2018-2019高中物理 第一章 靜電場 1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課件 新人教版選修3-1.ppt
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7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場和電荷分布1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象:處于電場中的導(dǎo)體,由于_______的作用,電荷出現(xiàn)_________的現(xiàn)象。2.靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體中(包括表面上)沒有電荷__________的狀態(tài)。,電場力,重新分布,定向,移動(dòng),3.靜電平衡狀態(tài)的特征:(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的場強(qiáng)_________。(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,外部表面附近任何一點(diǎn)的場強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面_____。(3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)_______,導(dǎo)體的表面為_______。,處處為零,垂直,等勢體,等勢面,,4.導(dǎo)體上電荷的分布:(1)導(dǎo)體_____沒有電荷,電荷只分布在導(dǎo)體的_______。(2)在導(dǎo)體表面,越尖銳的位置,電荷的密度(單位面積的電荷量)_____,_____的位置幾乎沒有電荷。,內(nèi)部,外表面,越大,凹陷,,二、尖端放電和靜電屏蔽1.尖端放電和靜電屏蔽的比較:,電離,電離,中和,內(nèi)部,內(nèi)部,內(nèi)部,,避雷針,光滑,,2.電離:導(dǎo)體尖端的電荷密度_____,附近的場強(qiáng)_____,空氣中的帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng),使空氣分子被撞“散”而使正負(fù)電荷_____的現(xiàn)象。,很大,很強(qiáng),分離,,【思考辨析】(1)靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零。()(2)處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢差為零,電勢也為零。()(3)靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再定向移動(dòng)。()(4)避雷針能避免建筑物被雷擊是因?yàn)樵茖又袔У碾姾杀槐芾揍樛ㄟ^導(dǎo)線導(dǎo)入大地。(),,(5)用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來,再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器,則驗(yàn)電器箔片能張開。()(6)飛機(jī)輪上裝有拖地線,油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導(dǎo)入大地。(),,提示:(1)√。靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部感應(yīng)電荷的電場與外電場疊加,合場強(qiáng)為零。(2)。靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零,任意兩點(diǎn)間的電勢差為零,整個(gè)導(dǎo)體上各點(diǎn)的電勢都相等,但電勢不一定為零。(3)√。靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為零,自由電子不再定向移動(dòng)。,,(4)。避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。當(dāng)帶電的雷雨云接近建筑物時(shí),由于靜電感應(yīng),避雷針出現(xiàn)與云層相反的電荷。通過尖端放電,這些電荷不斷向大氣釋放,中和空氣中的電荷,使建筑物避免被雷擊。,,(5)。用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來,再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器,由于靜電屏蔽,驗(yàn)電器箔片不會(huì)張開。(6)√。飛機(jī)輪上裝有拖地線,油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導(dǎo)入大地,防止意外放電。,,【生活鏈接】為什么安裝了防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)不好,沒安防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)好?提示:若把手機(jī)放入金屬網(wǎng)罩中,金屬網(wǎng)罩對(duì)手機(jī)信號(hào)起到屏蔽作用,安裝防盜網(wǎng)對(duì)手機(jī)信號(hào)有一定影響。故安裝了防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)不如沒安防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)好。