生活中的静电现象学案

1.3 生活中的静电现象、学习目标 :1、了解生活中的静电现象。2、知道尖端放电现象及避雷针的原理。3、了解经典利弊，会解释简单的静电现象。、复习： 1 、电场强度的公式 ，单位 ， 与 F、 q关。2、电场强度的方向： （1）、（2）、（3）、引入：干燥的冬天 ,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 . 这时如果手指靠近金属物品 , 你会感到手上有针刺般的疼痛感。 生活中存在电火花放电现象。、学习过程： 阅读 1-1第 10 页至 11 页。一放电现象问题 1：什么是放电现象？带点物体电荷的现象叫放电。问题 2：放电有哪些种类？1. 放电 2.放电 3 、放电1. 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。 （案例见右表）火花放电典型案例统计序号船名时间地点事故原因人身伤亡和经济损失1“赣州油 0008”20XX年5月 30日江西内河汽油由货舱漏入泵舱再进入机舱，因机舱火花引发大火两人重伤，三人轻伤2“讯发油 5”20XX年7月 11日广东佛山卸货速度快、 油品闪点低造成静电引燃爆炸事故经济损失不详3“玉茗油壹号”20XX年 10月4 日南昌柴油机传动轴与密封轴套摩擦， 产 生火花引爆汽油蒸气一人死亡， 经济损失 300 余万元4“浙甬油 31”20XX 年 7 月 8 日秦皇岛开启舱盖时静电放电起火引发连续燃爆事故一人重伤， 多人受伤， 经济损失500 多万元5“俞垛油 3”20XX 年 12 月 25 日常州港据称是卸油过程中违章使用明火所致两人死亡一人重伤6“建设 22”轮20XX年1月 11日深圳卸货期间泵舱汽油泄漏发生燃爆，疑是静电放电引起经济损失不详7“玉茗 5 号”20XX年 1 月 12 日江西赣江货油舱与泵舱有裂缝， 汽油进入泵 舱后漫延进锚链仓， 起锚遇火花爆 炸一人死亡， 经济损失 250 余万元8“昌运 1 号”20XX 年 12 月 31 日番禺船舶违章电焊引发火灾爆炸事故五人死亡， 三人重伤， 多人受伤学生活动：请列举生活中所见、所闻、所经历的火花放电现象：如何消除静电带来的火花放电？2、接地放电 用导线将带电导体与地球连接起来。地球是良好的导体，如果用导线将 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。生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累, 这时接地是一项有效措施。 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， 能够将电荷导入大地 ,避免电荷在人体 上的积累 ,以免产生火花放电 , 引起火灾 .学生活动：请列举生活中所见、所闻、所经历的接地放电现象：3、 尖端放电电荷在导体表面的分布特点：。所以会产生尖端放电。+学生活动：请列举生活中所见、所闻、所经历的接地放电现象：尖端放电在技术上有重要意义 . ：压输电导线和高压设备的金属元件， 表 面要很光滑 , 为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。 尖端放电应用： 避雷针： 避雷针是针状金属物 , 装在建筑物的顶端 ,用粗导线与埋在地下 的金属板相连 ,以保持与大地的良好接触 .当带电云层接近时， 大地中的异种 电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的 电荷中和，达到避雷的目的 .二雷电和避雷1、雷电属于哪种放电现象？雷电是伴有 闪电 和 雷鸣 的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。 闪电的的平均电流是 3 万安培，最大电流可达 30 万安培。闪电的电压很高，约为 1 亿至 10亿伏特。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。放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体 积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。 