一、靜電平衡
1.靜電平衡:導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再發(fā)生定向移動的狀態(tài).
2.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,其內(nèi)部的電場強度處處為0.
3.導(dǎo)體上電荷的分布:
(1)導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面.
(2)在導(dǎo)體外表面,越尖銳的位置,電荷的密度(單位面積的電荷量)越大,凹陷的位置幾乎沒有電荷.
二、尖端放電
1.空氣的電離:導(dǎo)體尖端電荷密度很大,附近的電場很強,強電場作用下的帶電粒子劇烈運動,并與空氣分子碰撞從而使空氣分子中的正負電荷分離的現(xiàn)象.
2.尖端放電:與導(dǎo)體尖端的電荷符號相反的粒子,由于被吸引,而與尖端上電荷中和,相當于導(dǎo)體從尖端失去電荷的現(xiàn)象.
尖端放電的應(yīng)用與防止:
(1)應(yīng)用:避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施.
(2)防止:高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量光滑會減少電能的損失.
三、靜電屏蔽
靜電平衡時,空腔導(dǎo)體內(nèi)表面沒有電荷,導(dǎo)體殼內(nèi)空腔里的電場強度為0.外電場對殼(網(wǎng))內(nèi)的儀器不會產(chǎn)生影響的作用叫作靜電屏蔽.
靜電屏蔽的應(yīng)用:電學(xué)儀器外面有金屬殼、野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線與大地相連.
四、靜電吸附
1.靜電吸附:在電場中,帶電粒子在靜電力作用下,向著電極運動,最后被吸附在電極上的現(xiàn)象.
2.靜電除塵:當空氣中的塵埃帶電時,在靜電力作用下,塵埃到達電極而被收集起來的過程.
3.靜電噴漆:接負高壓的涂料霧化器噴出的油漆微粒帶負電,在靜電力作用下,向作為正極的工件運動,并沉積在工件表面.
4.靜電復(fù)?。簭?fù)印機應(yīng)用了靜電吸附的原理,復(fù)印機的有機光導(dǎo)體鼓表面涂覆有機光導(dǎo)體(OPC),無光照時,OPC是絕緣體,受光照時變成導(dǎo)體.
技巧點撥
一、靜電平衡
1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強為零的本質(zhì)是外電場E0和感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場E′的合場強為0,即E0=-E′.
2.孤立的帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強為0的本質(zhì)是分布在導(dǎo)體外表面的電荷在導(dǎo)體內(nèi)部的合場強為0.
3.靜電平衡時,導(dǎo)體上的電荷分布規(guī)律:
(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體外表面,內(nèi)部沒有凈電荷.
(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端,電性相反,電荷量相等,近異遠同,如圖甲所示.
(3)凈電荷在導(dǎo)體外表面的分布不均勻,一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集,如圖乙所示.
甲 乙
二、尖端放電 靜電屏蔽
1.靜電屏蔽的實質(zhì)
靜電屏蔽的實質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,使金屬殼內(nèi)感應(yīng)電荷的電場和外加電場矢量和為零,好像是金屬殼將外電場“擋”在外面,即所謂的屏蔽作用,其實是殼內(nèi)兩種電場并存,矢量和為零.
2.靜電屏蔽的兩種情況
例題精練
1.(茂名模擬)為了減少污染,工業(yè)廢氣需用靜電除塵器除塵,某除塵裝置如圖所示,其收塵極為金屬圓筒,電暈極位于圓筒中心.當兩極接上高壓電源時,電暈極附近會形成很強的電場使空氣電離,廢氣中的塵埃吸附離子后在電場力的作用下向收塵極運動并沉積,以達到除塵目的.假設(shè)塵埃向收塵極運動過程中所帶電量不變,下列判斷正確的是( )
A.金屬圓筒內(nèi)場強處處為零
B.金屬圓筒內(nèi)越靠近收塵極電勢越低
C.帶電塵埃向收塵極運動過程中電勢能越來越大
D.帶電塵埃向收塵極運動過程中受到的電場力越來越小
【分析】沿電場線電勢降低;電場力做正功,電勢能減??;場強越小,電場力越小。
【解答】解:AB.根據(jù)圖象信息可知除塵器內(nèi)電場在水平面上的分布類似于負點電荷電場,電場線方向由收塵極指向電暈極,逆電場線方向,電勢變高,故越靠近收塵極,電勢越高,故AB錯誤;
C.塵埃帶負電后受電場力作用向收塵極運動,電場力做正功,電勢能越來越小,故C錯誤;
D.離電暈極越遠,場強越小,塵埃帶電量不變,電場力越小,故D正確.
故選:D。
【點評】本題考查了電學(xué)知識在生活中的應(yīng)用,考查知識點針對性強,難度較小,考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。
2.(海淀區(qū)二模)如圖所示,先用金屬網(wǎng)把不帶電的驗電器罩起來,再使帶正電金屬球靠近金屬網(wǎng)。下列說法中正確的是( )
A.驗電器的箔片會張開
B.金屬網(wǎng)外表面帶負電荷,內(nèi)表面帶正電荷
C.金屬網(wǎng)罩內(nèi)部電場強度為零
D.金屬網(wǎng)的電勢比驗電器箔片的電勢高
【分析】明確靜電平衡的現(xiàn)象,知道處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,內(nèi)部場強處處為零,電荷只分布在導(dǎo)體的表面。
【解答】解:ACD、用金屬網(wǎng)把驗電器罩起來,再使帶電金屬球靠近驗電器,金屬網(wǎng)以及內(nèi)部處于靜電平衡狀態(tài),整個導(dǎo)體是等勢體,且內(nèi)部的場強處處為零,箔片不張開,故C正確,AD錯誤;
B、金屬網(wǎng)罩外表面靠近帶正電金屬球的一端帶負電,金屬網(wǎng)罩外表面遠離帶正電金屬球的一端帶正電,金屬網(wǎng)罩內(nèi)表面不帶電,故B錯誤;
故選:C。
【點評】靜電屏蔽在我們生活中有許多應(yīng)用。例如,遇到雷雨天,行進中的汽車要關(guān)閉所有車窗,就算車體遭到雷擊,車內(nèi)人員通常也不會受傷。電視閉路線芯外通常包有一層金屬網(wǎng)和錫紙,等等。所以我們要學(xué)會基本常識,提高我們的很生活質(zhì)量。
隨堂練習(xí)
1.(房山區(qū)一模)如圖所示,一個原來不帶電的空心金屬球,放在絕緣支架上,右側(cè)放一個電荷量為+Q的點電荷。達到靜電平衡后,下列說法正確的是( )
A.空心金屬球的左側(cè)感應(yīng)出負電荷,右側(cè)感應(yīng)出正電荷
B.空心金屬球最左側(cè)表面的電勢等于最右側(cè)表面的電勢
C.點電荷Q在空心金屬球內(nèi)產(chǎn)生的電場強度處處為零
D.空心金屬球內(nèi)只有球心處電場強度為零
【分析】金屬球在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致金屬球上的電荷重新分布,最后整個導(dǎo)體是一個等勢體。在金屬球內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,該電場與點電荷的電場疊加,當疊加后電場為零時,電荷不再做定向移動。由于靜電平衡,球內(nèi)的合場強為零,即電荷Q和球面上感應(yīng)電荷在球內(nèi)產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反,最后依據(jù)真空中點電荷間的庫侖定律分析即可。
【解答】解:A、靜電感應(yīng)導(dǎo)致金屬球的電荷重新分布,結(jié)合同號電荷相互排斥,異號電荷相互吸引可知,金屬球達到靜電平衡后左側(cè)帶正電荷,右側(cè)帶負電荷,故A錯誤;
B、金屬球達到靜電平衡后是等勢體,所以金屬球最左側(cè)表面的電勢等于最右側(cè)表面的電勢,故B正確;
CD、感應(yīng)電荷在金屬球球內(nèi)產(chǎn)生的電場場強與+Q的點電荷在此處的電場場強大小相等,方向相反,合電場強度為零,點電荷產(chǎn)生的電場強度不為零,故CD錯誤。
故選:B。
【點評】考查靜電平衡的內(nèi)容,掌握點電荷的電場強度公式,關(guān)鍵要掌握靜電平衡狀態(tài)的特點:處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,并能理解場強為零的原因,注意庫侖定律的成立條件。
2.(瑤海區(qū)月考)處于靜電平衡中的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零的原因是( )
A.導(dǎo)體內(nèi)部無任何電場
B.所有感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的合電場強度為零
C.外電場和感應(yīng)電荷電場在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的結(jié)果為零
D.外電場不能進入導(dǎo)體內(nèi)部
【分析】處在電場中的導(dǎo)體,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布.因此在導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,該電場與原電場疊加,只有疊加后電場為零時,電荷才不會再移動.此時導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0,這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。
【解答】解:導(dǎo)體處在電場中出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,當達到靜電平衡狀態(tài)時,在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點,感應(yīng)電荷產(chǎn)生場強與外場強大小相等,方向相反,此時導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0;故ABD錯誤,C正確;
故選:C。
【點評】本題主要考查了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道導(dǎo)體內(nèi)部電場強度處處為零是由于感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強與外場強大小相等,方向為零,合場強為零即可。
3.(楊浦區(qū)二模)如圖,靜電除塵器由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成.A接到高壓電源的正極,B接到高壓電源的負極,B附近的空氣分子被電離成為電子和正離子,電子碰到煙氣中的煤粉,使其帶負電,并被吸附到A上.由此可得,靜電除塵是( )
A.對靜電的利用.離B越近,場強越大
B.對靜電的利用.離B越近,場強越小
C.對靜電的防范.離B越近,場強越大
D.對靜電的防范.離B越近,場強越小
【分析】電極A、B間接高電壓后,它們之間產(chǎn)生了很強的電場,氣體分子被電離成為電子和正離子,電子較輕,容易被粉塵吸附,故粉塵帶負電,被正極A吸引,從而達到除塵的目的.
【解答】解:B接到高壓電源負極,A接正極,電極截面如圖所示,由電場線可判斷越靠近B場強越強;粉塵吸附電子后帶負電,因此向正極A運動,最后煤粉將被吸附到A極上;這屬于靜電的應(yīng)用,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
【點評】本題涉及靜電除塵的原理,關(guān)鍵是電子容易被吸附到灰塵上,故灰塵會吸附帶帶正電的A上.
