高中物理版人教版选修课件生活中的静电现象

生活中的静电现象静电现象是生活中常见的一种现象，但它也蕴藏着丰富的物理学知识本课件将带领大家深入探索静电现象的本质，并介绍它在生活中的各种应用和影响认识静电现象日常生活自然界静电现象在日常生活中无处不在雷电现象就是一种强大的静电现象干燥天气，梳头发时，头发会竖起来雷电会造成人员伤亡和财产损失••冬天，穿毛衣时，毛衣会吸附灰尘雷电也为大气提供了氮肥••脱下化纤衣服时，会发出噼啪声•“”物体带电原因摩擦起电接触起电感应起电当两种不同的物质相互摩擦时，电子会当带电物体与不带电物体接触时，电荷当带电物体靠近不带电物体时，会使不从一种物质转移到另一种物质，从而使会从带电物体转移到不带电物体上，使带电物体内部的电荷重新分布，从而使两种物质带电，称为摩擦起电不带电物体也带电，称为接触起电不带电物体带电，称为感应起电摩擦带电实验准备材料1准备两根玻璃棒、两根橡胶棒、一些碎纸屑、毛皮、丝绸等材料摩擦生电2分别用毛皮摩擦玻璃棒、用丝绸摩擦橡胶棒，然后将它们分别靠近碎纸屑，观察现象吸引和排斥3用两个摩擦过的玻璃棒或两个摩擦过的橡胶棒互相靠近，观察现象电荷种类4通过实验现象，可以推断出摩擦过的玻璃棒带正电荷，橡胶棒带负电荷静电吸引和排斥同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引带正电的物体相互排斥，带负电的物体也相互排斥带正电的物体吸引带负电的物体，带负电的物体吸引带正电的物体导体和绝缘体导体绝缘体12自由电荷可以自由移动，例自由电荷难以移动，例如橡如金属、人体胶、玻璃半导体3介于导体和绝缘体之间，例如硅、锗电荷的种类和性质正电荷负电荷带正电荷的物体称为正电荷，具带负电荷的物体称为负电荷，具有吸引带负电荷物体和排斥带正有吸引带正电荷物体和排斥带负电荷物体的性质正电荷可以由电荷物体的性质负电荷可以由摩擦产生，例如用毛皮摩擦橡胶摩擦产生，例如用毛皮摩擦玻璃棒，橡胶棒就会带上负电荷棒，玻璃棒就会带上正电荷中性电荷守恒物体不带电时称为中性，中性物电荷守恒定律指出，电荷既不能体既不吸引也不排斥带电物体创造，也不能消灭，只能从一个中性物体可以由带电物体感应产物体转移到另一个物体电荷守生电荷恒定律是物理学的基本定律之一，在许多物理现象中都有重要的应用电力线和电场电场是存在于带电体周围的一种特殊物质，具有能量和力的作用它是一种无形的场，可以用电力线来形象地表示电力线是用来形象地描绘电场方向和强弱变化的曲线，它并不真实存在，但可以帮助我们更好地理解电场电场强度的概念电场强度的定义电场强度的方向电场强度的单位电场强度是描述电场强弱和方向的物理电场强度的方向与正电荷在该点所受电电场强度的单位是牛顿每库仑，符号为量它等于单位正电荷在电场中受到的力的方向相同N/C力电场线的性质方向密度不交叉起始电场线方向表示该点电场力电场线密度反映了电场强度电场线在空间中不会交叉，电场线从正电荷出发，终止方向，即正电荷在该点所受的大小，密度越大，电场强因为电场力的方向唯一于负电荷，或延伸至无穷远电场力的方向度越大处静电感应现象电荷重新分布感应电荷当一个带电物体靠近一个不带导体表面感应出的电荷被称为电的导体时，导体内部的电荷感应电荷，感应电荷的出现是会重新分布，靠近带电物体的由于带电物体对导体内部电荷一侧会感应出与带电物体极性的吸引或排斥作用相反的电荷，而远离带电物体的一侧会感应出与带电物体极性相同的电荷感应现象应用静电感应现象在很多领域都有重要的应用，例如静电除尘器、静电喷涂、静电