2018-2019學(xué)年高中物理 第1章 電荷的相互作用 1.3 靜電與生活學(xué)案 滬科版選修3-1.doc

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1.3　靜電與生活 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識 脈 絡(luò) 1.了解靜電現(xiàn)象及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用．(重點) 2．了解尖端放電現(xiàn)象，知道避雷針的原理．(難點) 3．知道靜電與現(xiàn)代科技及靜電危害與控制. [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] [知識梳理] 一、雷電與避雷 1．自然界中雷電產(chǎn)生的主要原因是云層的相互摩擦，導(dǎo)致了云層間異種電荷的大量積聚，而靠近地面的云層中電荷的大量積聚，會使地面因靜電感應(yīng)而引起電荷集聚． 2．云層之間、云層與地面之間會形成幾百萬伏以上的電壓．這個電壓足以擊穿空氣，產(chǎn)生幾十萬安培的瞬間電流，電流生熱使空氣發(fā)光產(chǎn)生閃電，空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響形成雷電． 3．避雷針是利用尖端放電的原理避雷的． 二、靜電與現(xiàn)代科技、靜電的危害及控制 1．靜電在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用 現(xiàn)代科技中，可以應(yīng)用靜電來凈化空氣、噴灑農(nóng)藥、靜電植絨、靜電復(fù)印等． 2．靜電的危害及控制 [基礎(chǔ)自測] 1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“”．) (1)云層間帶有大量的異種電荷，其主要原因是感應(yīng)起電．() (2)云層和云層之間的高電壓擊穿空氣，形成強(qiáng)電流，就產(chǎn)生了雷電．(√) (3)避雷針能避免建筑物被雷擊是因為云層中帶的電荷被避雷針通過導(dǎo)線導(dǎo)入大地．() (4)電子空氣凈化器工作時，空氣先經(jīng)過帶正電的網(wǎng)格，除去帶負(fù)電的煙塵，再經(jīng)過帶負(fù)電的網(wǎng)格，除去帶正電的煙塵．(√) (5)保持工作環(huán)境的干燥可以防止靜電．() (6)飛機(jī)加油前，油車和飛機(jī)不能和地面連接．() 【提示】　 (1)　云層帶電主要是摩擦起電． (3)　避雷針主要應(yīng)用了尖端放電． (5)　保持工作環(huán)境濕潤才能防止靜電． (6)　為防止靜電，油車和飛機(jī)要和地面連接． 2．避雷針能夠避免建筑物被雷擊的原因是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：69682025】 A．云層中帶的電荷被避雷針通過導(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)生了電荷 D．以上解釋都不正確 B　[帶電荷的云層靠近避雷針時，在避雷針尖端感應(yīng)出與云層電性相反的電荷，達(dá)到一定程度就向空中放電，中和云層中的電荷，從而避免建筑物遭受雷擊，故B項正確．] 3．(多選)下列哪些做法屬于防止靜電危害的措施(　　) A．制藥車間要盡量保持干燥 B．油罐車運油時要安裝一條拖地的金屬鏈 C．在地毯中夾雜導(dǎo)電纖維 D．寒冷的冬天多穿兩件毛衣 BC　[靜電防止的措施是多樣的，可以控制靜電不產(chǎn)生或少產(chǎn)生，若不可避免地產(chǎn)生了靜電，還可以采取導(dǎo)電的方式防止靜電積聚．D是為保暖．] [合 作 探 究攻 重 難] 避雷針的原理 1．電荷在導(dǎo)體表面的分布是不均勻的：突出的位置電荷比較密集；平坦的位置電荷比較稀疏．導(dǎo)體尖端部位的電荷特別密集，會產(chǎn)生尖端放電．避雷針就是應(yīng)用了導(dǎo)體尖端放電的原理． 2．