷守恒定律,故B错误,C、D正确.答案 CD
【问题情境】阴极射线管电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,你知道这是为什么吗?要点提示 阴极射线管发射的电子打在电视机的玻璃荧光屏上,而显示图像.由于屏表面有静电而吸附灰尘,故表面经常有许多灰尘.
【知识归纳】目前静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电喷涂、静电除尘、静电复印、静电植绒等.所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场力作用下吸附到电极上.如下为静电除尘锁住黑烟:
1.原理图如图所示:2.基本构造:金属筒A和悬在管中的金属丝B,A接高压电源正极,B接高压电源负极.3.原理:A、B之间产生强电场,距B越近,场强越大,B附近的空气中的气体分子被电离,成为电子和正离子.正离子被吸到B上;电子在向正极运动的过程中,使烟气的煤粉带负电,吸附到正极A上,最后在重力作用下落入下面的漏斗中.4.应用:静电除尘可除去有害的微粒,也可以回收物资,如回收水泥粉尘.
【典例剖析】例1(多选)如图是某款家用空气净化器及其原理示意图,污浊空气通过过滤网后尘埃带电.图中充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极(接地),下列说法正确的是(　　)
A.通过过滤网后空气中的尘埃带负电B.尘埃在被吸附到集尘极e的过程中动能增大C.c、d两个电极之间的电场方向竖直向上D.尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做负功
解析 尘埃经过过滤网后被正极吸引,所以尘埃带负电,故A正确;尘埃在被吸附到集尘极e的过程中电场力做正功,动能增大,故B正确;因为充电极b、d接电源负极,集尘极a、c、e接电源正极,所以c、d两个电极之间的电场方向竖直向下,故C错误;尘埃被吸附到集尘极a的过程中所受电场力做正功,故D错误.答案 AB
变式训练 1(多选)如图所示是静电除尘的原理示意图,A为金属管,B为金属丝,在A、B之间加上高电压,使B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子,电子在向A极运动的过程中被烟气中的煤粉俘获,使煤粉带负电,最终被吸附到A极上,排出的烟就比较清洁了.有关静电除尘的装置,下列说法正确的是(　　)A.金属管A应接高压电源的正极B.金属管A应接高压电源的负极C.金属丝B应接高压电源的负极D.金属丝B应接高压电源的正极
解析 根据题干中描述的静电除尘的原理,可知A、C正确.答案 AC
【问题情境】在印染车间,为了保证花布的印染质量,通常是使车间内的湿度大一些,为什么?要点提示 在印染车间,由于在印染过程中布与机械间的相对运动有摩擦,摩擦产生的静电会吸引轻小的物体,就会使空气中的一些漂浮物吸附在花布上,使印染的效果大打折扣,因此要消除静电对印染质量造成的影响,就必须将因摩擦而产生的静电导走,在车间里非常有效的一个方法就是使空气潮湿,摩擦产生的静电直接通过空气导走.
【知识归纳】1.静电的危害(1)影响产品的质量.(2)妨碍电子器件的正常工作甚至损坏某些部件.(3)由于火花放电而引起火灾或爆炸.2.防止静电危害的基本方法(1)把产生的静电迅速导走(接地,增加湿度),以避免静电积累.(2)通过工艺控制减少因摩擦产生的静电.(3)非导电材料的抗静电处理(在非导电材料中添加导电材料,制成抗静电材料).
3.防止静电的实例油罐车尾部常拖有一根铁链,它一端与油罐相连、一端拖在地上,在油罐车中因摩擦产生的静电就通过这根铁链及时导入大地,从而避免静电的积累.飞机起落架的轮胎用导电橡胶制造,方便在着陆时把机身的静电引入大地.要点笔记 静电利用一般是产生电荷,静电防止一般是去除电荷.
【典例剖析】例2关于静电的利用和防范,以下说法正确的是(　　)A.印染厂应保持环境干燥,避免静电积累带来的潜在危害B.油罐车行驶途中车尾有一条铁链拖在地上,避免产生电火花引起爆炸C.飞机起落架的轮胎用绝缘橡胶制成,可防止静电积累D.手术室的医生和护士都要穿绝缘性能良好的化纤制品,可防止静电带来的危害
解析 印染厂的车间,有大量静电产生,因此要保持潮湿,这样才能及时将静电导走,故A错误;油罐车在运动的过程中,里面的油在晃动,会摩擦产生静电,后面拖一条接地的铁链就可以及时地把产生的静电导走,避免产生电火花引起爆炸,故B正确;为了及时地把飞机由于摩擦而产生的电荷转移给大地,起落架的轮胎应用导电橡胶制成,故C错误;绝缘性能良好的化纤制品的衣服不能及时地把静电导入大地,故D错误.答案 B
变式训练 2下列措施是为了防止静电的危害的是(　　)A.飞机上的“放电刷”B.静电复印C.在高大的烟囱中安装静电除尘器D.静电喷漆解析 飞机上的“放电刷”是为了防止静电的危害,故A正确;静电复印是利用静电现象将墨粉印在纸上,属于静电的应用,故B错误;静电除尘时除尘器中的空气被电离,烟雾颗粒吸附电子而带负电,颗粒向正极运动,属于静电的应用,故C错误;静电喷漆采用静电作用给金属等物体喷漆,故属于静电的应用,故D错误.答案 A
1.下列关于静电的说法中错误的是(　　)A.静电植绒是利用异种电荷相互吸引而使绒毛吸附在底料上B.静电复印是利用异种电荷相互吸引而使碳粉吸附在纸上C.收音机上装有天线是为了导走静电D.飞机轮胎用导电橡胶制成,是为了防止静电的危害解析 静电植绒和静电复印是利用异种电荷间的吸引力来工作的,属于静电的利用;利用导电橡胶制成轮胎可以把飞机上的静电导走;天线是为了有效地接收信号,接地线才是为了导走静电,故应选C.答案 C
2.下列措施中不是静电的利用的是(　　)A.静电复印B.静电除尘C.静电喷涂D.高楼顶端安装避雷针解析 静电复印、静电除尘、静电喷涂都属于静电的利用;在高楼顶端安装避雷针属于防止静电造成危害,不属于静电的利用,故D符合题意.答案 D
3.(多选)下列措施中,哪些能将产生的静电尽快导走(　　)A.飞机轮子上的搭地线B.印染车间保持湿度C.复印图片D.电工钳柄装有绝缘套解析 A、B项是把静电导走,C项是利用静电,D项电工钳柄装有绝缘套是为了防止电工触电.答案 AB
4.如图所示为静电除尘装置示意图,它由金属管A和管中金属丝B组成.有关静电除尘的原理,以下说法正确的是(　　)A.A接高压电源负极,B接高压电源正极B.煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上C.靠近B处电场强度大,B附近空气被电离成正离子和电子D.煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成负、正离子,分别吸附在B和A上