复印机等感应电荷的性质异性相吸同性相斥12感应电荷与带电体带相反的感应电荷与相同极性的电荷电荷，因此相互吸引相互排斥数量相等分布规律34感应电荷的总量与带电体的感应电荷分布在与带电体最电荷量相等近的表面，形成电场电容器的结构与功能电容器由两个相互靠近的导体构成，中间通常用绝缘材料隔开它能够存储电荷，并在需要时释放电荷电容器广泛应用于电子电路中，例如滤波器、耦合器和定时器它们还用于存储能量，例如在相机闪光灯和汽车音响系统中电容的计算公式电容C=Q/U电容C=εS/4πkd电容是衡量电容器储存电荷能力的物理量，单位是法拉（）F电容器的电容由其结构决定，包括极板的面积、极板之间的距离以及介质的介电常数静电现象在生活中的应用防静电静电除尘静电喷涂防静电设备用于电子元件制静电除尘器利用静电吸引原静电喷涂利用静电吸引原理造、芯片生产、精密仪器等理，将空气中的灰尘、粉尘，将带电的涂料粒子吸附到领域，防止静电干扰和损坏等颗粒物吸附在带电极板上带电的物体表面，形成均匀设备静电消除器、防静电，实现净化空气的目的静、牢固的涂层静电喷涂广工作服、防静电地板等广泛电除尘器广泛应用于工业生泛应用于汽车制造、家电生应用于工厂、实验室、数据产、电力行业、环境治理等产、家具制造等领域中心等场所领域静电放电和防静电静电放电防静电措施12静电积聚后突然释放，产生电火花，可能导致电子设备损坏使用防静电材料，如防静电地板、防静电工作服，以及接地或火灾线等，可以有效降低静电的积累静电放电的危害日常防静电34静电放电会导致电子设备故障、火灾隐患、人体静电冲击等在日常生活中，可以通过增加空气湿度、减少摩擦，以及穿防静电鞋等方式，减少静电的产生雷电的产生与防护雷电形成雷雨云中带正电荷的云层与地面带负电荷的物体之间形成强电场，从而产生放电现象闪电发生云层与地面之间电场强度达到一定程度时，电荷会沿着空气中的路径发生瞬间放电，产生明亮的闪光雷声响起闪电放电时产生的热量使周围空气迅速膨胀，形成冲击波，发出巨大的声响，这就是雷声预防雷击在雷雨天气，要尽量避免在空旷地带，高处，水边停留远离金属物品，不要使用手机或其他电子设备雷电防护建筑物要安装避雷针，以引导雷电电流安全入地，保护建筑物和人员安全静电现象与电子元件静电对电子元件的影响静电防护ESD静电放电可能损坏电子元件，导致设备在电子元件的生产、运输、使用过程中静电放电是指静电积累到一定程ESD故障甚至失效静电造成的损害，包括，要采取防静电措施，如防静电包装、度后，迅速释放产生的放电现象ESD元件的击穿、烧毁、材料老化、性能下静电释放器等，减少静电对电子元件的是电子产品常见的故障原因之一，会导降等危害致数据丢失、设备损坏等问题静电现象在工业上的应用静电除尘静电喷涂静电复印静电纺丝利用静电吸引粉尘颗粒，达利用静电吸附涂料，提高涂利用静电吸引墨粉，实现图利用静电场将溶液拉伸成细到净化空气的目的层的均匀性和效率像复制功能丝，用于制造纳米材料静电现象对人体的影响静电放电皮肤干燥静电放电会导致人体突然感到静电会导致皮肤干燥，并可能刺痛或麻木，甚至可能造成轻加重皮肤过敏症状，特别是冬微的灼伤或肌肉痉挛季，人们更容易受到静电的影响健康影响精神影响长期暴露在静电环境中可能会静电现象也可能对人的心理产对人体健康造成负面影响，如生影响，例如，让人感到烦躁心血管疾病、神经系统疾病等不安或恐惧，从而影响工作和生活静电现象的安全隐患静电火花静电干扰静电积聚过多会导致放电，产生静电火静电积聚会干扰电子设备的正常工作，花静电火花可能点燃易燃易爆物品，导致设备故障，甚至