帶電云層靠近建筑物時，同種電荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了異種電荷．當(dāng)電荷積累到一定程度時，會發(fā)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象，可能產(chǎn)生雷擊．如果建筑物上安裝了避雷針，在避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會通過針尖放出，逐漸中和云中的電荷，就能保護(hù)建筑物，使其免遭雷擊． 　帶電體表面突出的地方電荷容易密集，雷雨天當(dāng)帶電云層靠近高大建筑物時，由于靜電感應(yīng)建筑物頂端會聚集異種電荷，避雷針通過一根豎直導(dǎo)線接通大地而避免雷擊，若不知道豎直導(dǎo)線中的電流方向，進(jìn)而判斷云層所帶電荷安全可行的方法是(　　) A．在導(dǎo)線中接入電流表 B．在導(dǎo)線中接入電壓表 C．在導(dǎo)線中接入小燈泡 D．在導(dǎo)線旁放一可自由轉(zhuǎn)動的小磁針 思路點撥：①接入電流表、電壓表、小燈泡都是不安全的． ②放上小磁針，可以根據(jù)小磁針偏轉(zhuǎn)的情況判斷電流的方向． D　[電流周圍會產(chǎn)生磁場，在磁場中的小磁針受到磁場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向就可知道電流的方向，其他方法都是不安全的．] [針對訓(xùn)練] 1．(多選)下列關(guān)于雷電現(xiàn)象的認(rèn)識正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：69682026】 A．打雷閃電是天上的雷公電母在控制著 B．閃電是由于高壓放電使空氣在高溫的情況下發(fā)光的結(jié)果 C．雷聲是由于空氣在高溫下膨脹的結(jié)果 D．先發(fā)生閃電后發(fā)出雷聲 BC　[雷電是一種自然現(xiàn)象，是由于高壓放電，產(chǎn)生幾十萬安培的瞬間電流．電流生熱使空氣發(fā)光，使空氣受熱突然膨脹發(fā)出巨響，是同時發(fā)生的，只是光的傳播速度比聲音快，所以我們是先看到閃電后聽到雷聲．] 靜電的應(yīng)用和防止 1．電子空氣凈化器的基本工作原理 電子空氣凈化器利用風(fēng)扇將空氣送入機(jī)內(nèi)，空氣流經(jīng)正、負(fù)電極間時，首先經(jīng)過帶正電的網(wǎng)格，這時帶負(fù)電的煙塵等粒子被吸附在其上．接著，空氣又通過帶負(fù)電的網(wǎng)格，這時帶正電的煙塵等粒子被吸附在其上．最后，活性炭過濾器再將空氣中的剩余塵粒過濾一遍，把潔凈的空氣送入室內(nèi)． 2．靜電復(fù)印機(jī)的基本工作原理 激光掃描原稿上的文字或圖案，經(jīng)反射聚焦在攜帶靜電的硒鼓上．激光掃描到原稿上的空白處，硒鼓上相應(yīng)部位的靜電荷就被消除，留在硒鼓上的靜電荷就形成了原稿的文字或圖案．墨粉被硒鼓上的靜電吸引，被轉(zhuǎn)移到復(fù)印紙上并被加熱固定，復(fù)印紙上就出現(xiàn)了原稿上的文字或圖案． 3．防止靜電危害的主要途徑、方法及其措施 (1)盡量減少靜電的產(chǎn)生，如改造起電強(qiáng)烈的工藝環(huán)節(jié)；采用起電較少的設(shè)備，使用抗靜電材料等． (2)給靜電釋放提供通道，如設(shè)備接地，適當(dāng)增加工作環(huán)境的濕度等． 　 (多選)如圖131所示是靜電除塵的原理示意圖，關(guān)于靜電除塵的原理，下列說法正確的是(　　) 圖131 A．中間金屬絲A與金屬管B分別接高壓電源的電極 B．金屬絲和金屬管帶電后具有吸引輕小物體的作用 C．煙塵通過該空間時被A、B兩個電極的電荷吸引而被吸附，能起到除塵的作用 D．煙筒本身就有除塵作用，沒有必要加高壓電源 思路點撥：①煙筒內(nèi)的兩個金屬電極必須接在高壓電源上，使電極帶上等量異號電荷． ②由于電荷能吸引輕小物體，所以煙塵能被吸附在電極上． ABC　[煙筒內(nèi)的兩個金屬電極必須接在高壓電源上，使兩個電極被充電而帶上等量異號電荷，而電荷又有吸引輕小物體的作用，所以從下而上的煙塵被吸附在電極上，從上面的排煙口排出的氣體就清潔了，從而起到除塵的作用，所以A、B、C三項正確，D項錯誤．] 