高中物理人教版1第一章靜電場(chǎng)第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 市獲獎(jiǎng)

靜電現(xiàn)象的應(yīng)用【考綱要求】【自主學(xué)習(xí)】1：什么是靜電平衡狀態(tài)？有哪些特征？2：處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷如何分布？3：什么叫尖端放電？其應(yīng)用有哪些？4：靜電屏蔽的實(shí)質(zhì)是什么？【考點(diǎn)突破】典型例題1：如圖所示，不帶電的導(dǎo)體B在靠近帶正電的導(dǎo)體A后，P端及Q端分別感應(yīng)出負(fù)電荷和正電荷，則以下說(shuō)法正確的是(

)

若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將帶負(fù)電

若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電

C．若用導(dǎo)線將Q端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將不帶電

D．若用導(dǎo)線將P端接地，然后斷開，再取走A，則導(dǎo)體B將帶正電

解析：用導(dǎo)線將Q接地后，導(dǎo)體B與地球構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體，其距A較近的為P端，仍帶感應(yīng)負(fù)電荷；其距A較遠(yuǎn)處，不再是Q端，而是地球，將感應(yīng)出正電荷；而Q端成為大導(dǎo)體的中間部分將不會(huì)有感應(yīng)電荷。所以，導(dǎo)體B將帶負(fù)電荷。

答案：A

反饋訓(xùn)練一：在下列措施中，哪些能將產(chǎn)生的靜電導(dǎo)走(

)

飛機(jī)輪子上搭地線

B．印染車間保持濕度

C．復(fù)印圖片

D．電工鉗柄裝有絕緣套典型例題2：如圖所示，在真空中把一個(gè)導(dǎo)體向帶負(fù)電荷的小球慢慢靠近(不接觸)，下列說(shuō)法正確的有(

)

B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多

B．導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大

C．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)恒大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)D．導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相等

解析：注意這是討論靜電感應(yīng)帶電體與導(dǎo)體慢慢靠近的過(guò)程，要注意電荷的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)，由場(chǎng)強(qiáng)疊加的原理可知B端感應(yīng)電荷越來(lái)越多，A對(duì)；導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零，B錯(cuò)；因M點(diǎn)距離P較近，原場(chǎng)強(qiáng)大，感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與原場(chǎng)強(qiáng)疊加為零，所以感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。

答案：A、C

反饋訓(xùn)練2：如圖所示，帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無(wú)電荷。在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是(

)

導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)

導(dǎo)體腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)

導(dǎo)體外表面的電荷量

D．導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量典型例題3：如圖所示，將懸在絕緣細(xì)線上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球殼B內(nèi)(與內(nèi)壁不接觸)。外加一個(gè)水平向右的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)于最后的結(jié)果，下列判斷正確的是(

)A．B的右端帶正電，A向左偏

B．B的右端帶正電，A不偏左也不偏右

C．B的左端帶正電，A向右偏

D．B的左端帶負(fù)電，A不偏左也不偏右

解析：導(dǎo)體空腔處于外電場(chǎng)中時(shí)，由于靜電感應(yīng)的作用，導(dǎo)體球殼的左端將感應(yīng)出負(fù)電荷，右端將感應(yīng)出正電荷，而導(dǎo)體空腔內(nèi)部完全不受外加電場(chǎng)的影響，故A不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。

答案：B、D反饋訓(xùn)練3：如圖所示，帶正電的導(dǎo)體球A置于原來(lái)不帶電的空腔導(dǎo)體球B內(nèi)，a、c分別為導(dǎo)體A、B內(nèi)的點(diǎn)，b為導(dǎo)體A和B之間的一點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是(

)

a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)都相等

a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，但電勢(shì)最高

b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，但電勢(shì)大于零a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都為零【考點(diǎn)鞏固】1.（單選）下列現(xiàn)象中，不能用靜電知識(shí)解釋的是（）A．晚上脫化纖毛衣時(shí)會(huì)有火花產(chǎn)生 B．油罐車尾部常拖一條鐵鏈 C．通信衛(wèi)星采用硅光電池板提供電能 D．電視機(jī)屏幕上會(huì)吸附灰塵2.（單選）下列屬于防止靜電現(xiàn)象的是A．靜電除塵B．靜電復(fù)印C．油罐車用鐵鏈拖地運(yùn)行D．靜電噴涂3.（單選）如圖所示，用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái)，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，則下面關(guān)于驗(yàn)電器箔片的說(shuō)法正確的是A．箔片張開 B．箔片不張開C．帶電金屬球電量足夠大時(shí)才會(huì)張開D．箔片張開的原因是金屬網(wǎng)罩感應(yīng)帶電產(chǎn)生的電場(chǎng)（多選）如圖所示，面積足夠大的、板間距離為d的兩平行金屬板豎直放置，與直流電壓為U的電源連接，板間放一半徑為R（2R＜d）的絕緣金屬球殼，C、D是球殼水平直徑上的兩點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的是（）由于靜電感應(yīng)，球殼上C、D兩點(diǎn)電勢(shì)差為B.由于靜電感應(yīng)，球殼中心O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零

C.用手摸一下球殼，再拿去平行金屬板，球殼帶正電

D.用手摸一下球殼，再拿去平行金屬板，球殼帶負(fù)電5.如圖所示為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電)，現(xiàn)將一個(gè)帶正電荷的小金屬球A放入空腔中，當(dāng)靜電平衡時(shí)，圖中a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)φ的關(guān)系是