綜合練習(xí)
一.選擇題(共24小題)
1.(蚌埠期末)矩形金屬導(dǎo)體處于正點電荷Q產(chǎn)生的電場中,靜電平衡時,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導(dǎo)體內(nèi)的電場線正確的是( )
A.B.
C.D.
【分析】導(dǎo)體在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布.因此在導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,該電場與點電荷的電場疊加,只有疊加后電場為零時,電荷才不會再做定向移動,此時導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0,這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。
【解答】解:導(dǎo)體處于靜電平衡時,導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導(dǎo)體內(nèi)部同場源電荷Q產(chǎn)生的場大小相同,方向相反,故B正確,ACD錯誤。
故選:B。
【點評】處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,凈電荷全部分布在表面,且導(dǎo)體是等勢體。
2.(興寧區(qū)校級期末)如圖所示,一個枕形導(dǎo)體AB原來不帶電,將它放在一個負點電荷的電場中,點電荷的電荷量為Q,與AB中心O點的距離為R。由于靜電感應(yīng),在導(dǎo)體A、B兩端分別出現(xiàn)感應(yīng)電荷。當達到靜電平衡時,說法正確的是( )
A.導(dǎo)體A端電勢低于B端電勢
B.將一個正電荷從B點沿著枕形導(dǎo)體表面移動到A點,正電荷受到的靜電力做負功
C.導(dǎo)體中心O點的場強為,方向水平向右
D.枕形導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷在O點產(chǎn)生感應(yīng)電場強度,方向水平向左
【分析】當放在電場中的導(dǎo)體達到靜電平衡時,導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體表面是等勢面,導(dǎo)體內(nèi)部各點的場強為零,即各點的感應(yīng)電荷的電場與外界電場都是等大反向的關(guān)系。
【解答】解:AB、當達到靜電平衡時,導(dǎo)體是等勢體,故導(dǎo)體A端電勢等于B端電勢,將一個正電荷從B點沿著枕形導(dǎo)體表面移動到A點,靜電力不做功,故AB錯誤;
C、當達到靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部各點場強處處為零,故導(dǎo)體中心O點的場強為0,故C錯誤;
D、導(dǎo)體內(nèi)部各點的合場強為零,則導(dǎo)體中心O點的場強為零,故感應(yīng)電荷在O點的產(chǎn)生場強與點電荷﹣Q在O點的場強等大反向,大小為,方向向左,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查了靜電場中的導(dǎo)體。達到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體上的電勢處處相等,這是解決本題的關(guān)鍵的地方,對于靜電平衡的特點一定要熟悉。
3.(陽泉期末)如圖所示,一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放一個電荷量為+Q的點電荷,點電荷到金屬球的球心距離為3r。達到靜電平衡后,下列說法正確的是( )
A.金屬球的左側(cè)感應(yīng)出負電荷,右側(cè)感應(yīng)出正電荷
B.點電荷Q在金屬球內(nèi)產(chǎn)生的電場的場強處處為零
C.金屬球最左側(cè)表面的電勢等于最右側(cè)表面的電勢
D.感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場場強大小為零
【分析】金屬球在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致金屬球上的電荷重新分布,最后整個導(dǎo)體是一個等勢體。在金屬球內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,該電場與點電荷的電場疊加,當疊加后電場為零時,電荷不再做定向移動。由于靜電平衡,O點的合場強為零,即電荷Q和球面上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反,最后依據(jù)真空中點電荷間的庫侖定律分析即可。
【解答】解:A、靜電感應(yīng)導(dǎo)致金屬球的電荷重新分布,結(jié)合同號電荷相互排斥,異號電荷相互吸引可知,金屬球達到靜電平衡后左側(cè)帶正電荷,右側(cè)帶負電荷,故A錯誤;
B、金屬球內(nèi)部,點電荷產(chǎn)生的電場強度不為零,故B錯誤;
C、金屬球達到靜電平衡后是等勢體,所以金屬球最左側(cè)表面的電勢等于最右側(cè)表面的電勢,故C正確;
D、感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場場強與+Q的點電荷在此處的電場場強大小相等,方向相反,合電場強度為零,因此感應(yīng)電荷在金屬球球心處產(chǎn)生的電場場強大小為,故D錯誤。
故選:C。
【點評】考查靜電平衡的內(nèi)容,掌握點電荷的電場強度公式,關(guān)鍵要掌握靜電平衡狀態(tài)的特點:處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,并能理解場強為零的原因,注意庫侖定律的成立條件。
4.(瑤海區(qū)月考)一金屬球,原來不帶電,現(xiàn)沿球直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN,如圖所示,金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點的場強大小分別為Ea、Eb、Ec,三者相比,則( )
A.Ea最小B.Eb最大C.Ec最小D.Ea>Eb>Ec
【分析】靜電平衡后,金屬球內(nèi)的合電場強度處處為零,則金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場與帶電的細桿MN產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反,相互抵消,根據(jù)帶電的細桿MN在abc三點產(chǎn)生的電場強度大小,判斷金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在a、b、c三點的電場強度大小關(guān)系。
【解答】解:靜電平衡后,金屬球內(nèi)的合電場強度處處為零,金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場與帶電的細桿MN產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反,相互抵消。
c點離帶電的細桿MN最近,帶電的細桿MN在c點處產(chǎn)生的電場強度最大,則金屬球上感應(yīng)電荷在c點處產(chǎn)生的電場強度最大,即Ec最大,
而a點離帶電的細桿MN最遠,帶電的細桿MN在a點處產(chǎn)生的電場強度最小,則金屬球上感應(yīng)電荷在a點處產(chǎn)生的電場強度最小,即Ea最小,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
【點評】本題靜電感應(yīng)問題,抓住靜電平衡導(dǎo)體的特點是關(guān)鍵,要注意金屬球內(nèi)電場強度為零是指合電場強度為零,同時理解電場強度具有矢量性,及矢量的合成法則內(nèi)容。
5.(瑤海區(qū)月考)如圖所示,甲、乙都是裝在絕緣柄上的導(dǎo)體,甲帶正電后靠近乙,發(fā)生靜電感應(yīng)。若取大地電勢為零,則( )
A.導(dǎo)體乙上任意一點的電勢都是零
B.導(dǎo)體乙上右邊電勢為正,左邊電勢為負
C.導(dǎo)體乙上任意兩點的電勢差都是零
D.導(dǎo)體乙表面的場強均為零
【分析】導(dǎo)體在電場中處于靜電平衡后,整個導(dǎo)體是個等勢體.正電荷產(chǎn)生的電場是發(fā)散的電場,沿著電場線電勢要降低。
【解答】解:ABC、把一個在絕緣支架上不帶電的導(dǎo)體乙放在帶正電的導(dǎo)體甲附近,達到靜電平衡后,導(dǎo)體乙是個等勢體,則導(dǎo)體乙上任意一點的電勢都相等,即任意兩點的電勢差都是零。故C正確,B錯誤。取大地電勢為零,(等效于無窮遠處的電勢為零),由于沿著電場線電勢降低,故導(dǎo)體乙上任意一點的電勢都大于零,故A錯誤。
D、導(dǎo)體乙處于靜電平衡時內(nèi)部電場強度處處為零,表面處的電場強度不為零。故D錯誤。
故選:C。
【點評】這是一道考查靜電平衡中的導(dǎo)體的基礎(chǔ)題,電場中的處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體上電勢處處相同,導(dǎo)體處于靜電平衡時內(nèi)部電場強度處處為零,表面處的電場強度不為零。
6.(上海模擬)以下說法中不正確的是( )
A.印刷廠里,紙頁之間的摩擦起電會使紙頁粘在一起
B.干凈的人造纖維服裝,穿不了多大工夫就會蒙上一層灰塵,是由于靜電吸引塵埃的緣故
C.在地毯上行走的人,與地毯摩擦過多,當他伸手拉金屬門把手時,會產(chǎn)生火花放電,嚴重時會使他痙攣
D.油罐車有一條拖在地上的鐵鏈,這根鐵鏈是油罐車的標記,沒有其他作用
【分析】根據(jù)靜電能吸引輕小物體的性質(zhì),人造纖維服裝會由于摩擦產(chǎn)生靜電,產(chǎn)生靜電后會吸引灰塵;印刷廠里,紙頁之間的摩擦起電會使紙頁粘在一起,所以在印刷時需要消除靜電;靜電的主要危害是放電火花,如油罐車運油時,因為油與金屬的振蕩摩擦,會產(chǎn)生靜電的積累,達到一定程度產(chǎn)生火花放電,容易引爆燃油,引起事故,所以要用一根鐵鏈拖到地上,以導(dǎo)走產(chǎn)生的靜電。
【解答】解:A、印刷廠里,紙頁之間的摩擦起電會使紙頁粘在一起,所以在印刷時需要消除靜電,故A正確,不符合題意;
