最新沪科版选修 31 高中物理第1章电荷的相互作用13静电与生活学案3Word格式文档下载.docx
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图131
【提示】 验电器的金属杆上固定一个金属球是为了防止尖端放电现象,使验电器在电压较高时也不会失去电荷.
探讨1:
雷电是怎样形成的?
【提示】 雷电产生的主要原因是云层相互摩擦,云层间产生大量异种电荷,形成很高的电压.这个电压可以击穿空气,产生很强的电流,导致雷电的产生.
探讨2:
避雷针是怎样避雷的?
【提示】 避雷针是通过“尖端放电”的原理来避雷的.
1.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.导体尖端部位的电荷特别密集,会产生尖端放电.避雷针就是应用了导体尖端放电的原理.
2.带电云层靠近建筑物时,同种电荷受到排斥,流入大地,建筑物上留下了异种电荷.当电荷积累到一定程度时,会发生强烈的放电现象,可能产生雷击.如果建筑物上安装了避雷针,在避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放出,逐渐中和云中的电荷,就能保护建筑物,使其免遭雷击.
1.(多选)下列关于雷电现象的认识正确的是( )
A.打雷闪电是天上的雷公电母在控制着
B.闪电是由于高压放电使空气在高温的情况下发光的结果
C.雷声是由于空气在高温下膨胀的结果
D.先发生闪电后发出雷声
【解析】 雷电是一种自然现象,是由于高压放电,产生几十万安培的瞬间电流.电流生热使空气发光,使空气受热突然膨胀发出巨响,是同时发生的,只是光的传播速度比声音快,所以我们是先看到闪电后听到雷声.
【答案】 BC
2.避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )
A.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地
B.避雷针的尖端向云层放电,中和了云层中的电荷
C.云层与避雷针发生摩擦,避雷针上产生了电荷
D.以上解释都不正确
【解析】 带电荷的云层靠近避雷针时,在避雷针尖端感应出与云层电性相反的电荷,达到一定程度就向空中放电,中和云层中的电荷,从而避免遭受雷击,故B项正确.
【答案】 B
3.在建筑物顶部装有一避雷针,当带正电的云层接近避雷针并放电时,避雷针中( )
【导学号:
29682005】
A.不会形成电流
B.会形成电流,方向向上
C.会形成电流,方向向下
D.会形成电流,方向不定
【解析】 当带正电的云层接近避雷针时,发生尖端放电,空气中的负离子向云层运动,正离子向避雷针运动,形成方向向下的电流,C正确.
【答案】 C
静电与现代科技,静电的危害及控制
1.静电在现代科技中的应用
现代科技中,可以应用静电来净化空气、喷洒农药、静电植绒、静电复印等.
2.静电的危害和控制
1.电子空气净化器工作时,空气先经过带正电的网格,除去带负电的烟尘,再经过带负电的网格,除去带正电的烟尘.(√)
2.保持工作环境的干燥可以防止静电.(×
3.飞机加油前,油车和飞机不能和地面连接.(×
春天的时候,空气特别干燥,手一碰到什么东西都会起电,关窗帘、摸暖气片立刻起电,有时和别人的衣服或者手碰一下都会发出“噼啪”的声音!
随时可能被“电到”,简直太难受了!
静电到底有什么危害呢?
如何才能消除人身上的静电呢?
【提示】 静电的危害如混纺衣服上常出现不易拍掉的灰尘,静电火花引起火灾等.
要消除人身上的静电就要及时将人体所带的电荷导走,如保持室内适当的潮湿.
静电现象在现代科技中有哪些应用?
【提示】 净化空气、喷洒农药、静电复印、静电植绒等.
怎样防止静电的危害?
【提示】 基本方法是将静电引走,如接地装置等.
1.电子空气净化器的基本工作原理
电子空气净化器利用风扇将空气送入机内,空气流经正、负电极间时,首先经过带正电的网格,这时带负电的烟尘等粒子被吸附在其上.接着,空气又通过带负电的网格,这时带正电的烟尘等粒子被吸附在其上.最后,活性炭过滤器再将空气中的剩余尘粒过滤一遍,把洁净的空气送入室内.
2.静电复印机的基本工作原理
激光扫描原稿上的文字或图案,经反射聚焦在携带静电的硒鼓上.激光扫描到原稿上的空白处,硒鼓上相应部位的静电荷就被消除,留在硒鼓上的静电荷就形成了原稿的文字或图案.墨粉被硒鼓上的静电吸引,被转移到复印纸上并被加热固定,复印纸上就出现了原稿上的文字或图案.
3.防止静电危害的主要途径、方法及其措施
(1)尽量减少静电的产生,如改造起电强烈的工艺环节;
采用起电较少的设备,使用抗静电材料等.
(2)给静电释放提供通道,如设备接地,适当增加工作环境的湿度等.
4.(多选)下列说法中正确的是( )【导学号:
29682006】
A.静电除尘的原理是让灰尘带上电荷,然后在静电力的作用下,奔向并吸附到带有异种电荷的电极上
B.静电复印的原理是让油墨带上电荷,然后在静电力的作用下,奔向并吸附到带异种电荷的白纸上
C.静电喷涂的原理是让油漆带上电荷,然后在静电力的作用下,奔向并吸附到吸引油漆的工件上
D.静电复印中的硒鼓上字迹的像实际是曝光的地方
【解析】 灰尘很容易吸附电子,静电除尘的原理就是吸附有负电荷的灰尘在静电力作用下被吸附到带正电荷的圆筒上,A对.静电复印和静电喷涂是分别使油墨和油漆带电,在静电力作用下吸附到带异种电荷的预期部位;
静电复印曝光时,在光学系统作用下,将原稿图像投射到感光片上,并使其形成静电潜像的过程,曝光时,感光片亮区光导体导通,表面电荷迅速消失(亮衰),暗区光导体绝缘,表面电荷基本保持(不变).B、C对D错.