带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之 间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的 闪电雷鸣。雷电的危害：案例一：石家庄雷击事件20XX年 8月 4日上午 9时 15分左右，位于石家庄市西兆通镇南石家庄村的一栋村民自建临街房 屋在大雨中遭雷击倒塌， 事故造成 17人罹难， 3人受伤。截至 5日12时50分，事故现场已全部清理 完毕，废墟与事故中残存的建筑垃圾全部被清除干净，4名伤者 （其中一名伤者伤势相对较轻， 4日没有统计在内 ） 病情稳定。案例二： 1989 年：黄岛油库遭雷击起火爆炸1989 年 8 月 12 日 9 时 55 分，石油天然气总公司管道局胜利输油公司黄岛油库老罐区，2.3 万立方米原油储量的 5 号混凝土油罐爆炸起火，大火前后共燃烧104 小时，烧掉原油 4万多立方米，占地 250亩的老罐区和生产区的设施全部烧毁，这起事故造成直接经济损失 3540 万元。在灭火抢险中， 10 辆 消防车被烧毁， 19 人牺牲， 100 多人受伤。其中公安消防人员牺牲 14 人，负伤 85 人。案例 3： 20XX年 5月 23日，重庆市开县兴业镇小学遭受雷击，共造成7人死亡， 39人受伤，惊动党中央、国务院。 （原因：防雷工程性措施不到位，防雷知识缺乏。 ）2、如何防雷避雷：1、建筑物避雷针2、个人（见附录） 3、雷电的积极意义闪电也有积极的意义 . 闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合 , 随雨水降至 地面形成硝酸盐 . 这些硝酸盐是天然的氮肥 .闪电过程中产生的臭氧， 能保护 地球上的生命免受过量紫外线伤害。三静电的防止和应用1、应用： 1、静电除尘 金属管 A 接高压电源的正极，金属丝 B 接负极 ， B附近的空气分子被强电场电离为电子和正离子， 正离子被吸到 B 上得到电子又成为分子，而电子 在向正极 A 运动过程中，遇上烟气中的煤粉，使煤粉带负电，被吸附到正极 A，最后在重力作用下落入下面漏斗2、静电喷漆3、静电复印4、静电植绒2、防止：静电的最大危害是电火花点燃某些易燃物质而引起爆炸。专 门用来装汽油或柴油等液体燃料的卡车，在灌油、运输过程中，燃油与油罐 摩擦、撞击而带的电如果没有及时导走，积累到一定程度会产生电火花，引 起爆炸。防止静电危害的基本办法，是尽快把产生的静电导走，避免越积越 多。具体措施则多种多样。油罐车靠一条拖在地上的铁链把静电导走。飞机 机轮上通常装有搭地线，也有用导电橡胶做机轮轮胎的，着陆时它们可将机 身的静电导入地下。在地毯中夹杂 0.05 0.07 毫米的不锈钢丝导电纤维， 消除静电的效果很好。在印染厂中保持适当的湿度，潮湿的空气可使静电荷 很快消失。如果您在日常生活中，经常遭遇静电“突袭”，不妨尝试以下办 法：梳头前，先将梳子在水里蘸一下，就能防止静电产生；接触门把手、水 龙头等电导体前，先用手摸一下墙壁或湿毛巾，将体内静电“放”出去；居 室内尽量避免使用化纤、塑料质地的饰物；最好穿柔软的棉织或丝织内衣， 可以调节皮肤和内衣之间的微气候环境， 减少静电生成； 勤洗澡、勤换衣服， 消除人体表面积聚的电荷和带电尘埃；洗衣服时还可以放入适量柔顺剂。此 外，当室内空气相对湿度低于 35%时，容易产生静电，所以，家里应该常拖 地、勤洒水或使用加湿器。、作业： 1、阅读附录材料。2、阐述如何防止静电和防雷。 （上作业本）附录一：静电植绒使绒毛带电，可以把绒毛植在涂有粘着剂的纺织物上，形成象刺绣似的纺织品。这就是静电植绒。附录二：静电给人们带来很多麻烦? 印刷厂里，纸页之间的摩擦起电，会使纸页粘在一起难于分开，给印刷带来麻烦? 印染厂里棉纱、毛线、人造纤维上的静电，会吸引空气中的尘埃，印染质量下降? 在制药生产中，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度。? 在电子计算机的机房中，人体带电可能妨碍电子计算机正常运行。? 在家庭中，带静电很多的人从电视机旁走过，会给电视的图像和声音带来干扰。静电荷积累到一定程度，会产生火花放电。在地毯上行走的人，与地毯摩擦而带的电如果足够多，他 伸手去拉金属门把手时，手与金属把手间会产生火花放电，严重时会使他痉挛。