B、人造纖維服裝會由于摩擦產(chǎn)生靜電,產(chǎn)生靜電后會吸引灰塵,故穿不了多大工夫就會蒙上一層灰塵,故B正確,不符合題意;
C.在地毯上行走的人,與地毯摩擦過多會產(chǎn)生靜電,積累大量的電荷,當他伸手拉金屬門把手時,就會產(chǎn)生火花放電,嚴重時會使他痙攣,故C正確,不符合題意;
D、油罐車有一條拖在地上的鐵鏈,這根鐵鏈不是油罐車的標記,而是為了防止靜電,通過鐵鏈把靜電傳導(dǎo)到地面,故D錯誤,符合題意。
本題ABC選項正確,D選項錯誤,本題要求選不正確項,
故選:D。
【點評】本題考查靜電的利用和靜電危害的防止,要求學(xué)生將已學(xué)知識應(yīng)用于日常生活場景的分析,注重考查學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。
7.(涼州區(qū)校級月考)如圖所示為某靜電除塵器的工作原理圖,根據(jù)此圖請判斷以下說法正確的是( )
A.集塵盤負極吸附大量粉塵的原因是粉塵帶上了正電
B.離子發(fā)生器的作用是在空氣經(jīng)過時使其中的粉塵帶上負電
C.若預(yù)過濾網(wǎng)破裂,不影響除塵器的除塵效果
D.該除塵器能有效去除空氣中的有毒氣體
【分析】利用原理圖結(jié)合靜電感應(yīng)內(nèi)容理解靜電除塵器的工作原理:離子發(fā)生器的作用是在空氣經(jīng)過時使其中的粉塵帶上正電荷,集塵盤帶負電,粉塵帶正電,異種電荷相互吸引,大量粉塵被吸附在集電盤上,達到除塵效果,該除塵器只能吸附粉塵,無法去除有毒氣體。
【解答】解:A、集塵盤帶負電,粉塵帶正電,異種電荷相互吸引,大量粉塵被吸附在集塵盤上,故A正確;
B、根據(jù)靜電感應(yīng)原理,離子發(fā)生器的作用是在空氣經(jīng)過時使其中的粉塵帶上正電荷,故B錯誤;
C、預(yù)過濾網(wǎng)能過濾掉大顆粒粉塵,若預(yù)過濾網(wǎng)破裂,影響除塵器的除塵效果,故C錯誤;
D、該除塵器不能使有毒氣體帶電,不能去除空氣中的有毒氣體,D錯誤。
故選:A。
【點評】本題考查靜電除塵器原理,要求學(xué)生在掌握靜電感應(yīng)知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合題目給出的原理圖,分析靜電除塵器的原理,對學(xué)生的創(chuàng)新探究能力和分析能力有一定要求。
8.(瀘縣校級期中)如圖所示,在一個不帶電的與外界絕緣的導(dǎo)體兩端分別設(shè)置兩個開關(guān)S1和S2,當帶正電的小球靠近a端時,下列說法正確的是( )
A.由于靜電感應(yīng),a端會出現(xiàn)正電荷
B.由于靜電感應(yīng),a端會出現(xiàn)負電荷
C.只閉合S1,小球會受到導(dǎo)體的排斥力
D.只閉合S2,小球會受到導(dǎo)體的排斥力
【分析】在外界電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子會發(fā)生自由移動,從而使導(dǎo)體的兩端帶上等量的異種電荷;導(dǎo)體處在正電荷的電場中,處于靜電平衡狀態(tài),是個等勢體,且電勢高于大地電勢,自由電子從低電勢向高電勢運動。
【解答】解:AB、導(dǎo)體原來不帶電,在外界正電荷的作用下,導(dǎo)體中的自由電子向a端移動,使a端有了多余的電子而帶負電,b端缺少自由電子而帶正電,故A錯誤,B正確;
CD、導(dǎo)體處在正電荷的電場中,處于靜電平衡狀態(tài),是一個等勢體,且電勢高于大地電勢,所以無論是只閉合S1還是S2,都有自由電子從大地流向?qū)w,最終導(dǎo)體有多余電子而帶負電荷,所以小球會受到導(dǎo)體的吸引力,故CD錯誤。
故選:B。
【點評】導(dǎo)體中的正電荷不會發(fā)生定向移動,都是自由電子發(fā)生的定向移動。且在電場力作用下,負電荷從低電勢向高電勢運動。
9.(蘭州期中)下列關(guān)于靜電的利用和防止的說法中,錯誤的有( )
A.避雷針的使用是為了防止靜電產(chǎn)生的危害
B.靜電噴涂屬于靜電技術(shù)的利用
C.靜電除塵是為了防止靜電產(chǎn)生的危害
D.在生產(chǎn)煙花炮竹的車間要保持一定的濕度是為了防止靜電引發(fā)事故
【分析】明確靜電屏蔽現(xiàn)象,同時注意靜電的防止和應(yīng)用規(guī)律,并且明確靜電屏蔽在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
【解答】解:A、當打雷的時候,由于靜電的感應(yīng),在高大的建筑物頂端積累了很多的電荷,容易導(dǎo)致雷擊事故,所以在高大的建筑物頂端安裝避雷針可以把雷電引入地下,保護建筑物的安全,屬于靜電防止,故避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施,故A正確;
B、噴槍噴出的油漆微粒帶正電,因相互排斥而散開,形成霧狀,被噴涂的物體帶負電,對霧狀油漆產(chǎn)生引力,把油漆吸到表面,屬于靜電應(yīng)用,故B正確;
C、靜電除塵時除塵器中的空氣被電離,煙霧顆粒吸附電子而帶負電,顆粒向電源正極運動,屬于靜電應(yīng)用,故C錯誤;
D、在生產(chǎn)煙花炮竹的車間要保持一定的濕度是保持一定的濕度是為了使生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電及時導(dǎo)走,避免靜電產(chǎn)生危害,故D正確。
本題選擇錯誤的,
故選:C。
【點評】本題考查靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,要注意正確理解并知道生活中的現(xiàn)象采用的是靜電的利用還是防止。
10.(海淀區(qū)校級期中)如圖所示,把枕形導(dǎo)體AB放在帶正電的金屬小球C附近,將發(fā)生靜電感應(yīng),則下面的說法中哪項正確( )
A.導(dǎo)體兩端的電勢為UA<UB
B.導(dǎo)體兩端的電勢為UA=UB
C.小球C上的電荷在導(dǎo)體中O點的場強為零
D.導(dǎo)體AB上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中O點的場強為零
【分析】對于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部的電場都是由引起靜電感應(yīng)的電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場疊加而成,兩個電場強度的矢量和為0,導(dǎo)體的內(nèi)部沒有凈電荷,而且內(nèi)部的場強處處為0,就像外部沒有電場一樣,所以金屬罩對外部的電場能起到靜電屏蔽的作用.
【解答】解:AB、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體,內(nèi)部的場強處處為零,導(dǎo)體上各點的電勢都是相等的,故A錯誤,B正確;
C、小球C產(chǎn)生的電場在在導(dǎo)體內(nèi)仍然保持原來的大小與方向,即小球C上的電荷在導(dǎo)體中O點的場強不為零,故C錯誤;
D、靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部的電場都是由引起靜電感應(yīng)的電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場疊加而成,兩個電場強度的矢量和為0,所以導(dǎo)體AB上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中O點的場強也不為零,故D錯誤。
故選:B。
【點評】此題考查靜電平衡中的導(dǎo)體,電場中處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體上電勢處處相同.同時要知道點電荷產(chǎn)生的電場特點,以及電勢分布的特點.此題屬于基礎(chǔ)題.
11.(貴池區(qū)校級月考)如圖所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負電的小球P緩慢地靠近(不接觸時),下列說法中正確的是( )
A.導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越大
B.導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越小
C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N點產(chǎn)生的場強相等
D.B端的感應(yīng)電荷越來越多
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)的電荷的情況,從而可以判斷導(dǎo)體帶電的情況;
導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強處處為零,即感應(yīng)電荷的場強和帶電小球的場強等大、反向、共線.
【解答】解:AB、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強處處為零,故AB錯誤;
C、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強處處為零,即感應(yīng)電荷的場強和帶電小球P的場強等大、反向、共線,由于帶電小球在M點產(chǎn)生的場強大,故感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強也大,故C錯誤;
D、把絕緣導(dǎo)體AB向帶負電的小球P緩慢地靠近的過程中,靜電感應(yīng)越來越明顯,則A、B兩端的感應(yīng)電荷都越來越多,故D正確。
故選:D。
【點評】本題關(guān)鍵是:(1)明確靜電感應(yīng)現(xiàn)象及其實質(zhì);(2)明確處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部各點的場強為零;(3)明確電場強度的疊加原理.
12.(北碚區(qū)校級月考)如圖,帶正電的點電荷+Q旁有一接地的大金屬板,A為金屬板左側(cè)外表面的一點,B為金屬板內(nèi)部的一點,A、B兩點到點電荷的距離相等,圖中的E1方向垂直于金屬板向左,下列判斷正確的是( )
A.A點的合場強可能沿E2方向
B.感應(yīng)電荷在A、B兩點的場強相同
C.感應(yīng)電荷在A點的場強可能沿E1方向
D.感應(yīng)電荷在B點的場強方向沿E3方向
