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1、.?生活中的静电现象?学案设计 一、学习目的1.理解放电现象，知道尖端放电的原理。2.通过理解雷电和避雷方法，认识人类社会在开展过程中如何适应自然，建立人类必须与自然互相依存、和谐开展的知识。3.理解人类应用静电和防止静电的事例。二、学习过程任务一：认识放电现象1观察演示实验：小结：导体锋利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请你阅读课本第10页和下例资料后答复以下问题：放电现象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，所以可以承受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明
2、显改变海平面的高度一样。假如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。假如导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体，这等效于正电荷从导体流向大地。消费中和生活实际中往往要防止电荷的积累，这时接地是一项有效措施。2.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。火花放电在生活中常会遇到。枯燥的冬天，身穿毛衣和化纤衣服，长时间走路之后，由于摩擦，身体上会积累静电荷。这时假如手指靠近金属物品，你会感到手上有针刺
3、般的疼痛感。这就是火花放电引起的。假如事先拿一把钥匙，让钥匙的尖端靠近其他金属体，就会防止疼痛。在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的时候，不但会听到响声，还会看到火花.在一些工厂或实验室里，存在大量易燃气体，工作人员要穿一种特制的鞋，这种鞋的导电性能很好，可以将电荷导入大地，防止电荷在人体上的积累，以免产生火花放电，引起火灾。3.尖端放电通常情况下空气是不导电的，但是假如电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，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挪动的电荷，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
4、离子。由于同种电荷互相排斥，导体上的静电荷总是分布在外表上，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，外表要很光滑，为的是防止因尖端放电而损失电能或造成事故。问题1：放电现象有哪些?问题2：什么是火花放电?什么是接地放电?问题3：尖端放电的原理是什么?尖端放电的原理有何应用?任务二：认识雷电1阅读以下资料：雷电1.产生：雷电是发生在大气层中大气或云块在气流作用下产生异
5、性电荷的积累使某处空气被击穿，电荷中和产生强烈的声、光、电并发的一种物理现象，通常是指带电的云层对大地之间，云层与云层之间，云层内部的放电现象。这个放电的过程会产生强烈的闪电和宏大的声响，即人们常说的“电闪雷鸣。2.原因：雷电是一种常见的大气放电现象。雷电一般产生于对流开展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。在夏天的午后或黄昏，地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空，形成大范围的积雨云，积雨云顶部一般较高，积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷，云中电荷的分布较复杂
6、，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主从而形成雷雨云。而地面因受到近地面雷雨云的静电感应，也会带上与云底相反符号的电荷，两者相当于一个宏大的电容器。一般情况下，我们把地面看成零电势面，积雨云与地面的高度差比较大，根据U=Ed，积雨云与地面间的电场强度与间隔 都很大，所以它们间的电势差很大，即电压很大。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。闪电的平均电流是 3 万安培，最大电流可达30万安培。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率.当云层里的电荷越积越多，使电场强度到达一定强度时，就会把空气击穿，翻开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时， 由于云中的电流
7、很强， 通道上的空气瞬间被烧得灼热， 温度高达 6000-20190， 所以发出耀眼的强光，这就是闪电。而闪道上的高温会使空气急剧膨胀，同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。3.危害：自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“结合国国际减灾十年公布的最严重的十种自然灾害之一。最新统计资料说明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。全球每年因雷击造成人员伤亡，财产损失不计其数。据不完全统计，我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达30004000 人，财产损失在 50 亿元到100 亿元人民币。雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速开展，
