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2019-2020年新課標(biāo)人教版1-1選修一1.3《生活中的靜電現(xiàn)象》WORD教案2 教學(xué)過程： 一．放電現(xiàn)象 問題：什么是放電現(xiàn)象？有哪些種類？ 帶電物體失去電荷的現(xiàn)象叫做放電.常見的放電現(xiàn)象有以下幾種: 1.接地放電 地球是良好的導(dǎo)體,由于它特別大,所以能夠接受大量電荷而不明顯地改變地球的電勢，這就如同從海洋中抽水或向海洋中放水,并不能明顯改變海平面的高度一樣.如果用導(dǎo)線將帶電導(dǎo)體與地球相連,電荷將從帶電體流向地球,直到導(dǎo)體帶電特別少,可以認(rèn)為它不再帶電。(如果導(dǎo)體帶正電，實(shí)際上是自由電子從大地流向?qū)w。這等效于正電荷從導(dǎo)體流向大地。) 生產(chǎn)中和生活實(shí)際中往往要避免電荷的積累,這時接地是一項(xiàng)有效措施. 2.火花放電 當(dāng)高壓帶電體與導(dǎo)體靠得很近時,強(qiáng)大的電場會使它們之間的空氣瞬間電離，電荷通過電離的空氣形成電流.由于電流特別大,產(chǎn)生大量的熱,使空氣發(fā)聲發(fā)光，產(chǎn)生電火花.這種放電現(xiàn)象叫火花放電. 火花放電在生活中常會遇到.干燥的冬天,身穿毛衣和化纖衣服,長時間走路之后,由于摩擦，身體上會積累靜電荷.這時如果手指靠近金屬物品,你會感到手上有針刺般的疼痛感。這就是火花放電引起的.如果事先拿一把鑰匙,讓鑰匙的尖端靠近其他金屬體,就會避免疼痛.在光線較暗的地方試一試，在鑰匙尖端靠近金屬體的時候,不但會聽到響聲,還會看到火花. 在一些工廠或?qū)嶒?yàn)室里,存在大量易燃?xì)怏w,工作人員要穿一種特制的鞋,這種鞋的導(dǎo)電性能很好，能夠?qū)㈦姾蓪?dǎo)入大地,避免電荷在人體上的積累,以免產(chǎn)生火花放電,引起火災(zāi). 二．雷電和避雷 問題雷電屬于哪一種放電現(xiàn)象？電荷分布與放電的關(guān)系？ 1.通常情況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果電場特別強(qiáng)，空氣分子中的正負(fù)電荷受到方向相反的強(qiáng)電場力，有可能被“撕”開，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。由于電離后的空氣中有了可以自由移動的電荷，空氣就可以導(dǎo)電了。空氣電離后產(chǎn)生的負(fù)電荷就是電子，失去電子的原子帶正電，叫做正離子。 由于同種電荷相互排斥,導(dǎo)體上的靜電荷總是分布在表面上，而且一般說來分布是不均勻的，導(dǎo)體尖端的電荷特別密集,所以尖端附近空氣中的電場特別強(qiáng),使得空氣中殘存的少量離子加速運(yùn)動。這些高速運(yùn)動的離子撞擊空氣分子，使更多的分子電離。這時空氣成為導(dǎo)體，于是產(chǎn)生了尖端放電現(xiàn)象. 尖端放電在技術(shù)上有重要意義.高壓輸電導(dǎo)線和高壓設(shè)備的金屬元件，表面要很光滑,為的是避免因尖端放電而損失電能或造成事故。 2. 閃電 帶電云層之間或帶電云層和地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時,產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響,這就是閃電.閃電的放電電流可以高達(dá)幾十萬安培,會使建筑物遭受嚴(yán)重?fù)p壞.這就是雷擊。 為了避免雷擊,人們設(shè)計(jì)了避雷針.避雷針是針狀金屬物,裝在建筑物的頂端,用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板相連,以保持與大地的良好接觸.當(dāng)帶電云層接近時，大地中的異種電荷被吸引到避雷針的尖端，并由于尖端放電而釋放到空氣中，與云層中的電荷中和，達(dá)到避雷的目的. 閃電也有積極的意義.閃電產(chǎn)生的高溫使空氣中的氮和氧化合,隨雨水降至地面形成硝酸鹽.這些硝酸鹽是天然的氮肥.閃電過程中產(chǎn)生的臭氧，能保護(hù)地球上的生命免受過量紫外線傷害。原始生命起源于有機(jī)物分子,有一種生命起源學(xué)說把最初有機(jī)物分子的產(chǎn)生也歸功于閃電. 三．靜電的防止和應(yīng)用 靜電有哪些表現(xiàn)？危害？怎么防止？應(yīng)用？ 在干燥的秋冬季節(jié)，我們常會遭到靜電的“騷擾”：早上梳頭時，頭發(fā)會越梳越亂，甚至立起來；脫衣服時，常會噼啪作響，還伴有藍(lán)光；摸門把手、拉鋁合金窗戶，甚至開水龍頭時，手都會感到電擊似的刺痛。 　　高溫、干燥的室內(nèi)是“電荷紛飛”的高危地帶，由于空氣濕度小，化纖衣物、地毯、坐墊、墻紙等受到摩擦，都會產(chǎn)生靜電。如果靜電聚集達(dá)到一定的電壓，人接觸時，就會產(chǎn)生“觸電”現(xiàn)象。比如，靜電電壓達(dá)到2000伏時，人的手指就有感覺；超過3000伏時，手會感到刺痛；超過7000伏時，人就有被電擊的感覺。