【分析】靜電感應(yīng),處于電場中的導(dǎo)體內(nèi)部電場為零,而外部電場,則由矢量的疊加而成,從而即可求解。
【解答】解:A、達到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的表面為等勢面,所以電場強度的方向垂直于導(dǎo)體的表面,所以A的合場強的方向不可能沿E2方向,故A錯誤;
D、達到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強為0,源電荷在B點場強方向與E3方向相反,則感應(yīng)電荷在B點的場強方向為E3方向,故D正確;
BC、源電荷在A點的電場強度的方向沿E2方向,達到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體靠近源電荷的表面的感應(yīng)電荷與引起感應(yīng)電荷的源電荷的電性相反,可知A點處的感應(yīng)電荷為負電荷,所以A處的合場強的方向應(yīng)垂直于導(dǎo)體表面指向?qū)w,根據(jù)矢量合成的平行四邊形定則可知,感應(yīng)電荷在A點的場強具有具有沿導(dǎo)體的表面向下的分量,所以感應(yīng)電荷的電場強度方向不可能沿E1方向,而且一定與E3方向不同,所以感應(yīng)電荷在A、B兩點的場強一定不相同,故BC錯誤。
故選:D。
【點評】考查靜電感應(yīng)中導(dǎo)體電勢處處相等,內(nèi)部電場強度為零,理解合電場強度求解的方法,掌握矢量合成法則。
13.(太原期中)“法拉第籠”是一個由金屬導(dǎo)體制成的籠子。將籠體與大地連通,當10萬伏的直流高壓輸送給放電桿,放電桿尖端距籠體10厘米時,出現(xiàn)放電火花,而籠內(nèi)的法拉第卻安然無恙。下列說法正確的是( )
A.籠體是一個等勢體,內(nèi)部任意兩點間電勢差為零
B.籠體上及其內(nèi)部任意位置的電場強度均為零
C.若將放電桿尖端與籠體接觸,法拉第會遭到電擊
D.若將籠體與大地斷開,法拉第會遭到電擊
【分析】如果將導(dǎo)體放在電場強度為E外的外電場中,導(dǎo)體內(nèi)的自由電子在電場力的作用下,會逆電場方向運動。這樣,導(dǎo)體的負電荷分布在一邊,正電荷分布在另一邊,這就是靜電感應(yīng)現(xiàn)象。由于導(dǎo)體內(nèi)電荷的重新分布,這些電荷在與外電場相反的方向形成另一電場,電場強度為E內(nèi)。根據(jù)場強疊加原理,導(dǎo)體內(nèi)的電場強度等于E外和E內(nèi)的疊加,等大反向的電場疊加而互相抵消,使得導(dǎo)體內(nèi)部總電場強度為零。當導(dǎo)體內(nèi)部總電場強度為零時,導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再移動。物理學(xué)中將導(dǎo)體中沒有電荷移動的狀態(tài)叫做靜電平衡。處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零。由此可推知,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。如果這個導(dǎo)體是中空的,當它達到靜電平衡時,內(nèi)部也將沒有電場。這樣,導(dǎo)體的外殼就會對它的內(nèi)部起到“保護”作用,使它的內(nèi)部不受外部電場的影響,這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。
【解答】解:A、達到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,即感應(yīng)電荷的附加電場與引起電磁感應(yīng)的電荷的電場的合場強為0,所以籠體是一個等勢體,內(nèi)部任意兩點間電勢差為零,故A正確;
B、籠體是一個等勢體,其內(nèi)部任意位置的電場強度為零,但籠體表面不光滑,籠體上某些區(qū)域的電場強度不為零,故B錯誤;
C、達到靜電平衡狀態(tài)的籠體能屏蔽外部的磁場,所以將放電桿尖端與籠體接觸,法拉第也不會遭到電擊,故C錯誤;
D、達到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,將籠體與大地斷開,法拉第也不會遭到電擊,故D錯誤。
故選:A。
【點評】靜電屏蔽:為了避免外界電場對儀器設(shè)備的影響,或者為了避免電器設(shè)備的電場對外界的影響,用一個空腔導(dǎo)體把外電場遮住,使其內(nèi)部不受影響,也不使電器設(shè)備對外界產(chǎn)生影響,這就叫做靜電屏蔽??涨粚?dǎo)體不接地的屏蔽為外屏蔽,空腔導(dǎo)體接地的屏蔽為內(nèi)屏蔽。在靜電平衡狀態(tài)下,不論是空心導(dǎo)體還是實心導(dǎo)體;不論導(dǎo)體本身帶電多少,或者導(dǎo)體是否處于外電場中,必定為等勢體,其內(nèi)部場強為零,這是靜電屏蔽的理論基礎(chǔ)。
14.(常州期中)某空腔導(dǎo)體置于電場后周圍的電場分布情況如右圖所示,圖中實線表示電場線,A、B、C、D、M為電場中的五個點,其中C、M分別為空腔導(dǎo)體內(nèi)、外表面的兩點,下列說法正確的是( )
A.電勢φC>φDB.電勢φC=φM
C.電場強度EA>EMD.電場強度EB>EM
【分析】達到靜電平衡的導(dǎo)體,其內(nèi)部場強均為零,電勢均相等,而在導(dǎo)體外部電場場強的大小取決于電場線的疏密程度,從而進行分析。
【解答】解:AB、當導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)時,其內(nèi)部場強為零,電勢均相等,故C、D、M三點電勢相等,故A錯誤,B正確;
CD、在導(dǎo)體外部,電場強度的大小取決于電場線的疏密程度,故此時A點場強與M點場強大小相同,并且大于B點場強,故C、D錯誤;
故選:B。
【點評】本題主要考查了考生關(guān)于達到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,其內(nèi)部場強和電勢的關(guān)系,同時還考查了電場線的疏密長度與電場強度的關(guān)系,難度較低。
15.(沙灣縣校級期中)帶正電的空心金屬球殼置于絕緣支架上,將4個原來不帶電的金屬小球按圖示位置放置,A球用絕緣輕繩豎直懸掛,B球接地,C球用導(dǎo)線與球殼內(nèi)部相連,D球與球殼內(nèi)部接觸。當達到靜電平衡時,下列說法正確的是( )
A.A球帶負電B.B球不帶電C.C球不帶電D.D球不帶電
【分析】達到靜電平衡狀態(tài)時,凈電荷由于靜電斥力作用,盡可能遠離,故分布在導(dǎo)體的外表面,A、B兩球通過靜電感應(yīng)進行分析,而C球通過接觸起電進行分析,D球由于在球殼內(nèi)部,與球殼變成了一個整體。
【解答】解:由于空心金屬球殼帶正電,并且這個裝置處于靜電平衡的狀態(tài);
A、由于靜電感應(yīng),A球右端帶負電,左端帶正電,整體不帶電,故A錯誤;
B、B球接地,由于靜電感應(yīng)的作用,B球帶負電,故B錯誤;
C、C球與球殼內(nèi)部相連,但C球在金屬外殼的外部,會帶上與球殼相同的電荷,故C錯誤;
D、D球在球殼的內(nèi)部,與球殼內(nèi)部接觸后變成了球殼內(nèi)部的一部分,故D球不帶電,故D正確;
故選:D。
【點評】本題主要考查了導(dǎo)體的靜電平衡狀態(tài),考生需要注意的是對于A球,由于靜電平衡雖然左端和右端都帶電了,但是整體不帶電,而B球由于接地,故與大地成為一個整體,故大地為遠端,小球B為近端,故小球B由于靜電感應(yīng)會帶電。
16.(蓮湖區(qū)校級月考)如圖所示,z>0的空間為真空,z≤0區(qū)域內(nèi)充滿無限大導(dǎo)體,A(0,0,h)處固定電荷量為+q的點電荷,靜電力常量為k,已知靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,則感應(yīng)電荷在(2h,h,﹣h)處形成的電場強度大小為( )
A.B.C. D.
【分析】運用庫侖定律可求出點電荷形成的場強,由于靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強處處相等,故感應(yīng)電荷在此處形成的場強與點電荷形成的場強大小相等,方向相反。
【解答】解:A點(0,0,h)與點(2h,h,﹣h)的距離可由兩點間距離公式求得,即:,則此時點電荷+q在點(2h,h,﹣h)形成的場強大小由庫侖定律可得:,
由于靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,故感應(yīng)電荷在點(2h,h,﹣h)形成的場強與點電荷在點(2h,h,﹣h)形成的場強大小相等,方向相反,故ABC錯誤,D正確;
故選:D。
【點評】本題主要考查了考生兩點間距離公式和庫侖定律的使用,由于導(dǎo)體處于靜電平衡的狀態(tài),故感應(yīng)電荷形成的場強與外部電荷形成的場強大小相等,方向相反,本題較為簡單。
17.(市中區(qū)校級月考)如圖所示,在A、D兩點放置電荷量分別為Q和2Q的正電荷,將一原來不帶電的金屬球的球心放置在AD的中點O處,球內(nèi)B、C兩點與O點等距離,A、B、O、C、D五點共線。設(shè)金屬球上感應(yīng)電荷在球內(nèi)B、O、C三點產(chǎn)生電場的場強大小分別為EB、EO、EC,則下列結(jié)論正確的是( )
A.EB最大B.EC最大C.EO最大D.EB=EO=EC
【分析】根據(jù)點電荷的電場的特點,結(jié)合靜電平衡狀態(tài)的特點分析即可。
【解答】解:兩個等量同種點電荷的電場中,兩個點電荷連線的中點處的電場強度為零,對稱的兩點的電場強度大小相等;
該題中,左右兩電荷源的電場可以看做是一對等量+Q的電場和放在D處的另一點電荷+Q的電場的疊加:一對等量+Q的電場在O點的合場強為零,在B與C處的合場強大小相等,B處合場強的方向向右,C處合場強的方向向左;D處的另一點電荷+Q的電場方向在O、B、C處的電場強度方向都向左,根據(jù)矢量合成可得EC′>EO′,EC′>EB′,但金屬球處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部場強處處為0,那么金屬球上感應(yīng)電荷在三點產(chǎn)生的場強一定與外電場的場強等大反向,即EC最大,ACD錯誤,B正確。
故選:B。
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道金屬球內(nèi)部場強處處為零,以及掌握點電荷的場強公式E=k,同時注意r是點電荷到球心距離,不是到球表面距離.