8、带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌才能的降低.以大规模集成电路为核心组件的测量，监控，保护，通信，计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力，航空，国防，通信，广电，金融，交通，石化，医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型 CMOS 集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压，过电流耐受才能较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。4.防雷：预防雷电总的原那么：一是人体的位置尽量降低，以减少直接雷击的危险;二是人体与地面的接触部分如双脚要尽量靠近，与地面接触越小愈好，以减少“跨步电压。1在野外，应立即寻找蔽护所。以装有避雷针的，钢架的或钢盘
9、混凝土建筑物，作为避雷场所，具有完好金属车厢的车辆也可以利用。2没有掩蔽所时，要远离高压输电线。高压输电线均为裸线且电压均在万伏以上，假如离高压线的间隔 小于 18 米时，容易造成极严重的触电事故。3千万不要靠近空旷地带或山顶上的孤树，这里最易受到雷击;高树林子的边缘，电线，旗杆的周围和干草堆，帐篷等无避雷设备的高大物体附近，铁轨，长金属栏杆和其他庞大的金属物体近旁，山顶，制高点等场所也不能停留。这些地方最容易遭遇雷电袭击。4雷电期间，如正在驾车，应留在车内。车壳是金属的，因屏蔽作用，就算闪电击中汽车，也不会伤人。因此，车厢是躲避雷击的理想地方。但是雷电期间最好不要骑马，骑自行车，骑摩托车和开
10、敞篷拖拉机;不要携带金属物体在露天行走，不要使用手机;不要靠近避雷设备的任何部分;尽量不要使用设有外接天线的收音机和电视机，不要接打 。5假如你在江，河，湖泊或游泳池中游泳时，遇上雷雨那么要赶快上岸分开。因为水面易遭雷击，况且在水中假设受到雷击伤害，还增加溺水的危险。另外，尽可能不要呆在没有避雷设备的船只上，特别是高桅杆的木帆船。6假如在空旷的野外无处躲避，应该尽量寻找低凹地如土坑藏身，或者采用尽量降低重心和减少人体与地面的接触面积，立即下蹲，双脚并拢，手放膝上，身向前屈，千万不要躺在地上，壕沟或土坑里，如能披上雨衣，防雷效果就更好.在野外的人群，无论是运动的，还是静止的，都应拉开几米的间隔
11、，不要挤在一起，也可躲在较大的山洞里。7注意当你感到皮肤刺痛或头发竖起，是雷电将至的前兆，要立即倒在地上。受到雷击的人可能被烧伤或严重休克，但身上并不带电，可以平安地加以处理。8如有强雷鸣闪电时你正巧在家里，建议无特殊需要，不要冒险外出。但也应注意以下几点： 不宜在建筑物朝天平面天面上活动。因为当朝天平面发生直接雷击时，强大的雷电流可导致人员伤亡。 不宜使用淋浴器。因为水管与防雷接地相连，雷电流可通过水流传导而致人伤亡。紧闭门窗，防止侧击雷和球雷侵入。5.利用：雷电中所蕴涵的能量很多，全世界一天的雷电放电的能量可以足够人类用一年。假如能好好的将雷电利用起来，将使人类对与其他能源的依赖大大减少.
12、但是以如今的技术条件来说，人类对于雷电的应用仍处于设想阶段。雷电是一种无污染的能源，它一次放电能达1至10亿焦耳。中国成语中就有“雷霆万钧之力一词霆：劈雷，钧：古代的重量单位，合当时 30 斤。利用这种宏大的冲击力，可以夯实松软的基地，从而为建筑工程节省大量的能源。根据高频感应加热原理，利用雷电产生的高温，可使岩石内的水分膨胀，到达破碎岩石，开采矿石之目的。雷电能治病：每场雷雨过后，空气中的气体分子在雷电场的作用下，会别离出带负电的负氧离子。研究人员测试说明，雷雨过后，每立方厘米空气中的负氧离子可达1万余个，而晴天里的闹市区，负氧离子仅几十个。实验说明：被称作“空气的维生素的负氧离子，对人体安
13、康很有利。医疗专家模拟雷雨的神奇作用，将负氧离子引入病房，结果发现，当室内空气中的负氧离子与正离子的比例调控在 9 比1之时，对气喘，烧伤，溃疡以及其他外伤的治疗有促进作用，可使居室内细菌，病毒减少;同时，对过敏性鼻炎，神经性皮炎，关节疼痛等病症均有一定的疗效。钓鱼的朋友有一条渔谚云：“宁钓雷雨后，不钓雷雨前。也是基于这个道理。此外，雷鸣电闪时，强烈的光化学作用，还会促使空气中的一部分氧气发生反响，生成具有漂白和杀菌作用的臭氧。伴随着雷电的上升气流，可将停滞于对流层下面的污染大气携带到10公里以上的平流层底部。它可以制造氮肥：发生雷电时，大气中的闪电通道可达几千米长，温度极高，有大量的氮和氧化
14、合成二氧化氮。生成的二氧化氮溶解于雨水中，变成浓度不高的硝酸，落入土壤中，又和其他物质化合变成硝石。是大自然对人类无偿的恩赐。雷电可预示天气：农谚云： “东闪日头西闪雨因中国地处西风带内，云雨大多从西边挪动过来影响本地。其他还有“南闪火门开，北闪有雨来等。雷电找矿：雷电爱打击容易导电的物体，利用这一特点，为地质勘探人员寻找金属矿床提供了线索。阅读后结合教材第10页和第11页，请你谈谈防雷的一些详细方法。2阅读教材第12页的STS后答复：问题1：雷电属于哪一种放电现象?问题2：如何防止高大建筑物遭到雷击?问题3：避雷针的开展历史是怎样的?任务三：认识静电的防止和应用请你阅读以下资料：静电的防止和
