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這是一個(gè)關(guān)于靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案PPT作品,這是一個(gè)關(guān)于1.知道什么是靜電平衡狀態(tài),理解處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特征2.知道處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上電荷的分布規(guī)律3.了解尖端放電現(xiàn)象4.理解靜電屏蔽現(xiàn)象的形成原因,及其在技術(shù)上的應(yīng)用等等介紹。各種物質(zhì)的原子核對(duì)電子的束縛能力不同,因而物質(zhì)得失電子的本領(lǐng)也不同,這就造成了摩擦起電等各種帶電現(xiàn)象。金屬的外層電子容易丟失,這些從原子內(nèi)跑出來的電子叫做“自由電子”,所以金屬容易導(dǎo)電。絕緣體內(nèi)的電子受到原子核的束縛,不容易成為自由電子,所以它不容易導(dǎo)電。但是利用強(qiáng)電力作用、高溫等方法可以使一部分電子擺脫原子核的束縛,成為自由電子,于是絕緣體變成了導(dǎo)體,歡迎點(diǎn)擊下載靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案PPT作品哦。
靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教案PPT作品是由紅軟PPT免費(fèi)下載網(wǎng)推薦的一款物理課件PPT類型的PowerPoint.
課標(biāo)解讀
1.知道什么是靜電平衡狀態(tài),理解處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特征
2.知道處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上電荷的分布規(guī)律
3.了解尖端放電現(xiàn)象
4.理解靜電屏蔽現(xiàn)象的形成原因,及其在技術(shù)上的應(yīng)用
課前自主學(xué)習(xí)
一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)
1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象:把導(dǎo)體放入電場(chǎng)中,導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng),使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象
2.靜電平衡狀態(tài):導(dǎo)體中(包括表面)沒有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)
3.處于靜電平衡的導(dǎo)體特點(diǎn)
(1)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零
(2)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,表面是個(gè)等勢(shì)面
(3)導(dǎo)體表面上任一點(diǎn)的電場(chǎng)線跟該點(diǎn)的表面垂直
(4)靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面,在導(dǎo)體的表面,越尖銳的位置,電荷的密度越大,凹陷的位置幾乎沒有電荷
二、尖端放電
1.導(dǎo)體尖端的電荷密度很大,附近的電場(chǎng)很強(qiáng),空氣中殘留的帶電粒子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈運(yùn)動(dòng),把空氣中的氣體“撞”散,也就是使分子中的正負(fù)電荷分離,這個(gè)現(xiàn)象叫做空氣的電離
2.空氣中所帶的電荷與導(dǎo)體尖端的電荷符號(hào)相反的粒子,由于被吸引而奔向尖端,與尖端上的電荷中和,這就相當(dāng)于異體從尖端失去電荷,這個(gè)現(xiàn)象叫尖端放電
三、靜電屏蔽
1.靜電屏蔽,當(dāng)金屬外殼達(dá)到靜電平衡時(shí),內(nèi)部沒有電場(chǎng),因而金屬外殼會(huì)對(duì)其內(nèi)部起保護(hù)作用,使它內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響的現(xiàn)象.
2.靜電屏蔽的應(yīng)用:電學(xué)儀器外面金屬殼;野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線,它們與大地相通,形成一個(gè)稀疏的金屬“網(wǎng)”把高壓線屏蔽起來,免遭雷擊.
知識(shí)梳理圖
課堂互動(dòng)探究
一、靜電感應(yīng)現(xiàn)象、靜電平衡狀態(tài)
1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象
(1)金屬導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)
金屬導(dǎo)體內(nèi)有自由電子和金屬陽離子,電子和金屬陽離子帶電荷量相等,電性相反,所以呈中性.自由電子在整塊金屬中做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),金屬陽離子只能在自身平衡位置附近做無規(guī)則振動(dòng),如圖所示,?表示金屬陽離子,·表示電子.
(2)靜電感應(yīng)現(xiàn)象
將不帶電的金屬導(dǎo)體ABCD放到場(chǎng)強(qiáng)為E0的電場(chǎng)中,導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力作用下逆著電場(chǎng)線方向定向移動(dòng),使導(dǎo)體一側(cè)聚集負(fù)電荷,而導(dǎo)體一端聚集等量的正電荷,這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)現(xiàn)象.如圖
2.靜電平衡狀態(tài)
在電場(chǎng)中受靜電感應(yīng)的導(dǎo)體,電荷重新分布,出現(xiàn)感應(yīng)電場(chǎng).感應(yīng)電場(chǎng)將阻礙電荷的重新分布,這樣最終放入電場(chǎng)中的導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷定向移動(dòng)時(shí),則達(dá)到一種平衡狀態(tài),這種狀態(tài)稱為靜電平衡狀態(tài).
靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特點(diǎn)
(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為外界電場(chǎng)和感應(yīng)電場(chǎng)的矢量和,當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),外界電場(chǎng)和感應(yīng)電場(chǎng)處處等大反向,疊加的結(jié)果是處處為零.
(2)達(dá)到靜電平衡的導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體上各點(diǎn)電勢(shì)相等、表面是等勢(shì)面.
(3)處于靜電平衡的導(dǎo)體,感應(yīng)電荷分布在導(dǎo)體的外表面,內(nèi)部沒有凈電荷.
(4)處于靜電平衡的導(dǎo)體,電場(chǎng)線與表面垂直,即導(dǎo)體表面任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟該處表面垂直.
二、尖端放電
帶電的導(dǎo)體凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面,導(dǎo)體帶有某種電荷,由于同種電荷互相排斥,所以電荷在導(dǎo)體上盡量遠(yuǎn)離,即分布在導(dǎo)體的外表面,但由于導(dǎo)體表面曲率不同,電荷的密度不同,在導(dǎo)體的曲率半徑越小的地方即越尖的地方電荷密度大,電荷在尖端十分擁擠,不斷的有些電荷被排擠出去.這種現(xiàn)象稱為尖端放電.避雷針就是尖端放電的應(yīng)用.
三、靜電屏蔽
如圖,將一個(gè)帶正電的小球A用絕緣細(xì)線懸掛放入一個(gè)不帶電的空心金屬球殼內(nèi).現(xiàn)用一個(gè)帶正電小球B靠近金屬球殼發(fā)現(xiàn)球A并不發(fā)生偏移,為什么呢?
因?yàn)锽電荷形成電場(chǎng),金屬球殼處于B的電場(chǎng)中而達(dá)到靜電平衡狀態(tài),即球殼內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,而A在球殼內(nèi),所處位置的合場(chǎng)強(qiáng)為零,故A不動(dòng),這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽.
靜電屏蔽的兩種情況
(1)利用金屬殼或金屬網(wǎng)封閉一定區(qū)域,使該區(qū)域不受外界電場(chǎng)影響.如圖甲,球殼內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為零,E=0.
(2)接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電場(chǎng)影響,如圖乙所示E=0.當(dāng)空腔接地時(shí),外表面的感應(yīng)電荷將因接地傳給地球,外部電場(chǎng)已消失,對(duì)外起到屏蔽作用.
靜電屏蔽在實(shí)際生產(chǎn)和生活中經(jīng)常利用,我們使用的一些電子設(shè)備都要用金屬外殼就是要起到屏蔽作用.有些設(shè)備的外殼需要接地,除了安全因素外,有的要產(chǎn)生電場(chǎng)影響其他的元件,所以接地后,儀器本身產(chǎn)生的電場(chǎng)就被屏蔽了.
典例分析
一、靜電感應(yīng)、靜電平衡狀態(tài)
例1:如下圖所示,帶正電小球A靠近不帶電的金屬導(dǎo)體B,由于靜電感應(yīng)導(dǎo)體B的左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷,下列說法,正確的是( )
A.用手摸一下B的左端,B將帶正電
B.用手摸一下B的右端,B將帶正電
C.用手摸一下B的中部,B將不帶電
D.用手摸一下B的任何部分,B都將帶負(fù)電
解析:達(dá)到靜電平衡的導(dǎo)體在靠近源電荷的一端出現(xiàn)異種電荷,遠(yuǎn)離源電荷的一端出現(xiàn)與源電荷同種性質(zhì)的電荷,無論用手觸摸B的哪一部分.B與人體及地球形成一個(gè)大的導(dǎo)體,B離源電荷近,將出現(xiàn)與源電荷電性相反的電荷,地球的另一面距源電荷遠(yuǎn),
將出現(xiàn)與源電荷同種性質(zhì)的電荷,所以無論觸摸B的什么位置,觸摸時(shí)將使B帶上與源電荷電性相反的電荷即負(fù)電荷,所以手離開后,導(dǎo)體B將帶負(fù)電,故D選項(xiàng)正確.
答案:D
名師點(diǎn)撥:本例為一典型的感應(yīng)起電實(shí)例,首先應(yīng)確定產(chǎn)生電場(chǎng)的帶電體的電性,明確感應(yīng)導(dǎo)體的遠(yuǎn)端和近端,不論導(dǎo)體的哪一端接地,大地和導(dǎo)體組成一個(gè)新的“導(dǎo)體”即大地總是遠(yuǎn)端,然后根據(jù)遠(yuǎn)同近異,確定各端感應(yīng)電荷的電性.