18.(豐臺區(qū)期中)如圖所示,一對帶絕緣支柱的導(dǎo)體M、N彼此接觸,且均不帶電,貼在兩端下部的兩片金屬箔是閉合的。當把帶正電荷的物體P移近導(dǎo)體M時,下列說法正確的是( )
A.M端的金屬箔張開,N端的金屬箔閉合
B.M端的金屬箔閉合,N端的金屬箔張開
C.M左端感應(yīng)出正電荷,N右端感應(yīng)出負電荷
D.若先把M、N分開,再移去P,則M帶負電荷,N帶正電荷
【分析】當導(dǎo)體M、N放在帶正電的附近時,出現(xiàn)感應(yīng)起電現(xiàn)象.電荷周圍有電場存在,會使導(dǎo)體內(nèi)部的電荷重新分布,異種電荷被吸引到帶電體附近,而同種電荷被排斥到遠離帶電體的導(dǎo)體另一端。
【解答】解:ABC、一個帶電的物體與不帶電的導(dǎo)體相互靠近時由于電荷間的相互作用,會使導(dǎo)體內(nèi)部的電荷重新分布,異種電荷被吸引到帶電體附近,而同種電荷被排斥到遠離帶電體的導(dǎo)體另一端。
所以導(dǎo)體M的左端要感應(yīng)出負電荷,在導(dǎo)體N的右端會出現(xiàn)正電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗電箔都張開。故ABC錯誤;
D、由上分析,當先分開M、N,再移走導(dǎo)體P時,則M導(dǎo)體帶負電,N導(dǎo)體帶正電,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查物體靜電感應(yīng)起電的實質(zhì)。當物體靜電平衡狀態(tài)時,帶電體的電荷只分布在外表面,內(nèi)部電場強度為零,且導(dǎo)體的電勢處處相等。
19.(渝中區(qū)校級月考)如圖所示,一個不帶電的金屬導(dǎo)體P正在向帶正電的小球Q緩慢靠近,但不接觸,也沒有發(fā)生放電現(xiàn)象,則下列說法正確的是( )
A.導(dǎo)體P的左端感應(yīng)出正電荷,導(dǎo)體P的右端感應(yīng)出負電荷
B.導(dǎo)體P上的C點的電勢高于B點電勢
C.導(dǎo)體P上的感應(yīng)電荷在C點產(chǎn)生的場強始終大于在B點產(chǎn)生的場強
D.若手不小心觸碰了一下導(dǎo)體B端,則導(dǎo)體P上的正電荷轉(zhuǎn)移到了大地中
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)電荷分布情況;靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體場強處處為零;結(jié)合點電荷的電場分布可判斷感應(yīng)電荷激發(fā)的電場情況。
【解答】解:A、導(dǎo)體P處在正電荷的電場中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體的右端B要感應(yīng)出正電荷,導(dǎo)體的左端C會出現(xiàn)負電荷,故A錯誤;
B、靜電平衡后,導(dǎo)體是等勢體,BC處在同一個等勢體上,電勢相等,故B錯誤;
C、點電荷激發(fā)的電場公式E=,C點據(jù)場源電荷Q近,Q激發(fā)的電場也大,而靜電平衡后各點合場強為0,故導(dǎo)故體P上的感應(yīng)電荷在C點產(chǎn)生的場強始終大于在B點產(chǎn)生的場強,故C正確;
D、若手不小心觸碰了一下導(dǎo)體B端,導(dǎo)體P與大地構(gòu)成新的導(dǎo)體,大地是遠端且為0電勢點,大地上負電荷移動到導(dǎo)體P上,故D錯誤。
故選:C。
【點評】學(xué)生應(yīng)掌握感應(yīng)帶電的電荷分布規(guī)律;要掌握靜電平衡的場強和電勢分布規(guī)律。
20.(柳江區(qū)校級期中)在如圖所示的4種情形中,a、b兩點的場強不同,電勢相同的是( )
A.帶電平行板電容器兩極板間的a、b兩點
B.離點電荷等距的a、b兩點
C.達到靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的a、b兩點
D.兩個等量異種電荷連線上,與連線中點O等距的a、b兩點
【分析】根據(jù)點電荷、等量異種點電荷、靜電平衡的導(dǎo)體和平行板電容器各自的電場和電勢分布特點分析判斷即可求解。
【解答】解:A、帶電平行板電容器兩極板間的a、b兩點場強相等,a點電勢大于b點電勢,故A錯誤;
B、點電荷激發(fā)的電場,等半徑球面上的a、b點電場強度大小相等,方向不同,電勢相等,B正確;
C、達到靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的a、b兩點場強為0,電勢相等,故C錯誤;
D、兩個等量異種電荷連線上,與連線中點O等距的a、b兩點,場強相同,沿著電場線電勢降低,a點電勢大于b點電勢,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題要掌握電荷、等量異種點電荷、靜電平衡的導(dǎo)體和平行板電容器等模型電場和電勢分布情況,注意電場的是矢量。
21.(興寧區(qū)校級月考)如圖所示,在原來不帶電的金屬細桿ab的延長線處,放置一個正點電荷P,達到靜電平衡后,以下說法正確的是( )
A.a(chǎn)點的電勢比b點的電勢低
B.點的電勢比d點的電勢低
C.感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點產(chǎn)生的場強大小關(guān)系是Ec>Ed≠0
D.導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點的場強大小關(guān)系是Ec=Ed=0
【分析】根據(jù)靜電平衡可知,同一個導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體上的電勢處處相等,再由固定電荷產(chǎn)生的電場可以確定電勢的高低;內(nèi)部的場強為零,點電荷P在某點產(chǎn)生的電場強度與感應(yīng)電荷在該點產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反。
【解答】解:A、達到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體上的電勢處處相等,所以可以得到φa=φb,故A錯誤;
B、由于正電荷在右邊,所以越往右電場的電勢越高,所以φ>φd,即點的電勢比d點的電勢高,故B錯誤;
C、由于桿處于靜電平衡狀態(tài),所以內(nèi)部的場強為零,點電荷P在某點產(chǎn)生的電場強度與感應(yīng)電荷在該點產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反,所以感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點產(chǎn)生的場強大小關(guān)系是:Ed>Ec≠0,故C錯誤;
D、由于金屬桿處于靜電平衡狀態(tài),內(nèi)部的場強為零,導(dǎo)體內(nèi)部c、d兩點的場強大小關(guān)系是Ec=Ed=0,故D正確。
故選:D。
【點評】本題考查的是達到靜電平衡的導(dǎo)體的特點及應(yīng)用,要明確導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,這是解決本題的關(guān)鍵的地方。
22.(景東縣校級月考)如圖所示,在兩個等量異號點電荷A、B之間放一金屬導(dǎo)體,b、d是場中的兩點,c是金屬導(dǎo)體內(nèi)部一點。開關(guān)S處于斷開狀態(tài),取無限遠處為電勢零點。穩(wěn)定后下列說法正確的是( )
A.把一點電荷從b點移到d點,靜電力做功可能為零
B.感應(yīng)電荷在c點產(chǎn)生的場強為0
C.開關(guān)合上瞬間,導(dǎo)體一定有電子流向大地
D.閉合開關(guān)S,導(dǎo)線上可能無電流
【分析】利用等量異種電荷電場線的特點分析A選項;利用靜電平衡的定義和特點分析場強、靜電力做功和有無電流。
【解答】解:A、根據(jù)感應(yīng)起電原理可知,金屬導(dǎo)體左端感應(yīng)出負電荷,右端感應(yīng)出等量的正電荷,金屬導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),是等勢體;b點所在的區(qū)間電場線由A指向金屬導(dǎo)體左端,所以有φb>φc,d點所在的區(qū)間電場線由金屬導(dǎo)體右端指向B,所以有φc>φd,故φb>φd,把一點電荷從b點移到d點上,根據(jù)公式Wbd=qUbd,靜電力做功一定不為零,故A錯誤;
B、金屬導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),其內(nèi)部合場強為零,即感應(yīng)電荷在c點產(chǎn)生的場強與點電荷A、B在c點產(chǎn)生的場強等大反向,故B錯誤;
CD、金屬導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),是等勢體,若金屬導(dǎo)體的電勢為零,大地的電勢也為零,當閉合開關(guān)S,導(dǎo)線上無電荷的定向移動,故可能無電流;若金屬導(dǎo)體的電勢大于零,大地的電勢為零,當閉合開關(guān)S,有電子從大地流向?qū)w;若金屬導(dǎo)體的電勢小于零,大地的電勢為零,當閉合開關(guān)S,有電子從導(dǎo)體流向大地,故C錯誤,D正確。
故選:D。
【點評】靈活應(yīng)用等量異種電荷的電場線分布特點是解題的關(guān)鍵;明確靜電平衡導(dǎo)體的特點和原因是解題的核心。
23.(桃城區(qū)校級月考)矩形金屬導(dǎo)體處于正點電荷Q產(chǎn)生的電場中,靜電平衡時感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導(dǎo)體內(nèi)的電場線形狀正確的是( )(感應(yīng)電荷的電場在導(dǎo)體內(nèi)部的電場強度為零)
A.B.
C.D.
【分析】導(dǎo)體在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布.因此在導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,該電場與點電荷的電場疊加,只有疊加后電場為零時,電荷才不會再做定向移動.此時導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0,這種狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài).
【解答】解:導(dǎo)體處于靜電平衡時,導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在導(dǎo)體內(nèi)部同場源電荷Q產(chǎn)生的場大小相同,方向相反,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
【點評】處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,凈電荷全部分布在表面.且導(dǎo)體是等勢體.
24.(鹽城期末)在火神山醫(yī)院中,為防止麻醉劑乙醚爆炸,地磚要用導(dǎo)電材料制成,醫(yī)生護士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和棉布外套,一切設(shè)備要良好接地。這樣做是為了( )
A.應(yīng)用靜電B.消除靜電C.除菌消毒D.防止漏電
【分析】本題考查是關(guān)于靜電的防止與應(yīng)用,從實例的原理出發(fā)就可以判斷出答案。
【解答】解:由題意可知,良好接地,目的是為了消除靜電,這些要求與消毒無關(guān)。
靜電會產(chǎn)生火花、熱量,麻醉劑為易揮發(fā)性物品,遇到火花或熱源便會爆炸,就象油罐車一樣,在運輸或貯存過程中,會產(chǎn)生靜電,汽油屬于易揮發(fā)性物品,所以車的尾部要安裝接地線(軟編織地線),以防爆炸,麻醉劑與之同理,故B正確,ACD錯誤;
故選:B。
【點評】本題考查是關(guān)于靜電的防止與應(yīng)用,要求同學(xué)們熟練掌握靜電的防止與應(yīng)用的具體實例。
二.多選題(共16小題)
25.(日照一模)如圖所示,為了研究靜電屏蔽效果,某同學(xué)將可視為正點電荷的帶電體置于封閉金屬空腔的外部或內(nèi)部,其中Q、N的金屬空腔和大地相接,P、M的金屬空腔與外界絕緣。規(guī)定大地的電勢為零,下列關(guān)于各點場強和電勢高低的說法,正確的是( )
A.P金屬空腔內(nèi)的場強等于零,電勢大于零
B.Q金屬空腔內(nèi)的場強等于零,電勢大于零
C.M金屬空腔內(nèi)任一點場強不為零,電勢大于零
D.N金屬空腔內(nèi)壁上任意一點的場強為零
【分析】帶電體在金屬空腔外側(cè)時,金屬空心導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),金屬空腔內(nèi)部的場強處處為零,且整個金屬空腔是等勢體,根據(jù)這個特點進行分析;帶電體在金屬空腔內(nèi)部時,金屬空腔接地時能屏蔽內(nèi)部的電場,但不接地時,不能屏蔽內(nèi)部的電場。
【解答】解:A、金屬空腔放在正點電荷電場中,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,最終處于靜電平衡狀態(tài),金屬空腔內(nèi)的場強處處為零;P與地面絕緣,由于靜電感應(yīng),P的右側(cè)帶正電,可知P右側(cè)的電勢高于無窮遠處的電勢,所以金屬空腔的電勢大于零,故A正確;
B、金屬空腔放在正點電荷的電場中,最終處于靜電平衡狀態(tài),導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零,由于金屬空腔接地,則金屬空腔的電勢為零,故B錯誤;
C、正點電荷放在金屬空腔中,點電荷與金屬空腔之間形成電場,可知金屬空腔內(nèi)任一點場強不為零;金屬空腔不接地,則金屬空腔外的電場也不等于零,金屬空腔的電勢大于零,故C正確;
D、正點電荷放在金屬空腔中,點電荷與金屬空腔之間形成電場,可知金屬空腔內(nèi)與金屬空腔內(nèi)壁上任意一點場強不為零,故D錯誤。
故選:AC。
【點評】本題抓住處于靜電平衡導(dǎo)體的特點是關(guān)鍵.若要比較場強大小和電勢高低常常畫電場線,形象直觀地判斷.