靜電應(yīng)用和防止的技巧 (1)靜電的應(yīng)用主要依靠正、負(fù)電荷之間的靜電力． (2)防止靜電危害的基本方法是：盡快把靜電引走，避免電荷越積越多． [針對訓(xùn)練] 2．(多選)下列說法中正確的是(　　) A．靜電除塵的原理是讓灰塵帶上電荷，然后在靜電力的作用下，奔向并吸附到帶有異種電荷的電極上 B．靜電復(fù)印的原理是讓油墨帶上電荷，然后在靜電力的作用下，奔向并吸附到帶異種電荷的白紙上 C．靜電噴涂的原理是讓油漆帶上電荷，然后在靜電力的作用下，奔向并吸附到吸引油漆的工件上 D．靜電復(fù)印中的硒鼓上字跡的像實際是曝光的地方 ABC　[灰塵很容易吸附電子，靜電除塵的原理就是吸附有負(fù)電荷的灰塵在靜電力作用下被吸附到帶正電荷的圓筒上，A對．靜電復(fù)印和靜電噴涂是分別使油墨和油漆帶電，在靜電力作用下吸附到帶異種電荷的預(yù)期部位；靜電復(fù)印曝光時，在光學(xué)系統(tǒng)作用下，將原稿圖像投射到感光片上，并使其形成靜電潛像的過程，曝光時，感光片亮區(qū)光導(dǎo)體導(dǎo)通，表面電荷迅速消失(亮衰)，暗區(qū)光導(dǎo)體絕緣，表面電荷基本保持(不變)．B、C對，D錯．] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．請用學(xué)過的電學(xué)知識判斷下列說法正確的是(　　) A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全 B．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好 C．小鳥停在單根高壓輸電線上會被電死 D．打雷時，待在汽車?yán)锉却谀疚堇镆ｋU B　[電工高壓帶電作業(yè)時，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋，可以對人體起到靜電屏蔽作用，使人安全作業(yè)，電工穿絕緣衣容易產(chǎn)生大量的靜電，反而比較危險，選項A錯誤；因為塑料和油摩擦容易起電，產(chǎn)生的靜電不易導(dǎo)走，形成靜電積累，易造成爆炸和火災(zāi)事故，而用金屬則能避免此危險，選項B正確；小鳥停在單根高壓輸電線上，小鳥兩腳間的電壓很小，小鳥不會被電死，選項C錯誤；金屬車身的汽車也是很好的“避雷所”，一旦汽車被雷擊中，它的金屬外殼能起到靜電屏蔽的作用，而木屋沒有靜電屏蔽作用，選項D錯誤．] 2．在建筑物頂部裝有一避雷針，當(dāng)帶正電的云層接近避雷針并放電時，避雷針中(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：69682027】 A．不會形成電流 B．會形成電流，方向向上 C．會形成電流，方向向下 D．會形成電流，方向不定 C　[當(dāng)帶正電的云層接近避雷針時，發(fā)生尖端放電，空氣中的負(fù)離子向云層運動，正離子向避雷針運動，形成方向向下的電流，C正確．] 3．(多選)下列靜電現(xiàn)象中有害并需要防止的是(　　) A．煤礦里產(chǎn)生靜電火花 B．半導(dǎo)體器件生產(chǎn)車間芯片吸附塵埃 C．靜電紙在噴墨打印機(jī)中吸附炭粉 D．靜電在印刷車間使紙張粘在一起 ABD　[煤礦里產(chǎn)生的靜電火花會引起瓦斯爆炸；半導(dǎo)體器件往往用抗靜電材料包裝，原因是它們在車間里會吸附一些塵埃，在運輸途中也會吸附一些塵埃；靜電在車間里使紙張粘在一起，會給印刷帶來不便，這些都是有害的．] 4．下列有關(guān)生活中的靜電，哪些是有利的________，哪些是有害的________． 【導(dǎo)學(xué)號：69682028】 ①靜電除塵?、陟o電噴涂　③靜電復(fù)印?、芾子晏旄叽髽淠鞠卤苡辍、蒿w機(jī)上的靜電?、揠娨暉善辽铣Ｓ幸粚踊覊m 【解析】　有利的是靜電除塵、靜電噴涂、靜電復(fù)印，有害的是雷雨天到高大樹木下避雨、電視機(jī)屏上的灰塵、飛機(jī)上的靜電． 【答案】?、佗冖邸、堍茛?