[鞏固練習(xí)]
1.如右圖所示,帶負(fù)電的小球C靠近不帶電的導(dǎo)體AB的A端,由于靜電感應(yīng),導(dǎo)體A端出現(xiàn)正電荷,B端出現(xiàn)負(fù)電荷,關(guān)于導(dǎo)體AB感應(yīng)起電的說法正確的是( )
A.用手接觸一下導(dǎo)體的A端,導(dǎo)體將帶負(fù)電
B.用手接觸一下導(dǎo)體AB的正中部位,導(dǎo)體仍不帶電
C.用手接觸一下導(dǎo)體AB的任何部位,導(dǎo)體將帶正電
D.用手接觸一下導(dǎo)體AB后,只要將帶電小球不移走,AB不可能帶電
解析:因無窮遠(yuǎn)處和大地的電勢(shì)為零,因此帶負(fù)電的小球所形成的電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電勢(shì)均小于零.由于導(dǎo)體AB是一等勢(shì)體并且低于大地的電勢(shì)(也可以畫出電荷-Q產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線方向來判斷AB電勢(shì)),而且人體和大地是連在一起的,因此當(dāng)人接觸導(dǎo)體AB時(shí),不管接觸哪一端,電場(chǎng)力作用都使導(dǎo)體AB中自由電子從電勢(shì)低處(AB導(dǎo)體)移向電勢(shì)高處(大地),從而使AB帶正電.
答案:C
二、靜電平衡的特點(diǎn)
例2:長為l的導(dǎo)體棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處如圖所示,當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后,棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)P處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小等于多少?方向怎樣?
解析:導(dǎo)體棒在點(diǎn)電荷+q的電場(chǎng)發(fā)生靜電感應(yīng),左端出現(xiàn)負(fù)電荷,右端出現(xiàn)正電荷,達(dá)到靜電平衡.導(dǎo)體棒內(nèi)任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,即外加電場(chǎng)——+q在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E0,感應(yīng)電場(chǎng)在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E′,E0=E′
名師點(diǎn)撥:要想直接求感應(yīng)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)是行不通的,但可以利用導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡狀態(tài)時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零的特點(diǎn)來解;先求出外電場(chǎng)在此點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng),則所求場(chǎng)強(qiáng)與此場(chǎng)強(qiáng)等大反向.
[鞏固練習(xí)]
2.如圖所示,帶正電的導(dǎo)體球A置于原來不帶電的空腔導(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),下列說法正確的是( )
A.a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)都相等
B.a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,但電勢(shì)最高
C.b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零,但電勢(shì)大于零
D.a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都為零
解析:導(dǎo)體A、B各為一個(gè)等勢(shì)體,其內(nèi)各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零,即Ea=0,Ec=0.帶正電的A在此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,且φa>φb>φc>0.故B選項(xiàng)正確.
答案:B
三、靜電屏蔽
例3:如圖所示,在球殼內(nèi)部球心放置帶電量為+Q的點(diǎn)電荷,球殼內(nèi)有A點(diǎn),殼壁中有B點(diǎn),殼外有C點(diǎn),則下列說法正確的是( )
A.A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零
B.EA>EB>EC
C.EB=EC=0
D.以地面電勢(shì)為零,則φA>0
解析:金屬球殼接地,則C處場(chǎng)強(qiáng)為零,即EC=0,B在導(dǎo)體內(nèi)處于靜電平衡,所以EB=0,故C選項(xiàng)正確,畫出球殼內(nèi)電場(chǎng)線分布如圖,沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,D選項(xiàng)正確.
答案:CD
名師點(diǎn)撥:利用靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)來解決此類問題,當(dāng)導(dǎo)體接地后,導(dǎo)體與地球形成一個(gè)大導(dǎo)體,接地后導(dǎo)體的電勢(shì)就為零.
[鞏固練習(xí)]
3.一個(gè)不帶電的空心金屬球,放在點(diǎn)電荷-Q的附近,如圖所示.當(dāng)達(dá)到靜電平衡時(shí),下列說法中正確的是( )
A.電荷-Q在球內(nèi)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為零
B.球外表面的感應(yīng)電荷在球內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)為零
C.電荷-Q與球外表面的電荷在球內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)為零
D.球內(nèi)的電場(chǎng)不受外部電荷的影響
解析:處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是外加電場(chǎng)和感應(yīng)電場(chǎng)的疊加,故C選項(xiàng)正確;球內(nèi)空間處于靜電屏蔽中,故D選項(xiàng)正確.