26.(桂林期末)如圖所示,將不帶電的導(dǎo)體BC放在帶正電的金屬球A附近,當導(dǎo)體BC達到靜電平衡后,則下列說法正確的有( )
A.用導(dǎo)線連接BC兩端,導(dǎo)線中無瞬時電流通過
B.用手摸一下導(dǎo)體B端再把A移走可使導(dǎo)體帶負電
C.導(dǎo)體C端電勢高于B端電勢
D.B和C端感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場強沿BC方向逐漸減小
【分析】由于此時導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài),則此時導(dǎo)體處于等勢體,再由距離電荷A的距離分析出BC兩端場強的大小。
【解答】解:AC、由于導(dǎo)體此時處于靜電平衡狀態(tài),故導(dǎo)體此時為一個等勢體,則BC兩端電勢相等,故用一根導(dǎo)線連接BC,則無電流通過,故A正確,C錯誤;
B、因為BC的電勢高于大地,當手觸摸時大地上的負電荷會在電場力的作用下向BC運動,中和正電荷,故使導(dǎo)體帶負電荷,故B正確;
D、當BC導(dǎo)體達到靜電平衡狀態(tài)時,導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,感應(yīng)電荷的形成的場強與點電荷A形成的場強大小相等,方向相反,由點電荷形成的場強公式可得:,場強沿BC方向逐漸減小,則感應(yīng)電荷在導(dǎo)體BC上形成的場強大小逐漸減小,故D正確;
故選:ABD。
【點評】本題主要考查了導(dǎo)體靜電平衡狀態(tài)的知識點,解題關(guān)鍵在于導(dǎo)體中處于靜電平衡狀態(tài)時,導(dǎo)體是一個等勢體,并且內(nèi)部場強處處為零。
27.(西城區(qū)期末)如圖,取一對不帶電的、有絕緣柱支撐的導(dǎo)體A和B,使它們彼此接觸。把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A,會發(fā)現(xiàn)兩端的金屬箔均張開,然后先手持絕緣柱把導(dǎo)體A和B分開,再移開C。移開C之后,下列說法正確的是( )
A.A帶正電,B帶負電
B.A帶負電,B帶正電
C.A、B上的金屬箔片完全閉合
D.A、B上的金屬箔片仍張開一定角度
【分析】當導(dǎo)體A、B放在帶正電的附近時,出現(xiàn)感應(yīng)起電現(xiàn)象.電荷周圍有電場存在,從而導(dǎo)體A、B處于電場中,在電場力的作用下,使導(dǎo)體中的自由電子重新分布.而處于靜電平衡的導(dǎo)體.
【解答】解:AB、金屬導(dǎo)體處在正電荷的電場中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出正電荷,在導(dǎo)體A的左端會出現(xiàn)負電荷,故A錯誤,B正確;
CD、把A和B分開,移去C,A仍帶負電,B仍帶正電,金屬箔仍張開,故C錯誤,D正確;
故選:BD。
【點評】理解物體靜電感應(yīng)起電的實質(zhì),及靜電平衡狀態(tài)時,帶電體的電荷分布情況.
28.(臺州期末)如圖所示為滾筒式靜電分選器,由料斗A、導(dǎo)板B、導(dǎo)體滾筒C、刮板D、料槽E、F和電極G等部件組成。C與G分別接于直流高壓電源的正、負極,并令C接地。電源電壓很高,足以使電極G附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生大量離子。現(xiàn)有導(dǎo)電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒a、b的混合物從料斗A下落,沿導(dǎo)板B到達轉(zhuǎn)動的滾筒C上。粉粒a落入料槽R,粉粒b落入料槽F。下列說法正確的是( )
A.滾筒C要順時針旋轉(zhuǎn)
B.滾筒C要逆時針旋轉(zhuǎn)
C.粉粒a的導(dǎo)電性能比粉粒b的好
D.粉粒b的導(dǎo)電性能比粉粒a的好
【分析】滾筒式靜電分選器工作原理,首先使導(dǎo)電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒a、b混合物帶上負電,粉粒b具有良好的導(dǎo)電性,帶電后到達正極C與正電荷中和,在重力作用下落入料槽F;粉粒a具有良好的絕緣性,帶電后到達正極C,在D的作用下落入料槽E;從而達到分離的目的.為了安全電源的正極要接地,避免觸電.
【解答】解:AB、粉粒b在重力作用下落入料槽F,刮板D的作用就是將a從C上刮下來,所以滾筒C要順時針旋轉(zhuǎn),故A正確,B錯誤;
CD、粉粒b具有良好的導(dǎo)電性,帶電后到達正極G與正電荷中和,在重力作用下落入料槽F;粉粒a具有良好的絕緣性,所帶負電荷不會被完全中和,和C保持相互吸引,被吸附在滾筒上,直到在D處被刮板刮落到料槽E中;從而達到分離的目的,故C錯誤,D正確;
故選:AD。
【點評】考查了靜電分選器工作原理,屬于靜電的防止與應(yīng)用與日常生活相聯(lián)系的題目,要注意使用所學(xué)的知識解釋這些常見的現(xiàn)象.
29.(南開區(qū)期末)如圖所示,A是帶正電的球,B為不帶電的導(dǎo)體,A、B均放在絕緣支架上,M、N是導(dǎo)體B中的兩點。當導(dǎo)體B達到靜電平衡后,下列說法正確的是( )
A.M、N兩點電場強度大小關(guān)系為EM>EN
B.M、N兩點電場強度大小關(guān)系為EM=EN=0
C.感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的電場強度EM′>EN′
D.感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的電場強度EM′=EN′
【分析】對于感應(yīng)帶電,是利用同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原理;根據(jù)處于靜電平衡導(dǎo)體的特點并結(jié)合電荷電場強度公式求解。
【解答】解:AB、當導(dǎo)體B達到靜電平衡后,導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零,即EM=EN=0,故A錯誤,B正確;
CD、M、N兩點的場強為導(dǎo)體球與B上感應(yīng)電荷在這兩處的場強之和,合場強大小為零,而帶電球A在M、N兩點產(chǎn)生的場強不同,故B上感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的電場強度不相等,根據(jù)點電荷電場強度公式E=,可知,離A越遠的,電場強度越小,則感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的電場強度EM′>EN′,故C正確,D錯誤。
故選:BC。
【點評】本題重點掌握感應(yīng)帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移;當金屬導(dǎo)體處于電場時出現(xiàn)靜電平衡現(xiàn)象,注意處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場強度為零,是由感應(yīng)電荷與場源電荷疊加而成的。
30.(陽泉期末)如圖所示,把一個架在絕緣支架上的枕形導(dǎo)體放在一正電荷形成的電場中,A、B兩點為枕形導(dǎo)體內(nèi)部兩點。導(dǎo)體處于靜電平衡時,下列說法正確的是( )
A.A、B兩點電場強度相等,電勢相等
B.A、B兩點電場強度不相等,電勢相等
C.感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場EA<EB
D.當開關(guān)S閉合時,電子從大地沿導(dǎo)線向?qū)w移動
【分析】枕形導(dǎo)體在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,因此在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,正好與點電荷的電場疊加,使內(nèi)部場強為零;由于導(dǎo)體處在正電荷形成的電場中,大地中的電子在電場力的作用下從大地沿導(dǎo)線流向?qū)w。
【解答】解:AB、枕形導(dǎo)體在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,因此在枕形導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,枕形導(dǎo)體左端帶負電,右端帶正電,達到靜電平衡后感應(yīng)電荷的電場與點電荷的電場疊加,內(nèi)部電場強度處處為零,導(dǎo)體是個等勢體,故A正確,B錯誤;
C、A、B兩點合場強相等,且都為零,由于點電荷形成的場強A點大于B點,則可知,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場一定是EA>EB,故C錯誤;
D:當開關(guān)S閉合時,由于導(dǎo)體處在正電荷形成的電場中,故電子將從大地沿導(dǎo)線流向?qū)w,故D正確。
故選:AD。
【點評】本題考查靜電平衡的性質(zhì)以及應(yīng)用,要注意明確處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,電荷全部分布在外表面,且導(dǎo)體是等勢體。
31.(阜陽月考)以下說法中正確的是( )
A.印刷廠里,紙頁之間的摩擦起電會使紙頁粘在一起
B.干凈的人造纖維服裝,穿不了多大工夫就會蒙上一層灰塵,是靜電吸引塵埃的緣故
C.在地毯上行走的人,與地毯摩擦過多,當他伸手拉金屬門把手時,會產(chǎn)生火花放電,嚴重時會使他痙攣
D.油罐車有一條拖在地上的鐵鏈,這根鐵鏈是油罐車的標記,沒有其他作用
【分析】根據(jù)摩擦起電,帶上異種電荷紙頁容易粘在一起;靜電吸引塵埃;油罐車裝鐵鏈是為了導(dǎo)走靜電。
【解答】解:A、根據(jù)摩擦起電,印刷廠里帶上異種電荷紙頁容易粘在一起,故A正確;
B、干凈的人造纖維服裝,穿不了多大工夫就會蒙上一層灰塵,是纖維服裝容易產(chǎn)生靜電,靜電吸引塵埃的緣故,故B正確;
C、在地毯上行走的人,與地毯摩擦過多,當他伸手拉金屬門把手時,會產(chǎn)生火花放電,嚴重時會使他痙攣,靜電現(xiàn)象,故C正確;
D、油罐車裝鐵鏈是為了導(dǎo)走靜電,故D錯誤;
故選:ABC。
【點評】本題主要考查了靜電的產(chǎn)生,靜電的防止和利用是需要學(xué)生必須掌握的知識點。
32.(龍鳳區(qū)校級月考)如圖所示,Q為一帶正電的點電荷,P為原來不帶電的枕形金屬導(dǎo)體,a、b為導(dǎo)體內(nèi)的兩點。當導(dǎo)體P處于靜電平衡狀態(tài)時( )
A.a(chǎn)、b兩點的電場強度大小Ea、Eb的關(guān)系為Ea>Eb
B.若用手摸一下導(dǎo)體P,則導(dǎo)體P的左端電荷量增加
C.感應(yīng)電荷在a、b兩點產(chǎn)生的電場強度大小Ea′和Eb′的關(guān)系是Ea′>Eb′
D.因為a點帶負電,b點帶正電,所以a、b兩點的電勢大小φa、φb的關(guān)系是φa<φb
【分析】明確靜電平衡的現(xiàn)象,知道處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,內(nèi)部場強處處為零,電荷只分布在導(dǎo)體的表面。
【解答】解:A、處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部場強處處為零,故a、b兩點的場強大小Ea、Eb的關(guān)系為Ea=Eb,故A錯誤;
B、用手摸P前,P左端負電荷受正電荷Q和P右端的正電荷的作用,用手摸導(dǎo)體P之后,大地相當于遠端,大地中的電子受電場力會流入導(dǎo)體,P右端不再有正電荷,則導(dǎo)體P左端電荷量增大,故B正確;
C、處于靜電平衡的導(dǎo)體,內(nèi)部場強處處為零,所以感應(yīng)電荷在a、b兩點產(chǎn)生的場強大小Ea′和Eb′的關(guān)系與點電荷Q產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反,結(jié)合點電荷場強決定式E=,可知Ea′>Eb′,故C正確;
D、處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,則a、b兩點的電勢大小φa、φb的關(guān)系是φa=φb,故D錯誤。
故選:BC。
【點評】此題關(guān)鍵是知道處于靜電平衡的導(dǎo)體是等勢體,內(nèi)部場強處處為零,電荷只分布在導(dǎo)體的表面,能根據(jù)電場的疊加確定感應(yīng)電場強度的大小。
33.(海林市校級月考)如圖所示,一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放置一個電荷量為+Q的點電荷,點電荷到金屬球表面的最近距離為2r,則下列說法正確的是( )
A.金屬球在達到靜電平衡狀態(tài)后,左側(cè)感應(yīng)出正電荷
