《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》知識要點和常見題型

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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體接觸或用導(dǎo)線連接時，就可把它們看作是一個大導(dǎo)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(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界影響，如圖1 7-2甲所示.(2) 接地導(dǎo)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(dǎo)體球殼表面上感應(yīng)電荷在空腔內(nèi)的

2、合場強為零，達到靜電平衡狀態(tài)，對內(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，夕卜 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(dǎo)體【例1】如圖所示，片圖1 7 導(dǎo)體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空4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()B. Ea+ EbC. |Ea Eb|D .以上說法都不對答案 D解析 當帶電導(dǎo)體球周圍無其他導(dǎo)體或帶電體存在時， 導(dǎo)

3、體球上的電荷將均 勻分布在導(dǎo)體球表面.根據(jù)題意，均勻分布在導(dǎo)體球上的電荷在 P點產(chǎn)生的場強 為Ea,當把點電荷放在B點后，雖然導(dǎo)體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感 應(yīng)，導(dǎo)體球上的電荷將重新分布，直到達到靜電平衡.這時，導(dǎo)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(dǎo)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

4、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1 7 4所示，說法正確的有（）A. A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B. A的位置不變，B往右偏離豎直方向C. A往左偏離豎直方向，B的位置不變D. A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(xí)】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

5、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(dǎo)電纖維2. 下圖中P是一個帶電體，N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1 7- 5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（）A. A、B兩點場強均為零B. EaEbEcC. 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D. B點場強方向指向球心4. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)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

6、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(dǎo)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(dǎo)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跟A接觸C. 用絕緣導(dǎo)線把驗電器跟取電棒的導(dǎo)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(dǎo)體的特點是什么？空腔導(dǎo)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(dǎo)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

7、強，貝U ()A .當+ Q在球殼中央時，Ep= 0B. 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，Ep= 0D.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 的導(dǎo)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

8、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)生屏蔽，球殼內(nèi)部沒有電場線.方法點撥導(dǎo)電體放在導(dǎo)體內(nèi)部，導(dǎo)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(dǎo)體外部，靠近導(dǎo)體處感應(yīng)出異種電荷，根據(jù) 電荷守恒定律，遠離導(dǎo)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

9、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. 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（）A. Ea最大B. Eb最大C. Ec 最大D . Ea= Eb= Ec3. 如圖2所示，C+）a* 駅 xi+J | 丄-圖2把一個架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在正電荷形成的電場中.導(dǎo)體處于靜電 平衡時，下列說法正確的是（）A、B兩點場強相等，且都為零6 / 11A. A、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

10、上，則 A、C兩點場強方向相同.4. 答案 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零(2) 導(dǎo)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(dǎo)體的外表面上，電荷在導(dǎo)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(dǎo)體，可視為導(dǎo)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

11、 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(dǎo)體內(nèi)部合場強為零，所以 A 選項正確當電 鍵閉合， 導(dǎo)體和大地是一個整體， 導(dǎo)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 所帶的一Q正好中和，使外表面不帶電，實際上是 M所帶一Q被吸引至內(nèi)表面， 所以金屬球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

12、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 A7. 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(dǎo)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(dǎo)線連接為一個導(dǎo)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a-d的電流10 答案 (1)0.02 s (2)2.5 W-4 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2為全部吸收煙塵所受靜電力為 F二qU/L, L二琉=嘉=2U-L0.02 s(2) 由于板間