,知識(shí)點(diǎn)一靜電平衡探究導(dǎo)入:如圖所示,當(dāng)一個(gè)帶電體靠近不帶電導(dǎo)體時(shí),由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到靜電力的作用,將向著與電場相反的方向定向移動(dòng),從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷,這就是前面學(xué)習(xí)的靜電感應(yīng)現(xiàn)象。,(1)這種定向移動(dòng)是無休止的嗎?(2)電荷的移動(dòng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)部的電場有何影響?提示:(1)這種定向移動(dòng)不是無休止的,當(dāng)達(dá)到靜電平衡后,電子將不再定向移動(dòng)。(2)當(dāng)達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。,,【歸納總結(jié)】1.靜電平衡的過程:(1)電荷分布的變化情況:金屬導(dǎo)體放到場強(qiáng)為E0的電場中,金屬中的自由電荷在電場力作用下定向移動(dòng)導(dǎo)致導(dǎo)體一側(cè)聚集負(fù)電荷,而另一側(cè)聚集正電荷。(2)合場強(qiáng)的變化情況:感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場方向相反的電場,導(dǎo)致合場強(qiáng)減小。當(dāng)感應(yīng)電荷,,繼續(xù)增加,合場強(qiáng)逐漸減小,合場強(qiáng)為零時(shí),自由電荷的定向移動(dòng)停止。,,2.處于靜電平衡時(shí)的導(dǎo)體上的電荷分布特點(diǎn):(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體表面,內(nèi)部沒有凈電荷。(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端,電性相反,電量相等,近異遠(yuǎn)同,如圖甲所示。(3)凈電荷在導(dǎo)體表面的分布不均勻,一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集,如圖乙所示。,,,【易錯(cuò)提醒】(1)一個(gè)孤立的帶電體,在自身所帶電荷的電場中,處于靜電平衡狀態(tài),具有靜電平衡的所有特點(diǎn)。(2)人與大地都是導(dǎo)體,在人摸(觸)導(dǎo)體的過程中,帶電體、人、大地組成一個(gè)新導(dǎo)體,達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。,,【典題通關(guān)】考查角度1靜電平衡的特點(diǎn)【典例1】(多選)如圖所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢地靠近(不相接觸)時(shí),下列說法中正確的是(),,A.B端的感應(yīng)電荷越來越多B.導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度越來越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度相等,,【正確解答】選A、C。絕緣導(dǎo)體移近帶負(fù)電的小球P時(shí),導(dǎo)體中的自由電子受到帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場的作用力變大,使自由電子不斷地向B端移動(dòng),A、B兩端的感應(yīng)電荷不斷增多,故選項(xiàng)A正確;由于導(dǎo)體AB是緩慢移動(dòng),導(dǎo)體處于靜電平衡是在很短的時(shí)間內(nèi)完成的,緩慢移動(dòng)過程中的各個(gè)狀態(tài),帶負(fù)電的小球P產(chǎn)生的電場和導(dǎo)體AB上感應(yīng)電荷的電場疊加的結(jié)果均會(huì)使,,導(dǎo)體內(nèi)部各處的合電場強(qiáng)度總等于零,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;M點(diǎn)距小球P的距離比N點(diǎn)要近,由可知,帶負(fù)電的小球P在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。而導(dǎo)體內(nèi)部的合電場強(qiáng)度處處為零,那么導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的附加電場的電場強(qiáng)度就大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的附加電場的電場強(qiáng)度,故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。,,考查角度2求解感應(yīng)電荷的場強(qiáng)【典例2】在點(diǎn)電荷-Q的電場中,一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài),若圓盤與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi),則盤上感應(yīng)電荷在盤中A點(diǎn)所激發(fā)的附加場強(qiáng)E′的方向在圖中正確的是(),,【正確解答】選A。由于金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài),金屬圓盤內(nèi)各點(diǎn)合場強(qiáng)為零,所以感應(yīng)電荷的場強(qiáng)與點(diǎn)電荷的場強(qiáng)等大反向。