B.感應(yīng)電荷在球心處所激發(fā)的電場強度大小為E=,方向水平向右
C.如果用一小段導(dǎo)線的一端接觸金屬球的左側(cè),另一端接觸金屬球的右側(cè),金屬球兩側(cè)的電荷將被中和
D.如果用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的右側(cè),另一端與大地相連,則有電子流入大地
【分析】金屬球在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布,近端感應(yīng)異種電荷,遠端感應(yīng)同種電荷。
在導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)電荷的電場與點電荷的電場疊加,疊加后合場強為零,即電荷Q和球面上感應(yīng)電荷在球心O處產(chǎn)生的場強大小相等,方向相反。整個導(dǎo)體是一個等勢體,用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的左側(cè),另一端接觸金屬球的右側(cè),金屬球兩側(cè)的電荷不會移動。用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的右側(cè),另一端與大地相連,則有電子由大地流向?qū)w。
【解答】解:A、+Q位于導(dǎo)體右側(cè),由于靜電感應(yīng),金屬球的左側(cè)帶正電,右側(cè)帶負電,故A正確;
B、感應(yīng)電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場場強與點電荷在球心處產(chǎn)生的電場強度大小,方向相反,即為E=k=k,方向向右,故B正確;
C、整個導(dǎo)體是一個等勢體,如果用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的左側(cè),另一端接觸金屬球的右側(cè),金屬球兩側(cè)仍然有感應(yīng)電荷,不會被中和,故C錯誤;
D、用導(dǎo)線的一端接觸金屬球的右側(cè),另一端與大地相連,則金屬球與大地組成一個新的導(dǎo)體,所以金屬球的右側(cè)仍然是負的感應(yīng)電荷,大地的電子將流入金屬球,中和金屬球左側(cè)的正電荷。故D錯誤。
故選:AB。
【點評】考查靜電平衡的內(nèi)容,掌握點電荷的電場強度公式,關(guān)鍵要掌握靜電平衡狀態(tài)的特點:處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,并能理解場強為零的原因,注意庫侖定律的成立條件。
34.(正定縣月考)如圖所示,原來不帶電的金屬球殼內(nèi)壁接地,將一帶正電的小球放入其中,但不與球殼接觸,則( )
A.球殼內(nèi)壁帶負電
B.球殼外壁帶正電
C.球殼外壁不帶電
D.若將接地線去掉再移出正電荷,殼外壁帶正電
【分析】靜電感應(yīng)使金屬球殼內(nèi)壁帶上負電荷,外壁帶上正電荷,當金屬球殼接地時則球殼的外壁所帶正電荷將導(dǎo)入大地;若將接地線去掉再移出正電荷,則殼外將帶上負電。
【解答】解:ABC、場源電荷在導(dǎo)體的內(nèi)部,靜電感應(yīng)使金屬球殼的內(nèi)壁帶負電,外壁帶正電,且金屬球殼的電勢高于大地電勢,因為它處在正點電荷的電場中,當金屬球殼接地后,它外壁感應(yīng)出的正電荷將全部被大地上的電子中和,使外壁不帶電,故AC正確,B錯誤;
D、若將接地線去掉,則金屬球殼將帶負電荷,在移出正電荷的過程中,金屬球殼內(nèi)壁所帶負電荷將分布在金屬球殼的外壁上,故D錯誤。
故選:AC。
【點評】靜電感應(yīng)可以使金屬球殼內(nèi)壁帶上和帶電體相反電性的電荷,外壁帶上同種電性的電荷。如果金屬球殼接地,則金屬球殼將帶上和帶電體相反電性的電荷。
35.(清江浦區(qū)校級期末)如圖所示,一位女同學(xué)在科技館的靜電魔球旁體驗“怒發(fā)沖冠”,她站在絕緣平臺上,一只手按在金屬球上,結(jié)果頭發(fā)豎立起來。關(guān)于這個現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.金屬球一定帶有正電荷B.金屬球一定帶有負電荷
C.女同學(xué)頭發(fā)帶上了電荷D.女同學(xué)兩只手電勢相等
【分析】手放在一金屬球上,根據(jù)接觸起電,人帶電,根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引判斷;達到靜電平衡后,人體是一個等勢體。
【解答】解:ABC、演示者“怒發(fā)沖冠”是由于接觸起電,使頭發(fā)帶同性電荷相互排斥的原因,但不能判斷出金屬球帶正電或帶負電,故AB錯誤,C正確;
D、達到靜電平衡后,人體是一個等勢體,女同學(xué)兩只手電勢相等,故D正確。
故選:CD.
【點評】考查接觸起電,關(guān)鍵是知道同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
36.(河北模擬)已知均勻帶電球體在其內(nèi)部某點產(chǎn)生的電場強度與該點到球心的距離成正比,在其外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同,在球的內(nèi)外表面,電場強度是連續(xù)的,均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零?,F(xiàn)有一半徑為R、電荷量為Q的均勻帶正電絕緣球體圓心O與點M、N在一條直線上且OM=,ON=2R,靜電力常量為k,則( )
A.O、M、N三點電勢相比較,M點電勢最高
B.O、M、N三點電勢相比較,O點電勢最高
C.M點的電場強度是N點的電場強度的兩倍
D.M、N點的電場強度大小均為k
【分析】根據(jù)均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零,分析知道M點的場強等于以O(shè)圓心半徑R的均勻球體在M點產(chǎn)生的場強,根據(jù)點電荷場強公式求解,根據(jù)對稱性求N點的場強。
【解答】解:AB、O點的場強為零,則MO間場強方向向左,NO間場強方向向右,所以O(shè)點的電勢最高,N點的電勢最低,故A錯誤,B正確;
CD、根據(jù)均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點形成的電場強度為零,知M點的場強等于以O(shè)圓心半徑R的均勻球體在M點產(chǎn)生的場強,這個球體之外的球殼在M點產(chǎn)生的場強為零,這個球體所帶電荷量為 q=Q=
M點的電場強度大小為 EM=k=,
N點的電場強度大小為EN===,故C正確,D錯誤;
故選:BC。
【點評】本題是一道信息給予題,首先要認真讀題,抓住題中的有效信息是解題的關(guān)鍵,要熟練運用場強的疊加原理分析。
37.(益陽期末)如圖,M點有電荷量為Q的負點電荷,在距離點電荷為r處放入厚度為d的平行金屬板,N點為金屬板內(nèi)距表面為的點,MN連線與金屬板表面垂直。當金屬板處于靜電平衡時,下列說法正確的是( )
A.金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出正電荷
B.金屬板的左側(cè)面電勢較高,右側(cè)面電勢較低
C.感應(yīng)電荷在N點產(chǎn)生的電場強度,方向沿MN連線向右
D.感應(yīng)電荷在N點產(chǎn)生的電場強度,方向沿MN連線向右
【分析】處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體,根據(jù)電場的疊加原理,結(jié)合電場強度公式,即可求出N點的電場強度的大小。
【解答】解:A、M點有電荷量為Q的負點電荷,根據(jù)靜電感應(yīng)的特點可知,靠近M的一側(cè)(左側(cè))面感應(yīng)出正電荷,故A正確;
B、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體,所以兩側(cè)的電勢是相等的,故B錯誤;
CD、處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是等勢體,所以在N點,感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場強度與M產(chǎn)生的電場強度的大小相等,方向相反,根據(jù)庫侖定律,感應(yīng)電荷在N點產(chǎn)生的電場強度,方向沿MN連線向右,故C錯誤,D正確;
故選:AD。
【點評】本題要掌握靜電平衡導(dǎo)體的特點,運用類比法分析,理解合電場強度求解的方法,掌握矢量合成法則。
38.(泰安期末)如圖所示,在一電場強度為E的勻強電場中放一金屬空心導(dǎo)體,圖中a、b分別為金屬導(dǎo)體內(nèi)部與空腔中的兩點,當達到靜電平衡狀態(tài)后,則有( )
A.a(chǎn)、b兩點的電場強度都為零
B.a(chǎn)點電場強度為零,b點不為零
C.a(chǎn)、b點的電勢相等
D.a(chǎn)點電勢比b點電勢高
【分析】金屬空心導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零,且整個導(dǎo)體是等勢體,根據(jù)這個特點進行分析。
【解答】解:AB、金屬空心導(dǎo)體放在勻強電場中,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,最終處于靜電平衡狀態(tài),導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零,所以a、b兩點的電場強度都為零;故A正確,B錯誤;
CD、處于靜電平衡的導(dǎo)體上,以及導(dǎo)體的內(nèi)部的電勢處處相等,即為等勢體,則a點電勢等于b點電勢。故C正確,D錯誤;
故選:AC。
【點評】本題抓住處于靜電平衡導(dǎo)體的特點是關(guān)鍵。若要比較場強大小和電勢高低常常畫電場線,形象直觀地判斷。
39.(紅花崗區(qū)校級期中)對于處在靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,以下說法中正確的是( )
A.導(dǎo)體內(nèi)部既無正電荷,又無負電荷
B.導(dǎo)體內(nèi)部和外表面處的電場均為零
C.導(dǎo)體內(nèi)部電場為零是外加電場與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場疊加的結(jié)果
D.靜電平衡時,導(dǎo)體是一個等勢體,其表面是一個等勢面
【分析】金屬導(dǎo)體在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布。因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,正好與點電荷的電場疊加,只有疊加后電場為零時,電荷才不會移動。當點電荷移走后,電荷恢復(fù)原狀。
【解答】解:A、金屬導(dǎo)體的內(nèi)部電場強度處處為零,導(dǎo)體內(nèi)部不再有電荷的定向移動,導(dǎo)體的內(nèi)部沒有多余的凈電荷,都是不能說導(dǎo)體內(nèi)部既無正電荷,又無負電荷。 故A錯誤。
B、金屬導(dǎo)體內(nèi)部電場強度處處為零,電荷分布在外表面上,表面處的場強不等于0,故B錯誤。
C、金屬導(dǎo)體在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)致電荷重新分布。因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場,正好與點電荷的電場疊加,內(nèi)部電場強度處處為零。故C正確;
D、靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部電場強度處處為零,導(dǎo)體是一個等勢體,其表面是一個等勢面。故D正確。
故選:CD。
【點評】處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度處處為零,電荷全部分布在表面。且導(dǎo)體是等勢體。
40.(石首市校級月考)如圖所示,A、B為相互接觸的用絕緣支柱支持的金屬導(dǎo)體,起初它們不帶電,在它們的下部貼有金屬驗電箔,C是帶正電的小球,下列說法正確的是( )
A.把C移近導(dǎo)體A時,A、B上的金屬箔片都張開
B.把C移近導(dǎo)體A,再把A、B分開,然后移去C,A、B上的金屬箔片仍張開
C.把C移近導(dǎo)體A,先把C移走,再把A、B分開,A、B上的金屬箔片仍張開
D.把C移近導(dǎo)體A,先把A、B分開,再把C移去,然后重新讓A、B接觸,A上的金屬箔片張開,而B上的金屬箔片已閉合
【分析】當導(dǎo)體A、B放在帶正電的附近時,出現(xiàn)感應(yīng)起電現(xiàn)象.電荷周圍有電場存在,從而導(dǎo)體A、B處于電場中,在電場力的作用下,使導(dǎo)體中的自由電子重新分布.而處于靜電平衡的導(dǎo)體,電荷只分布在外表面,內(nèi)部電場強度為零,且是等勢體.