答案:CD
課后鞏固提升
鞏固基礎(chǔ)
1.導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),下列說法正確的是( )
A.導(dǎo)體內(nèi)沒有電場(chǎng)
B.導(dǎo)體內(nèi)沒有電荷,電荷只分布在導(dǎo)體外表面
C.導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷運(yùn)動(dòng)
D.以上說法均不對(duì)
解析:處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零,是合場(chǎng)強(qiáng)為零,內(nèi)部仍有電荷,而且也在運(yùn)動(dòng),只是沒有凈電荷,沒有定向移動(dòng),故D選項(xiàng)正確.
答案:D
2.具有一定厚度的空心金屬球殼的球心位置處放一正電荷,下圖中的四個(gè)圖畫出了其空間電場(chǎng)的電場(chǎng)線情況,符合實(shí)際情況的是( )
解析:球殼處于正電荷的電場(chǎng)中,達(dá)到靜電平衡,球殼為等勢(shì)體,電場(chǎng)線不會(huì)穿過球殼,故D選項(xiàng)正確.
答案:D
3.如右圖所示,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(chǎng)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:因?yàn)榻饘贇さ耐獗砻娼拥,所以外表面沒有感應(yīng)電荷,C錯(cuò)誤;只有內(nèi)表面有感應(yīng)負(fù)電荷分布,所以B帶負(fù)電,即所謂感應(yīng)起電,B錯(cuò)誤,D正確;B的空腔內(nèi)有正電荷和內(nèi)壁的感應(yīng)負(fù)電荷共同激發(fā)的電場(chǎng),所以空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,A錯(cuò)誤.
答案:D
4.已知驗(yàn)電器帶正電荷,當(dāng)一導(dǎo)體移近它時(shí),金箔張角變小,則此導(dǎo)體( )
A.一定帶正電荷
B.一定帶負(fù)電荷
C.一定是中性的
D.可能帶負(fù)電也可能不帶電
解析:由靜電感應(yīng)可知,驗(yàn)電器帶正電,當(dāng)金箔張角變小時(shí),金箔上分布的電荷減少了,移近它的導(dǎo)體對(duì)金箔的驗(yàn)電器的電荷分布產(chǎn)生影響,且使金箔電荷減少,則移近的導(dǎo)體應(yīng)為不帶電的中性導(dǎo)體或帶負(fù)電荷的導(dǎo)體,故D選項(xiàng)正確.
答案:D
5.如圖所示,原來不帶電的金屬球,現(xiàn)沿球直徑的延長線上放置一個(gè)點(diǎn)電荷,球內(nèi)直徑上三點(diǎn)a、b、c,三點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小分別為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:金屬球處于電場(chǎng)中達(dá)到靜電平衡,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,故D選項(xiàng)正確.
答案:D
6.如下圖所示,在原來不帶電的金屬細(xì)桿ab附近P處放置一個(gè)正點(diǎn)電荷,達(dá)到靜電平衡后( )
A. a端電勢(shì)比b端高
B. b端電勢(shì)比d點(diǎn)的低
C. a端電勢(shì)不一定比d點(diǎn)低
D.桿內(nèi)c處的場(chǎng)強(qiáng)方向由a指向b
解析:處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體,故B選項(xiàng)正確.
答案:B
提升能力
7.一帶有絕緣座的空心球殼A帶有4×10-8 C的正電荷,有絕緣柄的金屬小球B帶有2×10-8 C的負(fù)電荷,使B球與A的內(nèi)壁接觸,如圖所示,則A、B帶電量分別為( )
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:將B與A的內(nèi)表面接觸后,正負(fù)電荷中和,凈電荷分布在導(dǎo)體的外表面,故B選項(xiàng)正確.
答案:B
8.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緩慢靠近(不接觸,且未發(fā)生放電現(xiàn)象)時(shí),下列說法中正確的是( )
A.B端感應(yīng)電荷越來越多
B.導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)越來越大
C.導(dǎo)體的感應(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)
D.導(dǎo)體感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)相等
解析:絕緣導(dǎo)體移近帶負(fù)電的小球P時(shí),導(dǎo)體中自由電子受到帶負(fù)電小球P的電場(chǎng)作用變大,使自由電子不斷地向B端移動(dòng),A、B兩端感應(yīng)電荷不斷增多,故A選項(xiàng)正確.