在干燥的秋冬季节， 我们常会遭到静电的“骚扰”：早上梳头时，头发会越梳越乱，甚至立起来；脱衣服时，常会噼啪作 响，还伴有蓝光；摸门把手、拉铝合金窗户，甚至开水龙头时，手都会感到电击似的刺痛。高温、干燥的室内是“电荷纷飞”的高危地带，由于空气湿度小，化纤衣物、地毯、坐垫、墙纸 等受到摩擦，都会产生静电。如果静电聚集达到一定的电压，人接触时，就会产生“触电”现象。比 如，静电电压达到 2000 伏时，人的手指就有感觉；超过 3000 伏时，手会感到刺痛；超过 7000 伏时， 人就有被电击的感觉。但由于摩擦生电的时间较短，电流很小，所以不会对人造成危险。但是，临床医生提醒人们，对于某些特殊体质的人来说，静电也可能伤身，比如神经衰弱、高血压、心脏病、精神病患者等；持久的静电还会导致人体血液碱性升高，使人产生鼻喉不适、头晕胸闷 等症状；此外，静电还吸附有大量尘埃，含有病毒、细菌等有害物质，人吸入后会影响健康。附录三：防雷避雷1、不能停留在建筑物的楼（屋）面上。 站在楼顶极易招惹雷击。注意关闭门窗。专 家认为，关闭门窗，阻隔空气运动途径，能 阻止球雷入室。2、不宜使用花洒冲凉。万一建筑物发 生雷击现象时， 巨大的雷电流有可能沿着水 流导致淋浴者遭雷击伤亡。3、不要触摸水管、管道煤气管等金属 管道，这些金属导体若接地不良，雷电流有 可能以这些导体通过空气向人体放电。4、不宜靠近建筑物的外墙以及电气设备。打雷时，应停留在离电力线以及跟它们相连接的电气设备 1 米远的地方。5、不宜进入棚屋、岗亭等低矮建（构）筑物。由于这些低矮的建筑物没有防雷设施且大都处在旷野中，遭受雷击的概率特别高。当暴风雨即将来临，而又处在开阔地带、山坡、河边时，可选择一 些高大物体或架空电力线保护的区域，但所处的位置应距电线杆或高大物体 2 米以上。6 、不宜躲在大树底下。如果万不得已需要在大树底下停留，则必须与树身和枝桠保持5 米以上的距离，并且尽可能下蹲并把双脚先靠拢。7、不宜在旷野高打雨伞等物体。在近雷暴天气条件下，不仅高打雨伞容易遭雷击，就是高举羽 毛球拍、高尔夫球棍、铁锹、锄头等物体都会带来雷击的危险。8、不宜在水面或水陆交界处作业。在水面及水陆交界处作业遭雷击而导致伤亡的人数占全省总 伤亡人数的 35% 。水的导电率比较高，较地面其它物体更容易吸引雷电，另一方面，水陆交界处是土 壤电阻与水的电阻交汇处，形成一个电阻率变化较大的界面，闪电。9、不宜开摩托车，骑自行车，在汽车里比较安全。10 、不宜进行户外球类运动。在雷暴天气下，不仅足球活动不宜进行，其它户外运动也切不可 掉以轻心。11、遇到雷雨天气最好不要使用家用电气，并拔掉电源插头，尤其不要使用有线电话，以防雷 电波；12、在户外避雷雨时，踩地的双脚要并成一点，以防跨步电压。13 、遇到雷雨现象 ,人不要站在灯泡下 ,应将家用电器的电源切断 ,以免损坏电器。14 、雷雨天气时 ,尽量不要拨打、 接听电话或使用电话上网 ,应拔掉电源和电话线及电视闭路线等 可能将雷电引入的金属导线。15、晾晒衣服被褥等用的铁丝不要拉到窗户、门口，以防铁丝引雷致人死亡事件发生。人乘坐在车内一般不会遭遇雷电袭击,但乘车遭遇打雷时千万不要将头手伸出窗外。16 、遇到突然的雷雨 ,当头发出现发硬竖起来 ,应该蹲下 ,降低自己的高度 ,同时将双脚并拢 ,减少跨 步电压带来的危害。17 、遇雷暴天气出门 ,最好穿胶鞋 ,这样可以起到绝缘的作用18、在野外遭遇雷电来不及躲避时切勿奔跑，要双脚并拢蹲下，双手放在膝上，手臂不要接触 地面，若能披上雨衣效果更佳，千万不可躺在地上，以免增加危险。同时，要避免多人挤在一起。19、金属矿山、河边、池边、山地、山梁、山顶，没有避雷设备的高大建筑物，孤独树木、旗 杆、铁路及延伸很长的铁栏杆、干草堆、帐篷、观测塔、高压线等处是易遭雷击的地方，雷雨天要注 意远离。20、闪电的危险性在于击穿物体和人体，引起火灾，以及所产生的雷声震破人的耳膜。所以， 应该记住： 汽车往往是极好的避雷设施，可以在闪电时躲在汽车里。 最好的防护场所就是洞穴、沟渠、峡谷或高大树丛下面的林间空地。 如果在露天下，应蹲在离开孤立大树的高度的两倍距离之处。 如果在孤立的凸出物附近躲避，则该凸出物的顶部至少应高出自己的头部15-20 米。 离开垂直的墙壁或悬崖，应避开裸露的山峰和山脊以及平坦的开阔地形。 避开地裂缝、成片地衣以及悬空岩石。 万不得已，可以坐在散乱的石块中间。 在地势险要处要用绳子把自己拴住。如果进洞避雷，应离开所有垂直岩壁 3 米以外以免岩壁导电伤人。及时躲进具有防雷设施的建筑物内。