《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》知識要點和常見題型總結(jié)11頁

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1、第七節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 【知識要點】要點一 處理靜電平衡的“觀點”1遠近觀“遠近觀”是指處于靜電平衡狀態(tài)的導體，離場電荷較近和較遠的兩端將感應(yīng)出等量的異種電荷，而導體的中間部分可認為無感應(yīng)電荷產(chǎn)生2整體觀“整體觀”是指把兩個或多個原來彼此絕緣的導體接觸或用導線連接時，就可把它們看作是一個大導體，再用“遠近觀”判斷它們的帶電情況要點二 靜電平衡兩種情況的實現(xiàn)方法和其本質(zhì)是什么？1兩種情況(1)導體內(nèi)空腔不受外界影響，如圖172甲所示(2)接地導體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響，如圖乙所示圖1722實現(xiàn)過程(1)如圖甲，因場源電荷產(chǎn)生的電場與導體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，對

2、內(nèi)實現(xiàn)了屏蔽(2)如圖乙，當空腔外部接地時，外表面的感應(yīng)電荷將因接地傳給地球，外部電場消失，對外起到屏蔽作用3本質(zhì)：靜電感應(yīng)與靜電平衡. 【例題分析】一、靜電平衡下的導體【例1】 如圖所示，圖17一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強度的大小為EA.在A球球心與P點連線上有一帶負電的點電荷B，當只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強度大小為EB.當A、B同時存在時，根據(jù)場強疊加原理，P點的場強大小應(yīng)為()AEBBEAEBC|EAEB| D以上說法都不對答案D解析當帶電導體球周圍無其他導體或帶電體存在時，導體球上的電荷將均勻分布在導體球表面根據(jù)題意，均勻分布在導體球上的電

3、荷在P點產(chǎn)生的場強為EA，當把點電荷放在B點后，雖然導體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感應(yīng)，導體球上的電荷將重新分布，直到達到靜電平衡這時，導體球上的電荷在P點產(chǎn)生的場強EA不等于EA.由于點電荷不涉及電荷如何分布的問題，它在P點產(chǎn)生的場強與周圍是否存在其他電荷無關(guān)，所以仍為EB，當點電荷與導體球A同時存在時，P點的場強應(yīng)由EA與EB疊加而成，而不是由EA與EB疊加，這樣就能立即斷定A、B、C三個選項都是不對的二、靜電平衡【例2】 將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬圖174空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，如圖174所示，說法正確的有()AA

4、往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向BA的位置不變，B往右偏離豎直方向CA往左偏離豎直方向，B的位置不變DA和B的位置都不變答案B解析帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內(nèi)，通過靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負電因此，金屬空心球C和帶電小球B帶異種電荷，所以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)生的外部電場，使小球A不受外電場的作用，所以A的位置不變【對點練習】1.下列措施中，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?shù)臐穸菵在地毯上夾雜0.050.07 mm的不銹鋼絲導電纖維2下圖中P是一個帶電體，N

5、是一個不帶電的金屬空腔，在哪些情況下，放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會被吸引()3如圖175所示，圖175在球殼內(nèi)部球心放置帶電荷量Q的點電荷，球殼內(nèi)有A點，殼壁中有B點，殼外有C點，則下列說法正確的是()AA、B兩點場強均為零BEAEBECC如果A、C和球心在一條直線上，則A、C兩點的場強方向相同DB點場強方向指向球心4處于靜電平衡狀態(tài)的導體的特點是什么？【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不帶電的金箔驗電器A和一個帶正電荷的空腔導體B.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是() A用取電棒(帶絕緣柄的導體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B用取電棒先跟B的外壁接觸一下后再

6、跟A接觸C用絕緣導線把驗電器跟取電棒的導體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D使驗電器A靠近B思維步步高 空腔導體的特點是什么？空腔導體的外壁和內(nèi)壁的帶電情況如何？使驗電器金屬箔片張開的方法有幾種？解析在A選項中先和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時驗電器箔片不張開答案BCD拓展探究 在一個導體球殼內(nèi)放一個電荷量為Q的點電荷，用Ep表示球殼外任一點的場強，則()A當Q在球殼中央時，Ep0B不論Q在球殼內(nèi)何處，Ep一定為零C只有當Q在球心且球殼接地時，Ep0D只要球殼接地，不論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)部放入的電荷會產(chǎn)生電場，這個電場周圍的

7、導體會感應(yīng)出電荷，形成新的電場方法點撥帶電球殼的特點是：所有電荷都分布在球外表面上，球殼內(nèi)部沒有凈電荷球殼內(nèi)場強為零如果在球殼內(nèi)部放入電荷，則電場線在球殼上中斷. 題型二 靜電平衡一個不帶電的空心金屬球，在它的球心處放一個正電荷，其電場分布是下圖中的哪一個()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？在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)、外表面之間不會有電場存在，球殼的內(nèi)表面上應(yīng)該分布的是負電荷，外表面上應(yīng)該分布的是正電荷，所以B選項正確答案B拓展探究 如果把該電荷移到球殼外，請敘述一下電場的分布情況答案當電荷移動到球殼以外之后，球殼對電場產(chǎn)生屏