但由于摩擦生電的時間較短，電流很小，所以不會對人造成危險。 　　但是，臨床醫(yī)生提醒人們，對于某些特殊體質(zhì)的人來說，靜電也可能傷身，比如神經(jīng)衰弱、高血壓、心臟病、精神病患者等；持久的靜電還會導(dǎo)致人體血液堿性升高，使人產(chǎn)生鼻喉不適、頭暈胸悶等癥狀；此外，靜電還吸附有大量塵埃，含有病毒、細(xì)菌等有害物質(zhì)，人吸入后會影響健康。 　　如果您在日常生活中，經(jīng)常遭遇靜電“突襲”，不妨嘗試以下辦法：梳頭前，先將梳子在水里蘸一下，就能防止靜電產(chǎn)生；接觸門把手、水龍頭等電導(dǎo)體前，先用手摸一下墻壁或濕毛巾，將體內(nèi)靜電“放”出去；居室內(nèi)盡量避免使用化纖、塑料質(zhì)地的飾物；最好穿柔軟的棉織或絲織內(nèi)衣，可以調(diào)節(jié)皮膚和內(nèi)衣之間的微氣候環(huán)境，減少靜電生成；勤洗澡、勤換衣服，消除人體表面積聚的電荷和帶電塵埃；洗衣服時還可以放入適量柔順劑。此外，當(dāng)室內(nèi)空氣相對濕度低于35%時，容易產(chǎn)生靜電，所以，家里應(yīng)該常拖地、勤灑水或使用加濕器。 因。 靜電的防止和應(yīng)用：靜電的防止摩擦產(chǎn)生的靜電，在生產(chǎn)生活上會給人們帶來很多麻煩，甚至造成危害。 ●印刷廠里，紙頁之間的摩擦起電，會使紙頁粘在一起難于分開，給印刷帶來麻煩。 ●印染廠里棉紗、毛線、人造纖維上的靜電，會吸引空氣中的塵埃，印染質(zhì)量下降。 ●在制藥生產(chǎn)中，由于靜電吸引塵埃，會使藥品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的純度。 ●在電子計(jì)算機(jī)的機(jī)房中，人體帶電可能妨礙電子計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行。 ●在家庭中，帶靜電很多的人從電視機(jī)旁走過，會給電視的圖像和聲音帶來干擾。 ●靜電荷積累到一定程度，會產(chǎn)生火花放電。在地毯上行走的人，與地毯摩擦而帶的電如果足夠多，他伸手去拉金屬門把手時，手與金屬把手間會產(chǎn)生火花放電，嚴(yán)重時會使他痙攣。 ●在空氣中飛行的飛機(jī)，與空氣摩擦而帶的電在著陸過程中如果沒有導(dǎo)走，地勤人員接近機(jī)身時，人與飛機(jī)間會產(chǎn)生火花放電，嚴(yán)重時能將人擊倒。 ●靜電對現(xiàn)代高精密度、高靈敏度的電子設(shè)備頗有影響。帶靜電很多的人甚至可以使那些靈敏、脆弱、小巧玲瓏的電子器件因火花放電而被擊穿，毀壞一部電子儀器。 ●靜電的最大危害是電火花點(diǎn)燃某些易燃物質(zhì)而引起爆炸。專門用來裝汽油或柴油等液體燃料的卡車，在灌油、運(yùn)輸過程中，燃油與油罐摩擦、撞擊而帶的電如果沒有及時導(dǎo)走，積累到一定程度會產(chǎn)生電火花，引起爆炸。 防止靜電危害的基本辦法，是盡快把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走，避免越積越多。具體措施則多種多樣。油罐車靠一條拖在地上的鐵鏈把靜電導(dǎo)走。飛機(jī)機(jī)輪上通常裝有搭地線，也有用導(dǎo)電橡膠做機(jī)輪輪胎的，著陸時它們可將機(jī)身的靜電導(dǎo)入地下。在地毯中夾雜0.05～0.07毫米的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維，消除靜電的效果很好。在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸?，潮濕的空氣可使靜電荷很快消失。 靜電的應(yīng)用 靜電也可以被人們利用。目前，靜電的應(yīng)用已有多種，但依據(jù)的物理原理幾乎都是讓帶電的物質(zhì)微粒在電場力作用下奔向并吸附到電極上。下面介紹靜電除塵的原理。 以煤為燃料的工廠、電站，每天排出的煙帶走大量的煤粉，不僅浪費(fèi)燃料，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染?？梢岳脠D1－57所示的靜電除塵器消除煙氣中的煤粉。除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A接到高壓電源正極，B接到高壓電源負(fù)極。A、B之間有很強(qiáng)的電場，而且距B越近電場越強(qiáng)。B附近的空氣分子被強(qiáng)電場電離為電子和正離子，正離子吸到B上得到電子又變成空氣分子。電子奔向正極A的過程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極A上，排出的煙就成為清潔的了。靜電還廣泛地應(yīng)用于靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等方面。設(shè)法使油漆的微粒帶電，在電力的作用下，油漆微粒飛向作為電極的工件，并沉積在工件表面上，完成油漆工件的任務(wù)。這就是靜電噴涂。使絨毛帶電，可以把絨毛植在涂有粘著劑的紡織物上，形成象刺繡似的紡織品。這就是靜電植絨