靜電現(xiàn)象的應(yīng)用知識(shí)要點(diǎn)和常見題型

..第七節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用【知識(shí)要點(diǎn)】要點(diǎn)一處理靜電平衡的“觀點(diǎn)〞遠(yuǎn)近觀應(yīng)出等量的異種電荷，而導(dǎo)體的中間局部可認(rèn)為無感應(yīng)電荷產(chǎn)生．整體觀要點(diǎn)二靜電平衡兩種情況的實(shí)現(xiàn)方法和其本質(zhì)是什么？1．兩種情況(1)導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界影響，如圖1－7－2甲所示．(2圖1－7－2實(shí)現(xiàn)過程場強(qiáng)為零，到達(dá)靜電平衡狀態(tài)，對(duì)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了屏蔽．電場消失，對(duì)外起到屏蔽作用．本質(zhì)：靜電感應(yīng)與靜電平衡.【例題分析】一、靜電平衡下的導(dǎo)體【例1】如下圖，.jz*..圖1－7－一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場E.在A球球心與P點(diǎn)連線上有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷A在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E.當(dāng)、B同時(shí)存在時(shí)，根據(jù)場強(qiáng)B疊加原理，P點(diǎn)的場強(qiáng)大小應(yīng)為( )A．E B．E＋EB A BC．|E－E| D．以上說法都不對(duì)A B答案 D解析 當(dāng)帶電導(dǎo)體球周圍無其他導(dǎo)體或帶電體存在時(shí)導(dǎo)體球上的電荷將勻分布在導(dǎo)體球外表根據(jù)題意均勻分布在導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場為E，當(dāng)把點(diǎn)電荷放在B點(diǎn)后，雖然導(dǎo)體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感A應(yīng)，導(dǎo)體球上的電荷將重新分布，直到到達(dá)靜電平衡．這時(shí)，導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)E′不等于E.由于點(diǎn)電荷不涉及電荷如何分布的問題，它在PA AEAB同時(shí)存在時(shí)，P點(diǎn)的場強(qiáng)應(yīng)由E′與E疊加而成，而不是由E與E疊加，這A B A B樣就能立即斷定A、B、C三個(gè)選項(xiàng)都是不對(duì)的．二、靜電平衡【例2】將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬圖1－7－4空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向靠近，如圖1－7－4所示，說法正確的有( )A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都不變.jz*..答案 B解析帶正電的小球A放在不帶電的空心球C外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電．因此，金屬空心球C和帶電小球B以B受C球的吸引往右偏離豎直方向．而由于空心球C能屏蔽小球B所產(chǎn)生的A不受外電場的作用，所以A的位置不變．【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】以下措施中，屬于防止靜電危害的是( A．油罐車后有一條拖在地上的鐵鏈條B．小汽車上有一根露在車面上的小天線C．在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸菵．在地毯上夾雜0.05～0.07mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維以下圖中P是一個(gè)帶電體是一個(gè)不帶電的金屬空腔在哪些情況下放在絕緣板上的小紙屑(圖中不會(huì)被吸引( )3．如圖1－7－5所示，圖1－7－5在球殼內(nèi)部球心放置帶電荷量＋Q的點(diǎn)電荷，球殼內(nèi)有A點(diǎn)，殼壁中有B點(diǎn)，殼外有C點(diǎn)，那么以下說法正確的選項(xiàng)是( 、B兩點(diǎn)場強(qiáng)均為零B．E>E>EA B CC．如果A、C和球心在一條直線上，那么A、C兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向一樣D．B點(diǎn)場強(qiáng)方向指向球心.jz*..4．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)是什么？【常見題型】題型一靜電現(xiàn)象的應(yīng)用在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的金箔驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體以下實(shí)驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器箔片X開的是( )B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒的導(dǎo)體局部相連，再把取電棒與B接觸D．使驗(yàn)電器A靠近B[思維步步高] 空腔導(dǎo)體的特點(diǎn)是什么？空腔導(dǎo)體的外壁和內(nèi)壁的帶電情如何？使驗(yàn)電器金屬箔片X開的方法有幾種？[解析] 在A選項(xiàng)中先和B的內(nèi)壁接觸后由于B的內(nèi)壁本身沒有電荷所以再接觸A時(shí)驗(yàn)電器箔片不X開[答案] BCD[拓展探究]在一個(gè)導(dǎo)體球殼內(nèi)放一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，用Ep

表示球殼外任一點(diǎn)的場強(qiáng)，那么( )當(dāng)＋Q在球殼中央時(shí)，E＝0p不管＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep

一定為零只有當(dāng)＋Q在球心且球殼接地時(shí)，E＝0p只要球殼接地，不管＋Q在球殼內(nèi)何處，Ep

一定為零[答案] D[解析] 如果球殼不接地，球殼內(nèi)部放入的電荷會(huì)產(chǎn)生電場，這個(gè)電場周的導(dǎo)體會(huì)感應(yīng)出電荷，形成新的電場．[方法點(diǎn)撥]帶電球殼的特點(diǎn)是：①所有電荷都分布在球外外表上，球殼內(nèi)部沒有凈電.jz*..題型二靜電平衡一個(gè)不帶電的空心金屬球在它的球心處放一個(gè)正電荷其電場分布是以圖中的哪一個(gè)( )[思維步步高] 在金屬球內(nèi)部的電場分布情況如何？球殼起到什么作用？球殼外還有沒有電場存在？如果有，電場指向什么方向？[解析] 在球殼內(nèi)、外外表之間不會(huì)有電場存在，球殼的內(nèi)外表上應(yīng)該分的是負(fù)電荷，外外表上應(yīng)該分布的是正電荷，所以B選項(xiàng)正確．[答案] B[拓展探究]如果把該電荷移到球殼外，請(qǐng)表達(dá)一下電場的分布情況．[答案] 當(dāng)電荷移動(dòng)到球殼以外之后，球殼對(duì)電場產(chǎn)生屏蔽，球殼內(nèi)部沒電場線．[方法點(diǎn)撥]電荷守恒定律，遠(yuǎn)離導(dǎo)體處感應(yīng)出同種電荷.【課后作業(yè)】一、選擇題1．人們?cè)谕砩厦撘路r(shí)，有時(shí)會(huì)看到火花四濺，并伴有“劈啪〞聲，這因?yàn)? )A．衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電B．人體本身是帶電體C.jz*..D．以上說法均不正確2．圖1現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一點(diǎn)電荷，如圖1所示．球內(nèi)直徑上c三場強(qiáng)大小分別為E、E、E，三者相比( )a b cA．Ea

最大 B．E最大bC．E最大 D．E＝E＝Ec如圖2所示，

a b c圖2把一個(gè)架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中導(dǎo)體處于靜平衡時(shí)，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)相等，且都為零B．A、B兩點(diǎn)場強(qiáng)不相等C．感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E<EA BD．當(dāng)電鍵S閉合時(shí)，電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動(dòng)如圖3所示，金屬球殼原來帶電，而驗(yàn)電器原來不帶電，現(xiàn)將金屬球內(nèi)外表與驗(yàn)電器的金屬小球相連．驗(yàn)電器的金屬箔將( )圖3A．不會(huì)X開 B．一定會(huì)XC．先X開，后閉合 D．可能X開.jz*..如圖4所示，兩個(gè)一樣的空心金屬球M和帶－Q不帶電、N相距很遠(yuǎn)，互不影響)，旁邊各放一個(gè)不帶電的金屬球P和Q的小球分別放入M和N的空腔中時(shí)()圖4A．P、R上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷B．P、R上均沒有感應(yīng)電荷C．P上有，而R上沒有感應(yīng)電荷D．P上沒有，而R上有感應(yīng)電荷6QA點(diǎn)所激發(fā)的附加場強(qiáng)1－7－12中正確的選項(xiàng)是()圖1－7－127．如圖5所示，圖5、B為兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的金屬球，將兩根不帶電的金屬棒、D放兩球之間，那么以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )A．C棒的電勢一定高于D棒的電勢.jz*..假設(shè)用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接起來的瞬間，將有從y流向x的電子流B球接地，B所帶的負(fù)電荷全部流入大地B球接地，B所帶的負(fù)電荷還將保存一局部8如圖1－7－17所示，在水平放置的光滑金屬板中心正上方有一帶正電的點(diǎn)電荷Q，另一外表絕緣、帶正電的金屬小球(可視為質(zhì)點(diǎn)，且不影響原電場)自左以初速度v0

在金屬板上向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中( )A．小球先做減速后加速運(yùn)動(dòng)B．小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．小球受到的靜電力對(duì)小球先做負(fù)功，后做正功D．小球受到的靜電力對(duì)小球做功為零二、計(jì)算論述題9．在正點(diǎn)電荷Q附近有兩個(gè)絕緣導(dǎo)體M、N，由于靜電感應(yīng)發(fā)生了如圖6所示的電荷分布，當(dāng)用導(dǎo)線將a、d兩點(diǎn)連接起來時(shí)，導(dǎo)線中是否有電流流過，如果有電流，電流的方向是怎樣的？圖610為研究靜電除塵，有人設(shè)計(jì)了一個(gè)盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有S＝0.04m2＝2500V8所示．現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒1013- .jz*..個(gè)，假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個(gè)顆粒帶電荷量為q＝＋1.0×10－17C，質(zhì)量為m＝2.0×10－15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力．求合上電鍵后：圖8(1)經(jīng)過多長時(shí)間煙塵顆?？梢员蝗课剑?2)除塵過程中電場對(duì)煙塵顆粒共做了多少功？(3)經(jīng)過多長時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能到達(dá)最大？參考答案【對(duì)點(diǎn)練習(xí)1.答案 ACD解析 B選項(xiàng)屬于防止靜電平衡2.答案 AD答案C解析＋QQ場強(qiáng)為零，其他地方的場強(qiáng)與僅存在點(diǎn)電荷＋Q時(shí)產(chǎn)生的場強(qiáng)一樣，故E>E>E；如果C和球心在一條直線上，那么、C兩點(diǎn)場強(qiáng)方向一樣．A C B答案 (1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零.jz*..導(dǎo)體外表任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的外表垂直不均勻的，越尖的地方，電荷分布的密度越大，附近的電場也越強(qiáng)．衡時(shí)，也有以上特點(diǎn).【課后作業(yè)】一、選擇題答案 A解析 假設(shè)我們身穿含有化纖成分的衣服且始終在運(yùn)動(dòng)使衣服與衣服間衣服和皮膚之間不停地摩擦在摩擦中會(huì)使衣服上帶有異種電荷在脫衣時(shí)正電荷和負(fù)電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，于是我們聽到“劈啪〞的放電聲音，假設(shè)是晚上還可以看見火花四濺的現(xiàn)象．答案 D答案 AD解析處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零，所以A選項(xiàng)正確．當(dāng)電D選項(xiàng)正確．答案A答案D解析 當(dāng)將帶正電Q的小球放入M的空腔中時(shí)，對(duì)M產(chǎn)生靜電感應(yīng)使M的內(nèi)外表帶負(fù)電，而外外表帶正電，其電荷量為它與原來金屬球M外外表所帶的－Q正好中和使外外表不帶電實(shí)際上是M所帶－Q被吸引至內(nèi)外表所以金屬球M外部不存在電場不能對(duì)P產(chǎn)生靜電感應(yīng)上沒有感應(yīng)電荷當(dāng)將帶正電Q的小球放入原來不帶電的N的空腔中時(shí)，對(duì)N產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使N內(nèi)外表帶負(fù)電荷，N外外表帶正電荷，N外部有電場，對(duì)R產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使左端帶負(fù)電，右端帶正電．選項(xiàng)D正確．.jz*..答案 A答案 ABD解析 由圖所示的電場線方向可知D的電勢上下為U>U>U>U.A C D B當(dāng)用導(dǎo)線將C棒的x端與D棒的y端連接的瞬間，將有自由電子從電勢低的DCC與D它們的電勢相等，C的x端仍帶負(fù)電，D的y端仍帶正電，而C的右端及D的左端均不帶電，即C右端的正電荷與D左端的負(fù)電荷中和掉了．當(dāng)將B球接地時(shí)，一局部自由電子從低于大地電勢的B球上流向大地，而一局部電子受到Dy端正電荷的吸引而保存在靠近yAB球上的負(fù)電荷才全部流入大地．應(yīng)選項(xiàng)A、B、D解析：選BD電力不做功，小球電勢能保持不變，所以動(dòng)能保持不變，故B、D二、計(jì)算論述題答案有a→d的電流10答案 (1)0.02s (2)2.5×10－4J (3)0.014s解析 (1)由題可知只要上板外表的煙塵能被吸附到下板時(shí)煙塵即被認(rèn)為全部吸收．煙塵所受靜電力為＝1Ft得

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