8、蔽，球殼內(nèi)部沒有電場線方法點撥導電體放在導體內(nèi)部，導體內(nèi)壁感應(yīng)出電荷，根據(jù)電荷守恒定律，外壁和內(nèi)壁所帶電荷性質(zhì)相反；當電荷放在導體外部，靠近導體處感應(yīng)出異種電荷，根據(jù)電荷守恒定律，遠離導體處感應(yīng)出同種電荷. 【課后作業(yè)】一、選擇題1人們在晚上脫衣服時，有時會看到火花四濺，并伴有“劈啪”聲，這是因為()A衣服由于摩擦而產(chǎn)生了靜電B人體本身是帶電體C空氣帶電，在衣服上放電所致D以上說法均不正確2一金屬球，原來不帶電，圖1現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一點電荷，如圖1所示球內(nèi)直徑上a、b、c三點場強大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比()AEa最大BEb最大CEc最大 DEaEbEc3如圖2所示，圖2把一個

9、架在絕緣支架上的枕形導體放在正電荷形成的電場中導體處于靜電平衡時，下列說法正確的是()AA、B兩點場強相等，且都為零BA、B兩點場強不相等C感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場EAECEB；如果A、C和球心在一條直線上，則A、C兩點場強方向相同4.答案(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部場強處處為零(2)導體表面任一點的場強方向與該處的表面垂直(3)凈電荷只能分布在導體的外表面上，電荷在導體的外表面上的分布往往是不均勻的，越尖的地方，電荷分布的密度越大，附近的電場也越強對一孤立的帶電導體，可視為導體處于自己所帶電荷的電場中，達到靜電平衡時，也有以上特點.【課后作業(yè)】一、選擇題1.答案A解析若我們身穿含有化纖成分

10、的衣服，且始終在運動，使衣服與衣服之間、衣服和皮膚之間不停地摩擦，在摩擦中會使衣服上帶有異種電荷在脫衣服時正電荷和負電荷碰到一起就產(chǎn)生放電現(xiàn)象，于是我們聽到“劈啪”的放電聲音，若是晚上還可以看見火花四濺的現(xiàn)象2.答案D3.答案AD解析處于靜電平衡狀態(tài)的導體內(nèi)部合場強為零，所以A選項正確當電鍵閉合，導體和大地是一個整體，導體處于這個整體的尖端，把負電荷從地球上吸引過來，所以D選項正確4.答案A5.答案D解析當將帶正電Q的小球放入M的空腔中時，對M產(chǎn)生靜電感應(yīng)使M的內(nèi)表面帶負電，而外表面帶正電，其電荷量為Q，它與原來金屬球M外表面所帶的Q正好中和，使外表面不帶電，實際上是M所帶Q被吸引至內(nèi)表面，所

11、以金屬球M外部不存在電場，不能對P產(chǎn)生靜電感應(yīng)，P上沒有感應(yīng)電荷當將帶正電Q的小球放入原來不帶電的N的空腔中時，對N產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使N內(nèi)表面帶負電荷，N外表面帶正電荷，N外部有電場，對R產(chǎn)生靜電感應(yīng)，使左端帶負電，右端帶正電選項D正確6.答案A 7.答案ABD解析由圖所示的電場線方向可知A、B、C、D的電勢高低為UAUCUDUB.當用導線將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D棒流向電勢高的C棒，這時C與D已通過導線連接為一個導體了，靜電平衡后，它們的電勢相等，C的x端仍帶負電，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左端的負電荷中和掉了當將B球

12、接地時，一部分自由電子從低于大地電勢的B球上流向大地，而一部分電子受到D棒y端正電荷的吸引而保留在靠近y的近端處，如果把帶正電的A球移走，接地的B球上的負電荷才全部流入大地故選項A、B、D正確8解析：選BD.金屬板處于靜電平衡狀態(tài)，表面為等勢面.因此小球受到的靜電力不做功，小球電勢能保持不變，所以動能保持不變，故B、D正確.二、計算論述題9答案 有ad的電流10答案(1)0.02 s(2)2.5104 J(3)0.014 s解析(1)由題可知，只要上板表面的煙塵能被吸附到下板時，煙塵即被認為全部吸收煙塵所受靜電力為FqU/L，Lat2t2得t L0.02 s(2)由于板間煙塵顆粒均勻分布，可以認為煙塵的質(zhì)心位于板間中點位置，因此，除塵過程中靜電力對煙塵所做總功為WNSLqU2.5104 J.(3)解法一設(shè)煙塵顆粒下落距離為h，則板內(nèi)煙塵總動能Ekmv2NS(Lh)hNS(Lh)當h時，Ek達最大又據(jù)ha 則t1 L0.014 s解法二假定所有煙塵集中于板中央，當煙塵運動到下板時，系統(tǒng)總動能最大則at所以t1 L0.014 s 11 / 11