【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修1-1(课件)第一章 电场 电流 3分解_图文

知 识 点 1

三、生活中的静电现象
知 识 点 2

学 业 分 层 测 评

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学 习 目 标 1.知道常见的静电现象.(重点) 2.知道常用的避雷方法.(重点) 3.学会用所学的知识解释生活中常 见的静电现象.(难点) 4.掌握生活中常见的应用静电和防 止静电的例子.(重点)

知 识 脉 络

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放电现象

雷电和避雷

[先填空] 1.火花放电 是最常见的放电现象. 2.为了防止导体上电荷过量,常常把带电导体与大地连接起来,进行接地 放电. 3.雷电是云层之间或云层与地面之间发生的强烈 放电 现象,并能产生耀 眼的闪光和巨响.闪电的电流可以高达几十万 安培,会使建筑物严重损坏.

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4.尖端放电 (1) 实验表明,电荷在导体表面的分布是不均匀的,突出的位置,电荷比 较 密集 ;平坦的位置,电荷比较 稀疏 ,导体尖锐部位的电荷特别密集,尖 端附近的电场就特别强,会产生 尖端放电. (2)实例:避雷针则应用了 尖端放电 的原理. 高压电气设备的金属元件,表面要很 光滑 ,就是为避免因 尖端放电 而造 成电能损失或造成事故.

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[再判断] (1)雷电是强烈的放电现象.( √ ) (2)带电体的尖端部分电荷比较稀疏.( × ) (3)雷雨天可以在大树下避雨.( × )

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[后思考] 1.小明在加油站看到一条醒目的标语:“严禁用塑料桶装运汽油!”请你 说出这种规定的道理.

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【提示】 汽油是易燃物质,当用塑料桶装运汽油时,由于在运输过程中, 汽油不断与桶壁摩擦,使塑料桶带电.又因塑料是绝缘物质,桶上的电荷不易 传递与转移,从而使桶上的电荷越积越多.当桶上的电荷积累到一定程度,就 会发生放电现象,放电产生的火花会引燃汽油,造成火灾或烧伤事故.所以, 加油站用醒目的标语提醒人们不要用塑料桶装运汽油,以免发生意外事故.

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2.建筑物上安装避雷针,可以防止雷击,试解释其道理?

【提示】

当建筑物上安装了避雷针时,在避雷针上产生的感应电荷不能

够大量累积,它会通过针尖逐渐放出,缓慢地中和云层所带的电荷,有效避免 了强烈的放电即雷击现象,保护了建筑物.

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1.带电物体失去电荷的现象叫做放电.常见的放电现象有以下几种: (1)接地放电 地球是良好的导体,由于它特别大,所以能够接受大量电荷.这就如同从 海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明显改变海平面的高度一样.如果用导线 将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可 以认为它不再带电.生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累,这时接地是 一项有效措施.
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(2)尖端放电 通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电 荷受到方向相反的强电场力,就有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电 离.由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷,空气就可以导电了.空气 电离后产生的负电荷就是电子,失去电子的原子带正电,叫做正离子.

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由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说 来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特 别强,使得空气中残存的少量离子加速运动.这些高速运动的离子撞击空气分 子,使更多的分子电离.这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象. 尖端放电在技术上有重要意义.高压输电导线和高压设备的金属元件,表 面要很光滑,为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故.

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(3)火花放电 当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电 离,电荷通过电离的空气形成电流.由于电流特别大,产生大量的热,使空气 发声发光,产生电火花.这种放电现象叫火花放电.

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(4)雷电 带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时,产生耀眼的闪光和 巨响,这就是闪电和雷鸣.闪电的放电电流可以高达几十万安培,会使建筑物 遭受严重损坏,这就是雷击.为了避免雷击,人们设计了避雷针.避雷针是针 状金属物,装在建筑物的顶端,用粗导线与埋在地下的金属板相连,以保持与 大地的良好接触.当带电云层接近时,大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖 端,并由于尖端放电而释放到空气中,与云层中的电荷中和,达到避雷的目的.