损坏造成火灾或爆炸事故例如，在电子生产车间，静电干扰会损例如，在加油站，静电火花可能点燃汽坏敏感的电子元件油，引发爆炸静电现象的探究实验摩擦起电1用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦玻璃棒，观察带电现象静电吸引和排斥2用带电物体靠近轻小物体或带电物体相互靠近，观察吸引或排斥现象静电感应3将带电体靠近导体，用验电器检验导体两端是否带电电容器4制作简单的电容器，测量电容大小，观察电容与极板面积、间距的关系通过设计和进行实验，可以加深对静电现象的理解，验证相关理论，并能激发学生探究的兴趣静电现象的测量方法静电计静电场测量仪静电计是一种用来测量静电荷的仪器静电计由一个带电的金静电场测量仪是一种用来测量静电场的仪器静电场测量仪通属球和一根与金属球相连的细金属丝组成当静电计靠近带电常由一个探头和一个测量仪组成探头可以检测到静电场，测物体时，金属球会感应到电荷，金属丝就会偏转量仪可以显示出静电场的强度和方向静电现象的发展历程早期观察1古希腊人观察到琥珀摩擦后吸引轻小物体的现象库仑定律2世纪，库仑通过扭秤实验发现了静电力定律18法拉第研究3世纪，法拉第发现了电场和电势的概念19现代理论4世纪，量子力学解释了静电现象的本质20静电现象的研究历史悠久，从古希腊人的早期观察到现代量子力学的深入解释，经历了漫长的发展历程静电现象的研究前沿纳米级材料表面静电生物体内的静电现象高能物理中的静电应用静电现象的理论模型纳米级材料具有独特的表面生物体内的电化学反应和细静电技术在高能物理实验中建立更精确的静电模型，可性质，研究其静电现象对于胞间信号传递等过程都与静发挥着重要作用，例如加速以更好地预测和解释静电现新型材料的开发和应用至关电现象密切相关，深入研究器和探测器的设计象，推动相关研究发展重要有助于理解生命现象静电现象的应用前景电子设备医疗设备静电现象可用于制造更小、更快、更高静电现象可用于制造更先进的医疗设备效的电子设备例如，静电喷涂可用于，例如静电手术刀，可用于更精准的手制造更高精度的电子元件术能源领域环境保护静电现象可用于开发更清洁、更高效的静电现象可用于环境保护，例如静电除能源技术，例如静电收集器，可用于收尘器，可用于去除空气中的污染物集空气中的微粒静电现象与电磁学的关系电磁感应静电场电磁波运动的电荷产生磁场，变化的磁场产生静电场可以诱导磁场电磁波可以由振荡的电场和磁场产生电流静电现象与其他物理现象的联系电磁感应电流

1.

2.12静电荷的运动产生磁场，这是电磁感静电荷的定向移动形成电流，是电路应现象的基础中电流的来源之一热力学光学

3.

4.34静电放电过程会释放能量，转化为热静电荷可引起光的偏转或散射，影响能，导致温度升高光的传播路径静电现象的理论发展早期探索库仑定律电场理论现代发展从古代文明到文艺复兴，人库仑定律是描述静电相互作法拉第和麦克斯韦等科学家随着量子力学和电磁学的发们对静电现象的认识逐步积用力的基本定律，揭示了静建立了电场理论，解释静电展，对静电现象的理解更加累电力的性质现象背后的机制深入静电现象的社会影响电子设备工业生产生活安全静电放电会损坏敏感的电子元件，降低静电会导致产品缺陷，降低生产效率静电放电可能引起火灾，对人体健康造设备性能成威胁总结与展望静电现象是物理学的重要组成部分，在自然界和人类生活中无处不在研究静电现象，可以帮助我们更好地理解电磁现象，并将其应用于各个领域未来，静电现象的研究将继续深入，并将与其他科学领域交叉融合，推动科学技术的进步。