又因?yàn)辄c(diǎn)電荷的電場沿A點(diǎn)與點(diǎn)電荷的連線指向點(diǎn)電荷,所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場方向沿A點(diǎn)與點(diǎn)電荷的連線向外。選項(xiàng)A正確。,,【規(guī)律方法】感應(yīng)電荷場強(qiáng)的求解思路(1)先求解外電場在該處場強(qiáng)的大小和方向。(2)再利用導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)處處為零和電場的疊加原理,求解感應(yīng)電荷在該處的場強(qiáng),此場強(qiáng)與外電場的場強(qiáng)大小相等,方向相反。,,【過關(guān)訓(xùn)練】1.對(duì)于處在靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體,以下說法中正確的是()A.導(dǎo)體內(nèi)部既無正電荷,又無負(fù)電荷B.導(dǎo)體內(nèi)部和外表面處的電場強(qiáng)度均為零C.導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),導(dǎo)體表面的電荷代數(shù)和為零D.導(dǎo)體內(nèi)部電場為零是外加電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果,,【解析】選D。金屬導(dǎo)體的內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,導(dǎo)體內(nèi)部不再有電荷的定向移動(dòng),導(dǎo)體的內(nèi)部沒有多余的凈電荷,但不能說導(dǎo)體內(nèi)部既無正電荷,又無負(fù)電荷,故A錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,電荷分布在外表面上,表面處的場強(qiáng)不等于0,故B錯(cuò)誤;對(duì)于實(shí)心導(dǎo)體,導(dǎo)體內(nèi)部無電荷;對(duì)于空腔導(dǎo)體,當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時(shí),內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號(hào)的,,電荷,外表面增加感應(yīng)電荷。因此導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),導(dǎo)體表面的電荷代數(shù)和不一定為零,故C錯(cuò)誤;金屬導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,正好與點(diǎn)電荷的電場疊加,內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,故D正確。,2.一金屬球,原來不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN,如圖所示。金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為Ea、Eb、Ec,三者相比有()A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec,【解析】選C。處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零,故a、b、c三點(diǎn)的電場強(qiáng)度都為零,靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度為零是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場與外電場疊加的結(jié)果,所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)與MN在這一點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)等大反向。比較a、b、c三點(diǎn)感應(yīng)電場的電場強(qiáng)度,實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的電場強(qiáng)度。由于c點(diǎn)離MN最近,故MN在c點(diǎn)的電場,強(qiáng)度最大,感應(yīng)電荷在c點(diǎn)的電場強(qiáng)度也最大,選項(xiàng)C正確。,,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,A是帶正電的球,B為不帶電的導(dǎo)體,A、B均放在絕緣支架上,M、N是導(dǎo)體B中的兩點(diǎn),以無限遠(yuǎn)處為電勢零點(diǎn),當(dāng)導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后,說法錯(cuò)誤的是(),,A.M、N兩點(diǎn)電場強(qiáng)度大小關(guān)系為EM=EN=0B.M、N兩點(diǎn)電勢高低關(guān)系為φM=φNC.M、N兩點(diǎn)電勢高低關(guān)系為φM>φN>0D.感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度EM′>EN′,,【解析】選C。