师：同学们，今天我们学习高二粤教版物理必修三第二章第三节静电的利用与防护。本节课内容分为四部分：静电现象、静电的利用、防止静电危害以及尖端放电现象。我们先来看第一部分，静电现象。我国古代就发现了摩擦起电现象，东汉思想家王充在《论衡》中提到“顿牟掇芥，慈石引针” ，“顿牟掇芥”指摩擦过的玳瑁能吸引草木碎屑。日常生活中，也有很多静电现象，像梳过头发的梳子能吸引纸屑，还能利用静电隔空移动火柴。但静电有时也会引发危险，比如静电火花可能造成加油站火灾。
那静电究竟是怎样的电？如何利用静电为人类服务？又该如何避免静电带来的危险？这些就是本节课的重点。所谓静电，是处于静止状态的电荷，或者说不流动的电荷，流动的电荷会形成电流。一般情况下，物体内正负电荷量相等，呈电中性，也就是不带电。不过，由于摩擦、静电感应等因素，物体间会发生电荷转移。若静电荷聚集在某个物体上，就形成正静电；反之，负电荷聚集则形成负静电。当带电物体靠近零电位物体或其他有电位差的物体时，电荷就会转移，这就是常见的火花放电现象。
日常生活中产生静电的方式有三种：摩擦起电、传导起电以及感应起电。摩擦起电时，人的手与塑料绳摩擦，导致电荷转移，塑料绳因带同种电荷相互排斥，呈现类似章鱼爪的效果。传导起电中，人的脚与地面绝缘，人手与带静电的金属球接触后电荷转移，人与金属球带同种电荷，头发会有蘑菇头的效果。感应起电中，带电棒靠近金属丝，使金属丝内部电荷重新分配，一段带正电，另一段带负电，同种电荷使铝箔纸相互排斥而分离。在实验室研究静电时，常用静电感应起电机，它通过摩擦起电获得静电。下面我们通过一段视频，进一步学习静电的性质，加深对静电现象的理解。
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为直观展现静电产生，专家使用静电发生器，轻轻摇动手柄，很快就有火花闪现，这就是静电放电过程。专家表示，日常生活中的静电基本都源于摩擦。我们来看看身上摩擦产生的静电能达到多高电压。我拿个小气球在羽绒服上蹭一蹭，好，就这么蹭一下，然后用静电电压测量仪测量。先清一下零，现在来测测气球上的电压。已经22000伏，超过量程报警了，也就是说，小气球在羽绒服上稍作摩擦，表面静电电压就超2万伏。
接下来学习本节课第二部分，静电的利用。首先是静电喷涂，这是利用静电作用，使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上负电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术。看这幅图，这就是静电喷涂技术的原理。喷涂枪连接负高压作为负极，需喷涂加工的零件带正电荷，相对于喷枪作为正极，零件与喷涂枪之间形成电场。涂料微粒从喷枪喷出后，带负电的微粒在静电场作用下，多数会吸附到零件上。由于静电场存在，涂料微粒分散度高，涂层平整均匀，涂料利用率可达85% - 90%。目前，静电喷涂技术应用广泛，从大型的高铁、汽车、拖拉机，到小型的工件、玩具和家用电器，都会用到。
静电在工业生产中的另一个应用是静电除尘技术，这是利用电荷相互作用，将带有不同电性的粉尘从烟气中分离出来再分类处理的过程。过去，一些水泥厂、石灰厂以及以煤为燃料的发电厂，每天排出大量粉尘，污染环境，还损害工厂职工和周围居民健康。于是，人们利用静电现象制成静电除尘设备。看这幅图，这是静电除尘的原理示意图。金属桶中间设有金属丝，接上负高压作为负极，金属桶外壁接地，相对于金属丝作为正极，这样在金属桶内部形成指向圆心的强电场。因金属丝附近电场线密集，电场强度大，气体分子会被电离产生电子。烟气从金属桶下部进入，粉尘沾上电子带负电荷，在强电场作用下，带负电的粉尘被吸引到筒壁，从而达到除尘目的。同时，粉尘中的有用物质还能回收利用。静电除尘效率高，可达99%以上，耗能少，处理烟气量大，自动化程度高。
我们日常学习办公用的打印机也用到静电技术，即静电复印技术。这是利用正负电荷的吸引力进行油墨转移的印刷方式，又称无压印刷。静电复印技术的核心部件是涂有机光导体的金属圆柱，在无光照时，有机光导体是绝缘体，充电后带正电荷。当文件图像经光照投影到金属圆柱表面，亮的部分变成导体，正电荷流失，暗的部分保留正电荷，形成静电潜影。之后，带负电的墨粉吸附到金属筒表面，成为可见墨粉图像，最后复印生成文件副本。更详细的原理，我们通过一段视频学习。
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生：静电复印机里有什么奥秘呢？有了复印机，复印试卷、文件方便快捷，可我不了解它的工作原理。
师：静电复印机是利用静电正负电荷相互吸引的原理制成的，有直接复印和间接复印两种方式。早期复印机采用直接复印，先让复印纸按图像深浅带上相应静电电荷，深处电荷密，浅处电荷稀，形成与图画文字对应的静电图像。然后使黑色墨粉直接被静电图像吸引，通过定影成为复印品。现代静电复印机普遍采用间接式静电复印法。
生：它们有什么区别呢？
师：间接复印时，静电图像先在由硒光导材料构成的硒鼓上形成，通过显影让墨粉吸附在静电图像上，再转印到复印纸上，成为复印品，无需像直接复印法那样对纸张进行静电处理。就像蚂蚁写字，先在物体表面涂蜂蜜，蚂蚁会爬上去，远处看就像字。复印机的主要部件是硒鼓，硒鼓上涂抹的硒在黑暗中能留住电荷，遇光又能放走电荷。
生：很神奇，能再具体讲讲复印步骤吗？
师：复印第一步是充电，使硒鼓表面均匀带上正电。第二步曝光，当带电部分转到透镜下方，灯光照亮的样本字迹通过凸透镜成像在硒鼓上，像的字迹部分光照不到，仍带正电，光照到的部分电荷被导走，留下带正电的字迹潜影。第三步显影，当潜影转到带负电的粉末盒位置时，墨粉被吸引到硒鼓上的潜影部分，显示出黑色字迹。第四步转印，当硒鼓上的字迹转到下方，与白纸滚压在一起，墨粉转印到白纸上。最后一步定影，白纸经过高温加热器，墨粉融入纸张，形成牢固字迹。