15、应用防止：在人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。要完全消除静电几乎不可能，但可以采取一些措施控制静电使其不产生危害。如生活中的一些详细做法：1.室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒水，或用加湿器加湿;要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体外表积聚的静电荷。2.发现头发无法梳理时，将梳子浸入水中片刻，等静电消除之后，便可以将头发梳理服帖了。脱衣服之后，用手轻轻摸一下墙壁，摸门把手或水龙头之前也要用手摸一下墙，将体内静电“放出去，这样静电就不会伤你了。对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织或丝织内衣、内裤，尽量不穿化纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度。3.出门前去洗个手，或者先把手放墙上抹
16、一下去除静电，还有尽量不穿化纤的衣服。4.为防止静电击打，可用小金属器件如钥匙、棉抹布等先碰触大门、门把、水龙头、椅背、床栏等消除静电，再用手触及。5.穿全棉的内衣。6.准备下车的时候，用右手握住档，然后用手指碰着下面铁的部位，然后开车门，把左手放在车门有铁的位置，但是左手别松，然后把右手放掉，下车，这时候你再用右手抓着门就不会被电到了接下去，用力一关。应用：目前静电已经有多种应用，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等。以煤作燃料的工厂、电站，每天排出的烟气带走大量的煤粉，不仅浪费燃料，而且严重地污染环境.利用静电除尘可以消除烟气中的煤粉.除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A接到
17、高压电源的正极，B接到高压电源的负极，它们之间有很强的电场，而且距B越近，场强越大.B附近的空气分子被强电场电离，成为电子和正离子.正离子被吸到B上，得到电子，又成为分子.电子在向着正极A运动的过程中，遇到烟气中的煤粉，使煤粉带负电，吸附到正极A上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中.静电除尘用于粉尘较多的各种场所，除去有害的微粒，或者回收物资，如回收水泥粉尘。设法使油漆微粒带电，油漆微粒在电场力的作用下向着作为电极的工件运动，并沉积在工件的外表，完成喷漆的工作。这就是静电喷涂.使绒毛带电，可以使绒毛植在涂有粘着剂的纺织物上，形成像刺绣似的纺织品.这就是静电植绒。静电复印可以迅速、方便地把图书
18、、资料、文件复印下来.静电复印机的中心部件是一个可以旋转的接地的铝质圆柱体，外表镀一层半导体硒，叫做硒鼓.半导体硒有特殊的光电性质：没有光照射时是很好的绝缘体，能保持电荷;受到光的照射立即变成导体，将所带的电荷导走。复印每一页材料都要经过充电、曝光、显影、转印等几个步骤.这几个步骤是在硒鼓转动一周的过程中依次完成的.充电：由电源使硒鼓外表带正电荷。曝光：利用光学系统将原稿上的字迹的像成在硒鼓上。硒鼓上字迹的像，是没有光照射的地方，保持着正电荷.其他地方受到了光线的照射，正电荷被导走.这样，在硒鼓上留下了字迹的“静电潜像.这个像我们看不到，所以称为潜像.显影：带负电的墨粉被带正电的“静电潜像吸引
19、，并吸附在“静电潜像上，显出墨粉组成的字迹.转印：带正电的转印电极使输纸机构送来的白纸带正电。带正电的白纸与硒鼓外表墨粉组成的字迹接触，将带负电的墨粉吸到白纸上。此后，吸附了墨粉的纸送入定影区，墨粉在高温下熔化，浸入纸中，形成结实的字迹.硒鼓那么经过去除外表残留的墨粉和电荷，准备复印下一页材料。问题1：静电有哪些应用?问题2：哪些地方应该防止静电?任务四：小结本节课的内容任务五：请你当堂检测1.为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下面措施中不是防止静电危害的是 A.油灌车后面装一条拖地的铁链B.电工钳柄上套有绝缘的胶套;C.飞机轮胎上装搭地线;D.印刷车间中保持适当的湿度。2.遭遇雷雨
20、天气，应谨防雷电。下面哪些做法是正确的 A.外出时，可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨B.假如是在原野，应立即蹲下，以免成为雷电的袭击目的C.遭遇雷雨天气也可以在户外打手机D.在室内，假如听到打雷，应马上关上门窗，以防雷电进屋3.以下关于静电除尘的说法中正确的选项是 A.进入除尘器后，烟雾中的颗粒被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动B.除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动C.烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动D.烟雾中的颗粒被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到4.避雷针可以防止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，避雷针上产生的电荷被导入大地D.以上说法都不对5.以下关于静电的说法中正确的选项是 A.静电植绒是利用异种电荷相吸引而使绒毛吸附在底料上B.复印机是利用异种电荷相吸引而使炭粉吸附在纸上C.电疗针灸是静电在医学上的应用D.飞机轮胎用导电橡胶制成是为了防止静电对飞机造成危害#:第 14 页