静电现象的应用(练习题)复习课程

静电现象的应用(练习

题)

静电现象的应用

知识点一：静电平衡的特点

(1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平衡时，自由电荷不再发生定向移动． (2)静电平衡状态导体的特征

①处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零．

（即：外电场E 与导体两端的感应电荷产生的附加电场E ′的合场强为零，E ′＝－E .） ②处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任一点场强方向与该点的所在表面垂直． ③静电平衡状态下的导体是个等势体，表面是等势面

④处于静电平衡状态的导体内部没有净电荷，净电荷只能分布在导体外表面上．

题型一：对静电平衡的理解

练习1．对于处在静电平衡状态的导体，以下说法中正确的是(D ) A ．导体内部既无正电荷，又无负电荷 B ．导体内部和外表面处的电场均为零

C ．导体处于静电平衡时，导体表面的电荷代数和为零

D ．导体内部电场为零是外加电场与感应电荷产生的电场叠加的结果

题型二： 感应电荷产生的场强的计算

求解此类问题时应当明确以下两点：

(1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，其实质是合场强为零．

(2)比较感应电荷产生的附加电场的大小、方向时，应以产生外加电场的电荷为研究对象． 练习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1－7－

3所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场 强度大小等于________，方向 ________. 【答案】

kq

(R ＋L 2

)

2 向左 练习3:.图中接地金属球A 的半径为R ，球外点电荷的电荷量为Q ，到球心的距离为r 。静电平衡后感应电荷在球心处产生的电场强度大小为( D )

A ．k －k

B ．k ＋

C ．0

D ．k

题型三：感应电场电场线的确定

练习4．如图所示，一个方形的金属盒原来不带电，现将一个带电荷量为＋Q的点电荷放在盒左边附近，达到静电平衡后，盒上的感应电荷在盒子

内部产生的电场分布情况正确的是()

【答案】 C

题型四：静电平衡的导体的电势分布

静电平衡后，导体是等势体，导体表面是等势面，

导体表面附近的电场线与表面垂直

练习5．如图1－7－4所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后()

A．a端的电势比b端的高 B．b端的电势比d点的低

C．a端的电势不一定比d点的低 D．杆内c处场强的方向由c指向b

【答案】 B

图1－7－4

练习6、如图3所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的

小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E

和电势φ的关系是( D )

A．Ea>Eb>Ec，φa>φb>φc

B．Ea＝Eb>Ec，φa＝φb>φc

C．Ea＝Eb＝Ec，φa＝φb>φc

D．Ea>Ec>Eb，φa>φb>φc

练习7.如图所示，在两个固定电荷+q和-q之间放入两个原来不带电的导体，1、2、3、

4为导体上的四个点，在达到静电平衡后，各点的电势分别是φ

1、φ

2

、φ

3

、φ

4

,

则…（ B ）

A.φ

4＞φ

3

,φ

2

＞φ

1

B.φ

4

=φ

3

＞φ

2

=φ

1

C.φ

4＜φ

3

＜φ

2

＜φ

1

D.φ

4

=φ

3

＜φ

2

=φ

1

练习8．(多选)如图1－7－13所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷Q，令一表面绝缘、带正电的金属小球(可视为质点，且不影响原电场)自左以初速度v0在金属板上向

右运动，在运动过程中()

A．小球先做减速运动后做加速运动

B．小球做匀速直线运动

C．小球做变加速直线运动图1－7－13

D．小球受到的静电力对小球做功为零

【解析】金属板上表面电场方向与表面垂直．

【答案】BD

知识点二：静电平衡状态电荷分布规律

（1）静电平衡后，导体是等势体，导体表面是等势面，

导体表面附近的电场线与表面垂直

（2）带电体在导体（或导体壳、导体网罩）外：

感应电荷只分布在导体表面--近异远同，

导体内部场强处处为0

用导线连接的物体看成一个整体，

导体接地时，导体远端是地球，远端电荷入地

带电体在导体壳（或网罩）内：

在导体壳内表面出现等量异种电荷，

外表面出现等量同种电荷，

（导体壳本身无电场，内部和外部空间均有电场）

导体接地：外表面电荷被中和，

（导体内部有电场；导体本身和外部无电场）

(3) 净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布密

集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷．

知识点二静电平衡状态电荷分布规律

（1）静电平衡后，导体是等势体，导体表面是等势面，导体表面附近的电场线与表面垂直（2）带电体在导体（或导体壳、导体网罩）外：感应电荷分布在导体表面--近异远同，

导体内部场强处处为0

用导线连接的物体看成一个整体，

导体接地时，导体远端是地球，远端电荷入地

带电体在导体壳（或网罩）内：

在导体壳：内表面出现等量异种电荷，

外表面出现等量同种电荷，

（导体壳本身无电场，内部和外部空间均有电场）