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《静电现象的应用》知识要点和常见题型.pdf
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《静电现象的应用》知识要点和常见题型
第七节 静电现象的应用
【知识要点】
要点一 处理静电平衡的“观点”
1.远近观
“远近观”是指处于静电平衡状态的导体,离场电荷较近和较远的两端将感应
出等量的异种电荷,而导体的中间部分可认为无感应电荷产生.
2.整体观
“整体观”是指把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时,就可
把它们看作是一个大导体,再用“远近观”判断它们的带电情况.
要点二 静电平衡两种情况的实现方法和其本质是什么?
1.两种情况
(1)导体内空腔不受外界影响,如图 1-7-2 甲所示.
(2)接地导体空腔外部不受内部电荷影响,如图乙所示.
图1-7-2
2.实现过程
(1)如图甲,因场源电荷产生的电场与导体球壳表面上感应电荷在空腔内的合
场强为零,达到静电平衡状态,对内实现了屏蔽.
(2)如图乙,当空腔外部接地时,外表面的感应电荷将因接地传给地球,外部
电场消失,对外起到屏蔽作用.
3.本质:静电感应与静电平衡.
【例题分析】
一、静电平衡下的导体
【例 1】 如图所示,
图 1-7-一导体球
A
带有正电荷,当只有它存在时,它在空间
P 点产生的电场强度的大小为
E
A
.在
A
球球心与
P
点连线上
有一带负电的点电荷
B
,当只有它存在时,它在空间 P 点产生的电场强度大小为
E
B
.当 A、
B
同时存在时,根据场强叠加原理,
P
点的场强大小应为( )
《静电现象的应用》知识要点和常见题型
A.E
B
B.E
A
+
E
B
C.|E
A
-
E
B
| D.以上说法都不对
答案 D
解析 当带电导体球周围无其他导体或带电体存在时 ,导体球上的电荷将均
匀分布在导体球表面.根据题意,均匀分布在导体球上的电荷在 P 点产生的场强
为 E
A
,当把点电荷放在 B 点后,虽然导体球所带的总电荷量未变,但因静电感应,
导体球上的电荷将重新分布,直到达到静电平衡.这时,导体球上的电荷在 P 点产
生的场强 E
A
′不等于 E
A
.由于点电荷不涉及电荷如何分布的问题,它在 P 点产生
的场强与周围是否存在其他电荷无关,所以仍为 E
B
,当点电荷与导体球 A 同时
存在时,P 点的场强应由 E
A
′与 E
B
叠加而成,而不是由
E
A
与
E
B
叠加,这样就能立
即断定 A、B、C 三个选项都是不对的.
二、静电平衡
【例 2】 将悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的金属
图 1-7-4
空心球 C 内(不和球壁接触),另有一个悬挂在细线上的带负电的小球 B 向 C
靠近,如图1-7-4 所示,说法正确的有( )
A.A 往左偏离竖直方向,
B
往右偏离竖直方向
B.A 的位置不变,B 往右偏离竖直方向
C.
A
往左偏离竖直方向,
B
的位置不变
D.
A
和 B 的位置都不变
答案 B
解析 带正电的小球
A
放在不带电的空心球 C 内,通过静电感应,空心球外
壳带正电,内壁带负电.因此,金属空心球
C
和带电小球 B 带异种电荷,所以
B
受
C
球的吸引往右偏离竖直方向.而由于空心球 C 能屏蔽小球 B 所产生的外部电
场,使小球
A
不受外电场的作用,所以
A
的位置不变.
【对点练习】
1.下列措施中,属于防止静电危害的是( )
《静电现象的应用》知识要点和常见题型
A.油罐车后有一条拖在地上的铁链条
B.小汽车上有一根露在车面上的小天线
C.在印染厂中保持适当的湿度
D.在地毯上夹杂 0.05~0.07 mm 的不锈钢丝导电纤维
2.下图中 P 是一个带电体,N 是一个不带电的金属空腔,在哪些情况下,放在
绝缘板上的小纸屑(图中
S
)不会被吸引( )
3.如图1-7-5 所示,
图 1-7-5
在球壳内部球心放置带电荷量+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.
E
A
>
E
B
>E
C
C.如果
A
、
C
和球心在一条直线上,则 A、C 两点的场强方向相同
D.B 点场强方向指向球心
4.处于静电平衡状态的导体的特点是什么?
【常见题型】
题型一 静电现象的应用
在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器 A 和一个带正电荷的空腔导体
B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是( )
A.用取电棒(带绝缘柄的导体棒)先跟 B 的内壁接触一下后再跟
A
接触
B.用取电棒先跟 B 的外壁接触一下后再跟 A 接触
C.用绝缘导线把验电器跟取电棒的导体部分相连,再把取电棒与
B
的内壁接
触
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