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2.个人避雷注意事项 (1)观察所处的环境、生活和工作的建筑物、个人的活动空间以及个人经常 使用和接触的设备,有无受雷击或侵入感应雷电的可能和危险,如果有,则要 采取必要的防雷措施,以保安全. (2)不能在屋顶上乱拉各类电线和架设各种天线,屋顶上的各种设备的金属 构件都应可靠地连接到接地网. (3)雷暴来临时留在室内比处于室外安全;留在有防雷设施的室内比无防雷 设施的室内安全;站立于屋顶最不安全.

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(4)雷暴来临时应停止室外的各项体育运动. (5)雷暴来临时当你处于空旷的田野或开阔地带时,应尽快寻找有防雷设施 的地方躲避;如果当时找不到躲避的地方,切记:处于低矮地方比处于突出的 高地更安全,不能在山顶、山脊、田埂、土堆上行走或跑动,不能手持或肩扛 长形工具和物件,不能靠近孤立的高大树木和烟囱类建筑物,更不能到位于地 形高处的简易农舍. (6)在野外,雷暴来临时不要接触和接近各种电线类金属,不要使用各类电 器或仪器仪表,而应立即将所有电器和仪器仪表从各类电线上断开.

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1.处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子,利用此原理可以进 行静电除尘.如图 131 所示,是一个用来研究静电除尘的实验装置,铝板与手 摇起电机的正极相连,缝被针与手摇起电机的负极相连,在铝板和缝被针中间 放置点燃的蚊香.转动手摇起电机,蚊香放出的烟雾会被电极吸附,停止转动 手摇起电机,蚊香的烟雾又会袅袅上升.关于这个现象,下列说法中正确的是 ( )

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图 131

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A.烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上 B.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小 C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大 D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度 越大

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【解析】

在铝板和缝被针中间形成强电场,处于强电场中的空气分子会

被电离为电子和正离子,烟尘吸附电子带负电,而被吸附到铝板上,选项 A 错; 由于静电力做功,同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大,选项 C 正确,B 错误;由于离铝板越近,电场强度越小,同一烟尘颗粒在被吸附过程中 如果带电荷量不变,离铝板越近则加速度越小,选项 D 错误.
【答案】 C

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2.人们在黑暗的地方脱衣服时,有时会看到火花并伴有“噼啪”的响声, 这是因为( )

A.人体本身是带电的 B.空气带电,在衣服上放电所致 C.衣服由于摩擦而产生静电 D.以上说法均不正确

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【解析】

因为衣服之间的相互摩擦,产生了静电,通过干燥的空气放电

产生电火花,故 C 项正确.
【答案】 C

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3.雷电是怎样形成的?避雷针为什么装在建筑物的顶部,且必须接地?雷 电天气,能不能在大树下避雨?

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【解析】

(1)云层与云层之间以及云层与大地之间通过摩擦、感应等方式

带有电荷,当电荷积累到一定程度时,通过火花放电,形成雷电. (2)避雷针装在建筑物顶部,以便于尖端放电. (3)避雷针接地,以便于接地放电. (4)在有雷电的天气,人们不能在大树下避雨,因为在空旷的田间,大树容 易积累电荷,容易发生放电现象.

【答案】 见解析

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尖端放电、火花放电、雷电都是空气的电离成为导体,而产生电流,使电 荷中和.

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静电的应用和防止

[先填空] 1.应用实例 (1) 静电除尘 . (2) 静电喷漆 . (3) 静电复印 .

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2.静电除尘的原理 带电粒子受到 电场力 的作用,会向电极运动,最后被吸附在电极上. 3.防止静电危害的主要方法是 及时导走多余的电荷 ,防止静电荷过多聚 集,如 接地 放电、 增大空气温度 等.

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[再判断] (1)静电现象可以被利用.( √ ) (2)静电现象没有危害.( × ) (3)静电的危害是可以防止的.( √ )

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[后思考] 1.我们经常在路上看到油罐车的后面拖着一条尾巴(铁链),你知道这条铁 链有什么用吗?