M、N兩點(diǎn)的場強(qiáng)為球A與導(dǎo)體B上的感應(yīng)電荷在這兩處的場強(qiáng)之和,合場強(qiáng)大小為零,而球在導(dǎo)體M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)不同,故B上感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度也不相等,根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式,可知,離A越遠(yuǎn)的,電場強(qiáng)度越小,則感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度EM′>EN′,故A、D正確;處于靜電平衡的導(dǎo)體,其整體是等勢體,故φM=φN,故B正確,C錯(cuò)誤。本題選擇錯(cuò)誤的,故選C。,,2.一個(gè)半徑為r,帶正電的實(shí)心金屬球,球心在x軸上的O點(diǎn),金屬球在周圍空間產(chǎn)生靜電場,則其電勢φ在x軸上的分布情況正確的是(),,【解析】選B。取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則正電荷周圍的電勢均為正值,選項(xiàng)D可排除;實(shí)心金屬球本身是一個(gè)等勢體,選項(xiàng)C排除;電場強(qiáng)度的大小表示電勢變化的快慢,因?yàn)閤絕對(duì)值越大,電場強(qiáng)度越小,所以電勢減小得越慢,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。本題答案為B。,,3.(多選)如圖所示,在左邊的絕緣支架上插上頂針(其頂端是尖的),在頂針上裝上金屬風(fēng)針,若給風(fēng)針附近的圓形金屬板接上正高壓極,風(fēng)針接負(fù)高壓極,風(fēng)針尖端放電會(huì)使其旋轉(zhuǎn)起來,下列說法中正確的是(),,A.風(fēng)針尖端附近的等勢面和電場線分布較密B.風(fēng)針附近的空氣在強(qiáng)電場下發(fā)生電離C.空氣中的陽離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng)D.交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦?,風(fēng)針的尖端會(huì)有正電荷射出,,【解析】選A、B、C。圓形金屬板與風(fēng)針分別接上正、負(fù)高壓后,風(fēng)針附近產(chǎn)生強(qiáng)電場,且風(fēng)針尖端處電場最強(qiáng),因此風(fēng)針尖端附近的電場線分布較密,由于電場線密的地方等勢面密,故風(fēng)針尖端附近的等勢面也密。風(fēng)針附近產(chǎn)生強(qiáng)電場使空氣發(fā)生電離,空氣中的陽離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng),與針尖負(fù)電荷中和,發(fā)生放電現(xiàn)象,而空氣中的負(fù)離子因受排斥力而向相反,方向運(yùn)動(dòng)。由于反沖,風(fēng)針就旋轉(zhuǎn)起來。如果交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦?,風(fēng)針不可能放出正電荷,金屬導(dǎo)體內(nèi)只有自由運(yùn)動(dòng)的電子。,知識(shí)點(diǎn)二靜電屏蔽探究導(dǎo)入:張明剛搬了新家,可每次進(jìn)入電梯里手機(jī)總打不通,請(qǐng)按照以下提示,幫他想一想這是為什么:,(1)電梯是什么材質(zhì)的,能否被看成是金屬容器?(2)為什么在電梯之外的地方不會(huì)出現(xiàn)打不通的情況呢?,提示:(1)因?yàn)殡娞莸乃拿姹昏F皮包著,所以可以看作是一個(gè)密封的金屬容器。(2)電梯關(guān)閉之后,就相當(dāng)于一張厚厚的屏蔽網(wǎng),手機(jī)信號(hào)無法穿越,所以手機(jī)打不通,而電梯之外的地方很少有這樣的環(huán)境和條件。,,【歸納總結(jié)】1.導(dǎo)體外部的電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部:(1)靜電屏蔽的本質(zhì)是靜電感應(yīng),導(dǎo)體外面的電場不影響導(dǎo)體內(nèi)部,是因?yàn)橥怆妶雠c導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部任一點(diǎn)的場強(qiáng)疊加后合場強(qiáng)為零。,,(2)把驗(yàn)電器靠近帶電體,箔片會(huì)張開(如圖甲),但如果把驗(yàn)電器置于金屬網(wǎng)罩內(nèi),再靠近帶電體,箔片不再張開(如圖乙),說明網(wǎng)罩內(nèi)不受外電場的影響。,,2.接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場影響不到導(dǎo)體外部:(1)接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場不影響導(dǎo)體外部,是因?yàn)閷?dǎo)體外部的感應(yīng)電荷都被排斥入地,在只有施感電荷和內(nèi)壁感應(yīng)出的異種電荷的情況下,兩部分電荷在導(dǎo)體外部任何一點(diǎn)的場強(qiáng)疊加后合場強(qiáng)為零。,,(2)如果一封閉的導(dǎo)體球殼內(nèi)部空間有一點(diǎn)電荷+q,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體球殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷,其電場線分布如圖甲所示;當(dāng)把導(dǎo)體球殼接地后,+q在殼內(nèi)的電場對(duì)外部空間就沒有影響了,此時(shí)的電場線分布如圖乙所示。,,【易錯(cuò)提醒】(1)接地的空腔導(dǎo)體,腔外電場對(duì)腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響,腔內(nèi)電場對(duì)腔外空間也不產(chǎn)生影響,即內(nèi)外互不影響。(2)空腔導(dǎo)體不接地,腔外電場對(duì)腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響,腔內(nèi)電場對(duì)腔外空間產(chǎn)生影響。,,【典題通關(guān)】【典例】如圖所示,金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上,不能起到屏蔽外電場或內(nèi)電場作用的是(),【正確解答】選C。A圖中,由于金屬殼發(fā)生靜電感應(yīng),內(nèi)部場強(qiáng)為零,金屬殼起到屏蔽外電場的作用;B圖中金屬殼同大地連為一體,同A一樣,外殼起到屏蔽外電場的作用;C中電荷會(huì)引起金屬殼內(nèi)外表面帶電,外表面電荷會(huì)在殼外空間中產(chǎn)生電場,即金屬殼不起屏蔽作用;D中將金屬殼接地后,外表面不帶電,殼外不產(chǎn)生電場,金屬殼起屏蔽內(nèi)電場的作用。,,【易錯(cuò)提醒】靜電屏蔽問題的三點(diǎn)注意:(1)空腔可以屏蔽外界電場,接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場作用,其本質(zhì)都是因?yàn)榧ぐl(fā)電場與感應(yīng)電場疊加的結(jié)果,分析中應(yīng)特別注意分清是哪一部分電場作用,還是合電場作用的結(jié)果。,,(2)對(duì)靜電感應(yīng),要掌握導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷是如何移動(dòng)的,是如何建立起附加電場的,何處會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電荷。(3)對(duì)靜電平衡,要理解導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)所具有的特點(diǎn)。,,【過關(guān)訓(xùn)練】1.如圖所示為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電),現(xiàn)在將一個(gè)帶正電的小金屬球A放入空腔中,當(dāng)靜電平衡時(shí),圖中a、b、c三點(diǎn)的電場強(qiáng)度E和電勢φ的關(guān)系是(),,A.Ea>Eb>Ec,φa>φb>φcB.Ea=Eb>Ec,φa=φb>φcC.Ea=Eb=Ec,φa=φb=φcD.Ea>Ec>Eb,φa>φb>φc,,【解析】選D。空腔球形導(dǎo)體在正電荷A的電場中感應(yīng)的結(jié)果如圖所示,從電場線的疏密可確定a點(diǎn)電場強(qiáng)度大于c點(diǎn)電場強(qiáng)度,而b點(diǎn)電場強(qiáng)度為零,故Ea>Ec>Eb,而沿著電場線方向電勢逐漸降低,故φa>φb>φc,D選項(xiàng)正確。,,2.(多選)如圖,四組靜電實(shí)驗(yàn)中,能使左邊的驗(yàn)電器的金箔張開的是(),,【解析】選A、C。處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體所帶的電荷都分布在導(dǎo)體的外表面,用導(dǎo)線連接之后,左邊的金箔也是外表面,故A、C均正確,B錯(cuò)誤。D選項(xiàng)中由于靜電屏蔽的作用,驗(yàn)電器不受外電場的影響,故金箔是閉合的。,,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示,把原來不帶電的金屬殼B的外表面接地,將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi),但不與B發(fā)生接觸,達(dá)到靜電平衡后,則(),,A.B的空腔內(nèi)電場強(qiáng)度為零B.B不帶電C.B的外表面帶正電D.B的內(nèi)表面帶負(fù)電,,【解析】選D。因?yàn)榻饘贇さ耐獗砻娼拥兀酝獗砻鏇]有感應(yīng)電荷,只有內(nèi)表面有感應(yīng)電荷分布,且由于A帶正電,B的內(nèi)表面帶負(fù)電,D對(duì),B、C錯(cuò);B的空腔內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場和金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場,所以空腔內(nèi)電場強(qiáng)度不為零,A錯(cuò)。,,2.(多選)如圖所示,帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體,空腔里面無電荷。在靜電平衡后,下列物理量中等于零的是()A.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場強(qiáng)B.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢C.導(dǎo)體外表面的電荷量D.導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量,,【解析】選A、B、D。靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場強(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)體的電勢為零,故選項(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。,,3.(多選)如圖所示,原來不帶電的金屬球殼內(nèi)壁接地,將一帶正電的小球放入其中,但不與球殼接觸,則()A.球殼內(nèi)壁帶負(fù)電B.球殼外壁帶正電,,C.球殼外壁不帶電D.若將接地線去掉再移去正電荷,球殼外壁帶負(fù)電【解析】選A、C、D。球殼內(nèi)正電荷產(chǎn)生電場,使球殼處于靜電平衡狀態(tài),在球殼的內(nèi)表面出現(xiàn)等量異種電荷,球殼的外表面出現(xiàn)等量同種電荷,當(dāng)球殼接地時(shí),不論球殼內(nèi)表面接地還是球殼外表面接地,待穩(wěn)定后球殼的電勢必定為零。球殼的外表面無感應(yīng)電,,荷,球殼外也沒有靜電場,這就是接地導(dǎo)體殼的靜電屏蔽作用,故A、C選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。若將接地線去掉再移去球殼內(nèi)正電荷時(shí),球殼內(nèi)表面的負(fù)電荷就會(huì)分布到球殼的外表面上,內(nèi)壁不再帶電,故D選項(xiàng)正確。,,【拓展例題】考查內(nèi)容:靜電平衡的綜合應(yīng)用【典例】(多選)如圖所示,水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q,一表面絕緣的帶電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場),從左端以初速度v0滑上金屬板,沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端,在該運(yùn)動(dòng)過程中(),,A.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.小球先做減速運(yùn)動(dòng),后做加速運(yùn)動(dòng)C.小球的電勢能保持不變D.電場力對(duì)小球所做的功為零,,【正確解答】選A、C、D。水平放置的金屬板處于點(diǎn)電荷Q的電場中而達(dá)到靜電平衡狀態(tài),是一個(gè)等勢體,其表面處電場線處處與表面垂直,故帶電小球(表面絕緣,電量不變)在金屬板表面運(yùn)動(dòng)時(shí),電場力不做功,小球的電勢能不變,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)A、C、D正確。,科學(xué)技術(shù)社會(huì)環(huán)境——靜電屏蔽在科技生活中的應(yīng)用【命題素材】靜電屏蔽在科技及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用,如一些精密的電表或電子設(shè)備外面所套的金屬罩、通訊電纜外面包的一層鋁皮,都是用來防止外界電磁場的干擾。,【信息提取流程】1.信息定位:處于靜電平衡中的導(dǎo)體,內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。這樣,導(dǎo)體殼就可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域,使這個(gè)區(qū)域不受外部電場的影響,這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。,2.物理模型:(1)任意形狀的導(dǎo)體空腔,腔內(nèi)場強(qiáng)不受腔外電荷的影響。,,(2)接地的導(dǎo)體空腔,外部電場不受腔內(nèi)電荷的影響。,,3.物理知識(shí):靜電感應(yīng)、電場的疊加、靜電平衡。4.結(jié)果討論:在靜電平衡狀態(tài)下,不論是空心導(dǎo)體還是實(shí)心導(dǎo)體,不論導(dǎo)體本身帶電多少,或者導(dǎo)體是否處于外電場中,必定為等勢體,其內(nèi)部場強(qiáng)為零。,,【案例示范】下列實(shí)驗(yàn)中,驗(yàn)電器的金屬箔會(huì)張開的圖是(),,【解析】選B。A中金屬箔不會(huì)張開,金屬網(wǎng)可以屏蔽外電場;B中金屬箔會(huì)張開,因?yàn)榻饘倬W(wǎng)未接地,網(wǎng)內(nèi)的帶電體可以對(duì)外界產(chǎn)生影響;C中金屬箔不會(huì)張開,因?yàn)榻饘倬W(wǎng)已接地,網(wǎng)內(nèi)的帶電體對(duì)網(wǎng)外無影響,網(wǎng)外的帶電體對(duì)網(wǎng)內(nèi)也無影響。,,【類題訓(xùn)練】(多選)如圖所示,一個(gè)不帶電的導(dǎo)體球N,置于空心導(dǎo)體球M附近,現(xiàn)將另一個(gè)電荷量為Q的金屬球放于空腔導(dǎo)體M內(nèi),則(),,A.若M接地,N上無感應(yīng)電荷B.若M不接地,且M原來不帶電,N上無感應(yīng)電荷C.若M不接地,且M原來不帶電,N上有感應(yīng)電荷D.若M不接地,且M原來帶電,N上一定有感應(yīng)電荷,,【解析】選A、C。若M接地,分析N上帶電情況:金屬球Q帶電→M內(nèi)表面帶相反電性電荷,M外表面不帶電→N上無感應(yīng)電荷,A正確。若M不接地:①M(fèi)原來不帶電,分析N上帶電情況:金屬球Q帶電→M內(nèi)表面帶相反電性電荷,M外表面帶與內(nèi)表面相反電性的電荷→N上有感應(yīng)電荷。C正確,B錯(cuò),誤;②M原來帶電,分析N上帶電情況:D錯(cuò)誤。,- 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- 2018-2019高中物理 第一章 靜電場 1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課件 新人教版選修3-1 2018 2019 高中物理 靜電 現(xiàn)象 應(yīng)用 課件 新人 選修
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