【答案】 ABC
5.(多选)下列哪些做法属于防止静电危害的措施( )
A.制药车间要尽量保持干燥
B.油罐车运油时要安装一条拖地的金属链
C.在地毯中夹杂导电纤维
D.寒冷的冬天多穿两件毛衣
【解析】 静电防止的措施是多样的,可以控制静电不产生或少产生,若不可避免地产生了静电,还可以采取导电的方式防止静电积聚.D是为保暖.
6.(多选)如图132所示是静电除尘的原理示意图,关于静电除尘的原理,下列说法正确的是( )
29682007】
图132
A.中间金属丝A与金属管B分别接高压电源的电极
B.金属丝和金属管带电后具有吸引轻小物体的作用
C.烟尘通过该空间时被A、B两个电极的电荷吸引而被吸附,能起到除尘的作用
D.烟筒本身就有除尘作用,没有必要加高压电源
【解析】 烟筒内的两个金属电极必须接在高压电源上,使两个电极被充电而带上等量异号电荷,而电荷又有吸引轻小物体的作用,所以从下而上的烟尘被吸附在电极上,从上面的排烟口排出的气体就清洁了,从而起到除尘的作用,所以A、B、C三项正确,D项错误.
1.静电的应用主要依靠正、负电荷之间的静电力.
2.防止静电危害的基本方法是,尽快把静电引走,避免电荷越积越多.
2.1 探究电场的力的性质
1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的.知道场与实物是物质存在的两种形式.
2.会推导点电荷的电场强度的公式,能应用公式进行有关的计算.(重点)
3.知道电场强度的叠加原理,能应用这一原理进行简单的计算.(难点)
4.知道电场线的定义和特点,会用电场线描述电场强度的大小和方向.(重点、难点)
电场和电场强度
1.电场
(1)电荷周围存在电场,电荷之间的相互作用力是通过电场发生的.
图211
(2)场与实物是物质存在的两种不同形式.
(3)静止的电荷产生的电场称为静电场.
2.电场强度
试探电荷与场源电荷
如图212所示,带电小球q是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的,称为试探电荷或检验电荷.
图212
被检验的电场是带电金属球Q所激发的,所以金属球Q所带电荷称为场源电荷或源电荷.
3.电场强度
(1)定义:
电场中某点的电荷所受到的电场力F跟它的电荷量q的比值.
(2)定义式:
E=.
(3)方向:
电场强度是矢量,规定电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点所受的静电力的方向相同.
(4)国际单位:
牛/库(N/C)或伏/米(V/m).
1.电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在.(×
2.根据E=,由于q有正、负,故电场中某点的场强有两个方向.(×
3.据公式E=可计算场强大小,但场强由场本身决定,与F、q大小无关.(√)
1.有同学认为:
电场就是电场强度,你怎样认为?
【提示】 电场是一种特殊的物质,电场强度是描述电场强弱的物理量,二者不同.
2.根据电场强度的定义式E=,是不是只有试探电荷q存在时,电场才存在?
【提示】 不是,电场是由场源电荷产生的,与试探电荷的存在与否没有关系.
在空间中有一电场,把一带电荷量为q的试探电荷放在电场中的A点所受的电场力为F.
电场中A点的电场强度EA多大?
【提示】 EA=.
将电荷量为2q的试探电荷放在电场中的A点所受的电场力为多大?
此时A点的电场强度EA′多大?
【提示】 电场强度由电场本身决定,与试探电荷无关,故EA不变,EA=,而F′=2qEA=2F,答案2F,.
1.试探电荷与场源电荷的比较
定义
大小要求
试探电荷
用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷
尺寸和电荷量必须充分小,放入电场后,不影响原电场
场源电荷
产生电场的电荷
无要求,可大可小
2.对电场强度的理解
(1)公式E=是电场强度的定义式,该式给出了测量电场中某一点电场强度的方法,应当注意,电场中某一点的电场强度由电场本身决定,与是否测量及如何测量无关.
(2)公式E=仅定义了电场强度的大小,其方向需另外规定.物理学上规定电场强度的方向是放在该处的正电荷所受电场力的方向.
(3)由E=变形为F=qE,表明:
如果已知电场中某点的电场强度E,便可计算在电场中该点放任何电荷量的带电体所受的静电力的大小.电场强度E与电荷量q的大小决定了静电力的大小;
电场强度E的方向与电荷的电性共同决定静电力的方向;
正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同,负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反.
1.(多选)在电场中的某点A放一试探电荷+q,它所受到的电场力大小为F,方向水平向右,则A点的场强大小EA=,方向水平向右.下列说法中正确的是( )
A.在A点放置一个-q试探电荷,A点的场强方向变为水平向左
B.在A点放置一个+2q的试探电荷,则A点的场强变为2EA
C.在A点放置一个-q的试探电荷,它所受的电场力方向水平向左
D.在A点放置一个电荷量为+2q的试探电荷,所受电场力为2F
【解析】 E=是电场强度的定义式,某点场强大小和方向与场源电荷有关,而与放
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