【解答】解:A、感應(yīng)帶電,這是使物體帶電的一種方法,根據(jù)異種電荷互相吸引的原理可知,靠近的一端會帶異種電荷。金屬導(dǎo)體處在正電荷的電場中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,導(dǎo)體B的右端要感應(yīng)出正電荷,在導(dǎo)體A的左端會出現(xiàn)負電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗電箔都張開,且左端帶負電,右端帶正電,故A正確;
B、把帶正電荷的物體C移近導(dǎo)體A后,把A和B分開,A帶負電,B帶正電,金屬箔還是張開,故B正確;
C、先把C移走,A、B電荷恢復(fù)原狀,A、B兩端都不帶電;若再把A、B分開,A、B上的金屬箔片不會張開,故C錯誤;
D、先把A、B分開,再把C移走,然后重新讓A、B接觸,A與B上的電荷重新中和,A上的金屬箔片閉合,B上的金屬箔片也閉合。故D錯誤;
故選:AB。
【點評】該題考查物體靜電感應(yīng)起電的實質(zhì),及靜電平衡狀態(tài)時,帶電體的電荷只分布在外表面,內(nèi)部電場強度為零,且導(dǎo)體的電勢處處相等.
三.填空題(共10小題)
41.(西峰區(qū)校級期中)長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電,現(xiàn)將一帶電荷量為+q的點電荷放在距棒左端R處,如圖所示。當棒達到靜電平衡后,棒的左端帶 負 電(填“正”或“負”),棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點P處產(chǎn)生的場強大小等于 ,方向為 向左 。
【分析】根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引分析;當棒達到靜電平衡后,棒內(nèi)各點的合場強為零,即感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場強度與+q產(chǎn)生的電場強度大小相等、方向相反,根據(jù)靜電平衡的特點和點電荷場強公式E=結(jié)合求解.
【解答】解:根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引可知帶電荷量為+q的點電荷放在距棒左端R處,當棒達到靜電平衡后,棒的左端帶負電;
水平導(dǎo)體棒當達到靜電平衡后,棒上感應(yīng)電荷中點P處產(chǎn)生的場強大小與點電荷+q在該處產(chǎn)生的電場強度大小相等,方向相反.
則棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點產(chǎn)生的場強大小為:E=,
由于P處的合場強為零,所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的場強方向與點電荷+q在該處產(chǎn)生的電場強度的方向相反,即向左.
故答案為:負,,向左
【點評】感應(yīng)帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移,當金屬導(dǎo)體處于電場時會出現(xiàn)靜電平衡現(xiàn)象,關(guān)鍵要理解并掌握靜電平衡的特點.
42.(大武口區(qū)校級期中)如圖所示,在原來不帶電的金屬細桿ab附近的P點,放置一個正點電荷+Q,達到靜電平衡后,a端的電勢 等于 (填“大于”、“等于”或“小于”)b端的電勢,桿中有一點c,c點與點電荷相距為l,則感應(yīng)電荷在桿內(nèi)c處的場強的大小為 ,方向 由a指向b ,(靜電力常量為A)
【分析】沿電場線方向電勢降低,而處于電場中的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài),根據(jù)靜電平衡可知,同一個導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體上的電勢處處相等,再由固定電荷產(chǎn)生的電場可以確定電勢的高低; 再根據(jù)內(nèi)部場強處處為零,利用疊加原理即可明確感應(yīng)電荷形成的場強方向。
【解答】解:達到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體上的電勢處處相等,所以可以得到:φa=φb,
由于桿處于靜電平衡狀態(tài),所以內(nèi)部的場強為零,正電荷和感應(yīng)電荷在內(nèi)部產(chǎn)生的合場強為零; 正電荷在c處產(chǎn)生的場強方向由b指向a,所以感應(yīng)電荷在桿內(nèi)c處產(chǎn)生的場強方向由a指向b,大小為:
。
故答案為:等于,,由a指向b
【點評】導(dǎo)體達到靜電平衡后,導(dǎo)體為等勢體,導(dǎo)體上的電勢處處相等,這是解決本題的關(guān)鍵的地方,對于靜電場的特點一定要熟悉,同時明確沿電場線方向電勢降低。
43.(永定區(qū)校級月考)如圖所示,在帶電+Q的帶電體附近有兩個相互接觸的金屬導(dǎo)體A和B,均放在絕緣支座上。若先將+Q移走,再把A、B分開,則A 不帶 電;若先將A、B分開,再移走+Q,則A 帶負 電。
【分析】將帶正電的帶電體靠近兩個不帶電的導(dǎo)體AB,靠感應(yīng)起電使物體帶電,帶電的實質(zhì)是電荷的移動,總電荷量保持不變。
【解答】解:開始時由于靜電感應(yīng),A帶負電,B帶正電;若先移走帶正電的帶電體,此時導(dǎo)體A和B中的電荷又發(fā)生中和,不再帶電,再把導(dǎo)體A和B分開,同樣不再帶電,所以此時A不帶電,B不帶電。
若先把導(dǎo)體A和B分開,此時A帶負電,B帶正電;再移走帶正電的帶電體,導(dǎo)體A和B上所帶的電荷不變,所以此時A帶負電,B帶正電。
故答案為:不帶;帶負
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電的實質(zhì)都是電荷的移動,電荷的總量保持不變。
44.(花山區(qū)校級期中)如圖所示,兩個不帶電的導(dǎo)體A和B,用一對絕緣柱支持使它們彼此接觸。把一帶正電荷的物體C置于A附近,貼在A、B下部的金屬箔 張開 (填“張開”或者“閉合”)。先把A和B分開,然后移去C,貼在A、B下部的金屬箔 張開 (填“張開”或“閉合”)。
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)規(guī)律可明確AB兩端所帶電性,再根據(jù)電荷間的相互作用分析移走C后AB所帶電量,即可明確金箔能否閉合.
【解答】解:當帶正電荷的物體C置于A附近時,由靜電感應(yīng)知導(dǎo)體B上的電子轉(zhuǎn)移到了導(dǎo)體A上,使得導(dǎo)體A最左端帶上了負電荷,此時A下部的金屬箔都帶上負電荷而張開;導(dǎo)體B最右端帶上了正電荷,此時B下部的金屬箔都帶上正電荷而張開。若先把A和B分開,然后移去C,此時導(dǎo)體A中多余的電子未回到導(dǎo)體B上,使得導(dǎo)體A帶負電,導(dǎo)體B帶正電,故此時貼在A、B下部的金屬箔張開。
故答案為:張開;張開。
【點評】本題考查靜電現(xiàn)象,要注意理解感應(yīng)起電的性質(zhì),并明確正負電荷之間的相互作用所帶來的現(xiàn)象,能通過所學(xué)物理規(guī)律進行分析解答.
45.(晉江市校級月考)把一個帶電棒移近一個帶正電的驗電器,金箔先閉合又張開,說明棒上帶的是 負 (正、負)電荷。
【分析】驗電器利用同種電荷互相排斥的原理,當用帶電體靠近驗電器的金屬球時,由于靜電感應(yīng),驗電器的電荷會重新分布,根據(jù)就金箔先閉合而后又張開,說明了金箔上先失去電荷,后又帶上電荷。
【解答】解:把一個帶電棒移近一個帶正電的驗電器,驗電器的金屬箔先閉合,說明了金箔得到電子,將正電荷中和;而驗電器的小球一端失去電子,帶的正電荷的電量增加,說明物體帶的是負電;驗電器的金箔后又張開是因為驗電器小球的一端將更多的負電荷的傳導(dǎo)給了金箔一端,驗電器的金屬箔因帶同種電荷而張開。
故答案為:負
【點評】本題考查了電荷之間的相互作用,中和的概念,屬基礎(chