初三人教版静电现象的应用

A.电荷-Q在球内产生的场强为零
B.球外表面的感应电荷在球内的场强为零 C.电荷-Q与球外表面的电荷在球内的合场强为零 D.球内的电场不受外部电荷的影响
解析:处于静电平衡的导体,内部场强处处为零,导体内任一点
的场强是外加电场和感应电场的叠加,故C选项正确;球内 空间处于静电屏蔽中,故D选项正确. 答案:CD
答案:D
4.已知验电器带正电荷,当一导体移近它时,金箔张角变小,则
此导体( )
A.一定带正电荷 B.一定带负电荷 C.一定是中性的 D.可能带负电也可能不带电
解析:由静电感应可知,验电器带正电,当金箔张角变小时,金箔
上分布的电荷减少了,移近它的导体对金箔的验电器的电 荷分布产生影响,且使金箔电荷减少,则移近的导体应为不 带电的中性导体或带负电荷的导体,故D选项正确. 答案:D
三､静电屏蔽
1.静电屏蔽,当金属外壳达到静电平衡时,内部没有电场,因而 金属外壳会对其内部起保护作用,使它内部不受外部电场 的影响的现象. 2.静电屏蔽的应用:电学仪器外面金属壳;野外高压线上方还有
两条导线,它们与大地相通,形成一个稀疏的金属“网”把
高压线屏蔽起来,免遭雷击.
知识梳理图
课堂互动探究
课后巩固提升
巩固基础 1.导体处于静电平衡时,下列说法正确的是( A.导体内没有电场 B.导体内没有电荷,电荷只分布在导体外表面 C.导体内部没有电荷运动 D.以上说法均不对 )
解析:处于静电平衡的导体内部场强为零,是合场强为零,内部
仍有电荷,而且也在运动,只是没有净电荷,没有定向移动,故 D选项正确. 答案:D
φa>φb>φc>0.故B选项正确.
答案:B
三､静电屏蔽
例3:如图所示,在球壳内部球心放置带电量为+Q的点电荷,球 壳内有A点,壳壁中有B点,壳外有C点,则下列说法正确的是 ( )
A.A､B两点场强均为零
B.EA>EB>EC C.EB=EC=0 D.以地面电势为零,则φA>0
解析:金属球壳接地,则C处场强为零,即EC=0,B在导体内处于
5.如图所示,原来不带电的金属球,现沿球直径的延长线上放置
一个点电荷,球内直径上三点a､b､c,三点场强大小分别为Ea ､Eb､Ec三者相比( )
A.Ea最大
B.Eb最大
C.Ec最大
D.Ea=Eb=Ec
解析:金属球处于电场中达到静电平衡,内部场强处处为零,故
D选项正确. 答案:D
6.如下图所示,在原来不带电的金属细杆ab附近P处放置一个
2.静电平衡状态:导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态
叫做静电平衡状态
3.处于静电平衡的导体特点
(1)导体内部场强处处为零 (2)导体是个等势体,表面是个等势面 (3)导体表面上任一点的电场线跟该点的表面垂直 (4)静电平衡时,导体内部没有净电荷,净电荷只分布在导体的 外表面,在导体的表面,越尖锐的位置,电荷的密度越大,凹陷 的位置几乎没有电荷
[巩固练习]
1.如右图所示,带负电的小球C靠近不带电的导体AB的A端,由 于静电感应,导体A端出现正电荷,B端出现负电荷,关于导体 AB感应起电的说法正确的是( )
A.用手接触一下导体的A端,导体将带负电
B.用手接触一下导体AB的正中部位,导体仍不带电 C.用手接触一下导体AB的任何部位,导体将带正电 D.用手接触一下导体AB后,只要将带电小球不移走,AB不可 能带电
[巩固练习]
2.如图所示,带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球 B内,a､c分别为导体A､B内的点,b为导体A和B之间的一点, 下列说法正确的是( )
A.a､b､c三点的电势都相等
B.a点的场强为零,但电势最高 C.b点的场强为零,但电势大于零 D.a､b､c三点的场强都为零 解析:导体A､B各为一个等势体,其内各点场强均为零,即 Ea=0,Ec=0.带正电的A在此B的内外表面各感应出负､正电 荷,A外B内的空间电场线方向由A指向B,Eb≠0,且
靠近(不接触,且未发生放电现象)时,下列说法中正确的是 ( )
A.B端感应电荷越来越多
B.导体内部场强越来越大 C.导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D.导体感应电荷在M､N两点产生场强相等 解析:绝缘导体移近带负电的小球P时,导体中自由电子受到带 负电小球P的电场作用变大,使自由电子不断地向B端移 动,A､B两端感应电荷不断增多,故A选项正确.
解析:因无穷远处和大地的电势为零,因此带负电的小球所形
成的电场中某一点的电势均小于零.由于导体AB是一等势 体并且低于大地的电势(也可以画出电荷-Q产生电场的电 场线方向来判断AB电势),而且人体和大地是连在一起的,因 此当人接触导体AB时,不管接触哪一端,电场力作用都使导
体AB中自由电子从电势低处(AB导体)移向电势高处(大地),
从而使AB带正电. 答案:C
二､静电平衡的特点
例2:长为l的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为+q的点电 荷放在距棒左端R处如图所示,当棒达到静电平衡后,棒上 感应电荷在棒内中点P处产生的场强大小等于多少?方向怎 样?
解析:导体棒在点电荷+q的电场发生静电感应,左端出现负电
荷,右端出现正电荷,达到静电平衡.导体棒内任一点的场强 为零,即外加电场——+q在该点形成的电场E0,感应电场在 该点形成的电场E′,E0=E′
二､尖端放电
带电的导体净电荷分布在导体的外表面,导体带有某种电荷, 由于同种电荷互相排斥,所以电荷在导体上尽量远离,即分 布在导体的外表面,但由于导体表面曲率不同,电荷的密度 不同,在导体的曲率半径越小的地方即越尖的地方电荷密
度大,电荷在尖端十分拥挤,不断的有些电荷被排挤出去.这
种现象称为尖端放电.避雷针就是尖端放电的应用.
2.具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷,下 图中的四个图画出了其空间电场的电场线情况,符合实际 情况的是( )
解析:球壳处于正电荷的电场中,达到静电平衡,球壳为等势体,
电场线不会穿过球壳,故D选项正确. 答案:D
3.如右图所示,把原来不带电的金属壳B的外表面接地,将一带
正电的小球A从小孔中放入球壳内,但不与B发生接触,达到 静电平衡后,则( )
E0 k
答案 :
q l 2 (R ) 2 kq
l R 2
2
, E与E 0等大反向,即E的方向水平向左.
水平向左
名师点拨:要想直接求感应电荷在某点产生的场强是行不通的,
但可以利用导体达到静电平衡状态时内部场强为零的特点 来解;先求出外电场在此点产生的电场,则所求场强与此场 强等大反向.
壳需要接地,除了安全因素外,有的要产生电场影响其他的
元件,所以接地后,仪器本身产生的电场就被屏蔽了.
典例分析
一､静电感应､静电平衡状态 例1:如下图所示,带正电小球A靠近不带电的金属导体B,由于 静电感应导体B的左端出现负电荷,右端出现正电荷,下列说 法,正确的是( )
A.用手摸一下B的左端,B将带正电
B.用手摸一下B的右端,B将带正电 C.用手摸一下B的中部,B将不带电 D.用手摸一下B的任何部分,B都将带负电 解析:达到静电平衡的导体在靠近源电荷的一端出现异种电荷, 远离源电荷的一端出现与源电荷同种性质的电荷,无论用 手触摸B的哪一部分.B与人体及地球形成一个大的导体,B
离源电荷近,将出现与源电荷电性相反的电荷,地球的另一
正点电荷,达到静电平衡后( )
A. a端电势比b端高
B. b端电势比d点的低 C. a端电势不一定比d点低 D.杆内c处的场强方向由a指向b 解析:处于静电平衡的导体,内部场强处处为零,导体是一个等 势体,故B选项正确. 答案:B
提升能力
7.一带有绝缘座的空心球壳A带有4×10-8 C的正电荷,有绝缘 柄的金属小球B带有2×10-8 C的负电荷,使B球与A的内壁 接触,如图所示,则A､B带电量分别为( )
一､静电感应现象､静电平衡状态 1.静电感应现象 (1)金属导体的微观结构 金属导体内有自由电子和金属阳离子,电子和金属阳离子带电 荷量相等,电性相反,所以呈中性.自由电子在整块金属中做 无规则的热运动,金属阳离子只能在自身平衡位置附近做
无规则振动,如图所示,
表示金属阳离子,· 表示电子.
(2)静电感应现象 将不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中,导体中的 自由电子在电场力作用下逆着电场线方向定向移动,使导
静电屏蔽的两种情况
(1)利用金属壳或金属网封闭一定区域,使该区域不受外界电 场影响.如图甲,球壳内场强为零,E=0.
(2)接地导体空腔外部不受内部电场影响,如图乙所示E=0.当
空腔接地时,外表面的感应电荷将因接地传给地球,外部电 场已消失,对外起到屏蔽作用. 静电屏蔽在实际生产和生活中经常利用,我们使用的一些电子 设备都要用金属外壳就是要起到屏蔽作用.有些设备的外
A.QA=1×10-8 C QB=1×10-8 C
B.QA=2×10-8 C QB=0 C.QA=0 QB=2×10-8 C D.QA=4×10-8 C QB=-2×10-8 C 解析:将B与A的内表面接触后,正负电荷中和,净电荷分布在导 体的外表面,故B选项正确. 答案:B
8.如图所示,在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢
二､尖端放电
1.导体尖端的电荷密度很大,附近的电场很强,空气中残留的带 电粒子在强电场的作用下发生剧烈运动,把空气中的气体 “撞”散,也就是使分子中的正负电荷分离,这个现象叫做 空气的电离
2.空气中所带的电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子,由于
被吸引而奔向尖端,与尖端上的电荷中和,这就相当于异体 从尖端失去电荷,这个现象叫尖端放电
三､静电屏蔽
如图,将一个带正电的小球A用绝缘细线悬挂放入一个不带电 的空心金属球壳内.现用一个带正电小球B靠近金属球壳发 现球A并不发生偏移,为什么呢?