(

)．Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φc

B．Ea＝Eb＞Ec，φa＝φb＞φ

C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb＝φc

D．Ea＞Ec＞Eb，φa＞φb＞φc

6.把一個(gè)帶正電的小球A，放入帶絕緣支架不帶電的空心球殼B內(nèi)，但不與B的內(nèi)壁接觸，如圖所示，達(dá)到靜電平衡后，下列說(shuō)法正確的是（）

球殼B內(nèi)空腔處的場(chǎng)強(qiáng)為零

球殼外部空間的場(chǎng)強(qiáng)為零

C．球殼B的內(nèi)表面上無(wú)感應(yīng)電荷

D．若將球殼B接地則帶負(fù)電如圖所示，P是一個(gè)帶電體，N是一個(gè)不帶電的金屬空腔，在下列情況中，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會(huì)被吸引的是(

)．8.如圖，實(shí)心金屬球A半徑為R，帶電量為Q，點(diǎn)電荷B帶電量為與A球間的距離為r.

當(dāng)B不存在而只有A存在且達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)，電荷Q在球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于________.當(dāng)點(diǎn)電荷B也同時(shí)存在并達(dá)到靜電平衡時(shí)，球心O處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于________，金屬球上的電荷在球心O處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的大小等于________.靜電現(xiàn)象的應(yīng)用答案與解析二、【自主學(xué)習(xí)】問(wèn)題1：處于靜電平衡的導(dǎo)體，沒(méi)有電荷的定向移動(dòng)。內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，外表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)必跟該點(diǎn)垂直，且是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面為等勢(shì)面。問(wèn)題2：處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，越尖銳的位置，電荷的密度越大，凹陷的位置，幾乎沒(méi)有電荷。問(wèn)題3：從導(dǎo)體尖端失去電荷的現(xiàn)象叫做尖端放電。避雷針就是利用尖端放電的異種設(shè)施。問(wèn)題4：靜電屏蔽實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)的感應(yīng)電場(chǎng)和外加電場(chǎng)的矢量和為零，兩種電場(chǎng)并存，即所謂的屏蔽。三、【考點(diǎn)突破】反饋訓(xùn)練1：答案：A、B，飛機(jī)在飛行中與空氣摩擦?xí)r，飛機(jī)外表面聚集了大量靜電荷，降落時(shí)會(huì)對(duì)地面人員帶來(lái)危害及火災(zāi)隱患，因此飛機(jī)降落時(shí)要及時(shí)導(dǎo)走機(jī)身聚集的靜電，采取的措施是在輪胎上安裝地線或用導(dǎo)電橡膠制造輪胎；在印染工作車間也同樣容易產(chǎn)生靜電，靜電給車間帶來(lái)火災(zāi)隱患，為防止火災(zāi)發(fā)生，其中安全措施之一就是保持車間濕度，從而通過(guò)濕潤(rùn)的空氣及時(shí)導(dǎo)走靜電；在復(fù)印圖片環(huán)節(jié)中，剛好需要應(yīng)用靜電，在電工鉗柄裝有絕緣套是防止導(dǎo)電，保障電工的安全。

反饋訓(xùn)練2：答案：A、B、D，靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，且內(nèi)表面不帶電，故選項(xiàng)A、D正確。由于導(dǎo)體接地，故整個(gè)導(dǎo)體的電勢(shì)為零，選項(xiàng)B正確。導(dǎo)體外表面受帶電體Q的影響，所帶電荷量不為零，故選項(xiàng)C不正確。

反饋訓(xùn)練3：答案：B，導(dǎo)體A、B各為一個(gè)等勢(shì)面，其內(nèi)的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，即Ea＝Ec＝0，帶正電的A在B的內(nèi)、外表面各感應(yīng)出負(fù)、正電荷，A外B內(nèi)的空間電場(chǎng)線方向由A指向B，Eb≠0，故電勢(shì)φa>φb>φc>0，所以A錯(cuò)，B對(duì)，C、D錯(cuò)。

四【考點(diǎn)鞏固】C答案

D空腔球形導(dǎo)體在正電荷A的電場(chǎng)中感應(yīng)的結(jié)果如右圖所示，從電場(chǎng)線的疏密可確定a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，而b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，故Ea＞Ec＞Eb，而沿著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，

故φa＞φb＞φc，D選項(xiàng)正確．D，空腔內(nèi)有帶電小球A，由于靜電感應(yīng)，在空腔的內(nèi)表面感應(yīng)出負(fù)電荷，外表面感應(yīng)出等量的正電荷，所以在空腔B的內(nèi)、外空間電場(chǎng)強(qiáng)度均不為零．球殼接地后離帶電體A較遠(yuǎn)的球殼外表面的電荷入地（實(shí)質(zhì)是大地上的電子通過(guò)接地線跟球殼外表面的正電荷中和），使空腔B只帶負(fù)電．空腔B接地后，空腔外的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，即球殼內(nèi)的電場(chǎng)被接地的金屬球殼罩住，對(duì)殼外不產(chǎn)生影響，這種現(xiàn)象也是靜電屏蔽．接地的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩可以使其外部不受內(nèi)部帶電體電場(chǎng)的影響．正確選項(xiàng)為D．答案

AD小紙屑是絕緣體，當(dāng)處于電場(chǎng)中時(shí)，雖不會(huì)像導(dǎo)體一樣出現(xiàn)電荷的定向移動(dòng)，但內(nèi)部的極性分子也會(huì)在電場(chǎng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，