由于AB緩慢移動(dòng),導(dǎo)體處于靜電平衡是在很短時(shí)間內(nèi)完成的,緩慢移動(dòng)過程中各個(gè)狀態(tài),帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場(chǎng)和導(dǎo)體AB上感應(yīng)電荷的電場(chǎng)疊加的結(jié)果均會(huì)使導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)總等于零,故B項(xiàng)錯(cuò)誤.M點(diǎn)距小球P近,由 可知,小球P在M點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng),而導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,那么感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng),故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:AC
9.如圖,把一個(gè)不帶電的枕型導(dǎo)體靠近帶正電的小球,由于靜電感應(yīng),在a、b兩端分別出現(xiàn)負(fù)、正電荷,則以下說法正確的是( )
A.閉合開關(guān)S1,有電子從枕型導(dǎo)體流向大地
B.閉合開關(guān)S2,有電子從枕型導(dǎo)體流向大地
C.閉合開關(guān)S1,有電子從大地流向枕型導(dǎo)體
D.閉合開關(guān)S2,沒有電子通過開關(guān)S2
解析:在S1S2都閉合前,對(duì)枕型導(dǎo)體,它的電荷是守恒的,a、b出現(xiàn)負(fù)、正電荷等量,當(dāng)閉合開關(guān)S1、S2中的任何一個(gè)以后,便把大地與導(dǎo)體連通,使大地也參與了電荷轉(zhuǎn)移,因此,導(dǎo)體本身的電荷不再守恒,而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒,由于靜電感應(yīng),a端仍為負(fù)電荷,大地遠(yuǎn)處應(yīng)感應(yīng)出正電荷,因此無論閉合開關(guān)S1還是開關(guān)S2,都應(yīng)有電子從大地流向?qū)w,故C選項(xiàng)正確.
答案:C
10.如圖所示,接地的金屬板右側(cè)有固定的點(diǎn)電荷+Q,a、b點(diǎn)是金屬板右側(cè)表面上的兩點(diǎn),其中a到+Q的距離較小,下列說法正確的是( )
A.由于靜電感應(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電,左側(cè)表面帶正電
B.由于靜電感應(yīng),金屬板右側(cè)表面帶負(fù)電,左側(cè)表面不帶電
C.整個(gè)導(dǎo)體,包括表面上的a、b點(diǎn),是一個(gè)等勢(shì)體,且電勢(shì)等于零
D.a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,且a,b兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向相同,但a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)比b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)要大一些
解析:金屬板若不接地,右側(cè)表面將有感應(yīng)的負(fù)電荷,左側(cè)表面將有感應(yīng)的正電荷,現(xiàn)金屬板左側(cè)接地,金屬板與地球形成了一個(gè)的導(dǎo)體,金屬板相當(dāng)于近端,而地球相當(dāng)于遠(yuǎn)端,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤,B選項(xiàng)正確,由處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點(diǎn)可知,a、b等勢(shì),接地后電勢(shì)等于零,故C選項(xiàng)正確;金屬板是一個(gè)等勢(shì)體,電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面,所以a、b兩端的場(chǎng)強(qiáng)方向相同.由a距+Q較近,b距+Q較遠(yuǎn),a處的電場(chǎng)線較密集,故a處的場(chǎng)強(qiáng)比b處的場(chǎng)強(qiáng)要大些,D選項(xiàng)正確.
答案:BCD
11.在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電荷量分別為-Q和+2Q,相距2l,如果在兩個(gè)點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r(r?l)的空心金屬球,且球心位于O點(diǎn),如圖所示,則球殼上的感應(yīng)電荷在O處的場(chǎng)強(qiáng)的大小為多少?方向如何?
解析:球殼上感應(yīng)電荷在球心O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E′,A、B處的點(diǎn)電荷在D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為E,當(dāng)球殼處于靜電平衡狀時(shí)E=E′,方向相反, 方向向左.所以E′= 方向水平向右.
12.在開口的絕緣金屬殼A的內(nèi)部有一帶正電的小球Q,球殼外用絕緣線吊有一帶負(fù)電的小球B,如圖所示,在下列四種情況中,B球受到A的作用力嗎?若受A的作用,是吸引力還是排斥力?
(1)Q不跟A接觸,如圖(a)所示.
(2)Q跟A接觸,如圖(b)所示.
(3)Q不跟A接觸,但A接地,如圖(c)所示.
(4)Q不跟A接觸,A先接地然后斷開,再取走Q.
答案:(1)B球受到A的吸引力而向右偏
(2)B球受到吸引力而向右偏
(3)B球不受A的作用力
(4)B球受到排斥力向左偏
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