【提示】

在运输过程中油和油罐摩擦会产生静电,铁链可以将静电导走

以避免发生爆炸事故.

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2.静电喷漆技术被广泛应用,既省油漆又提高了工作效率和质量,它的工 作原理是什么?
【提示】 是静电现象的应用.

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1.静电是如何产生的 两种不同的物体相互摩擦可以起电,甚至干燥的空气与衣物摩擦也会起 电.摩擦起的电在能导电的物体上可迅速流失,而在不导电的绝缘体(如化纤、 毛织物等物体)上就不会流失而形成静电,并聚集起来,当达到一定的电压时就 产生放电现象,产生火花并发出声响.

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2.静电的应用和防止 (1)静电的应用 利用静电的性质 应用举例

利用静电能吸引较小物 静电复印、静电喷漆、静电喷雾、激光打印、静 体 利用高压产生的电场 利用放电产生物 电除尘 静电保鲜、静电灭菌、农作物种子处理 臭氧防止紫外线、氮合成氨

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(2)静电的防止 防止静电危害的基本办法是尽快把产生的静电导走,避免越积越多. 防止静电的途径主要有: ①避免产生静电,如:在可能情况下选用不易产生静电的材料. ②避免静电的积累,产生的静电要设法导走,如:增加空气湿度、接地等.

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4.静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电除尘、静电复印 等,所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到 电极上.现有三个粒子 a、b、c 从 P 点向下射入由正、负电极产生的电场中, 它们的运动轨迹如图 132 所示,则( ) 【导学号:33810019】

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图 132 A.a 带负电荷,b 带正电荷,c 不带电荷 B.a 带正电荷,b 不带电荷,c 带负电荷 C.a 带负电荷,b 不带电荷,c 带正电荷 D.a 带正电荷,b 带负电荷,c 不带电荷
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【解析】

根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,或由正、负两个

电荷形成的电场由正电荷指向负电荷,正电荷受力与电场的方向相同,负电荷 受力与场强方向相反,所以 a 带正电荷,c 带负电荷,b 不偏转则不受电场力, 所以不带电,故选项 B 正确.
【答案】 B

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5.(多选)下列措施中,属于防止静电危害的是( A.运送汽油的油罐车后有一条拖在地面上的铁链 B.轿车顶部有一根露在外面的天线 C.印染车间总保持适当的湿度

)

D.铺在房间的地毯中夹杂着 0.05 mm 的不锈钢丝导电纤维

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【解析】

油罐车后拖在地面上的铁链,可将车厢中由于摩擦等原因产生

的静电及时导入大地,避免电荷越积越多,产生剧烈的高压放电,使油罐车起 火爆炸,故 A 项正确;轿车顶部的天线是用来接收无线电信号的,如果不露在 外面而置于车内,则天线处于金属外壳包围中,无法接收或影响无线电信号的 接收效果,故 B 项错误;印染车间保持适当的湿度,可以将由于摩擦等原因产 生的静电及时散失,避免影响印染质量,故 C 项正确;地毯中夹杂导电纤维同 样是为了及时导走由于摩擦等原因产生的静电,故 D 项正确.故选 A、C、D. 【答案】 ACD
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6.对于静电喷漆的说法,下列正确的是(

) 【导学号:33810020】

A.当油漆从喷枪喷出时,油漆微粒带正电,物体也带正电,相互排斥而扩 散开来 B.当油漆从喷枪喷出时,油漆微粒带负电,物体带正电,相互吸引而被物 体吸附 C.从喷枪喷出的油漆微粒带正电,相互排斥而扩散开来,被吸附在带负电 的物体上 D.因为油漆微粒相互排斥而扩散开来,所以静电喷漆虽喷漆均匀但浪费油 漆
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【解析】

喷枪喷出的油漆微粒带正电,因相互排斥而散开,形成雾状,

被喷涂的物体带负电,对雾状油漆产生引力,把油漆吸到表面,从而减少了浪 费.
【答案】 C

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防止静电的基本方法:尽快把静电导走,避免过多的电荷积累.

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学业分层测评(三)
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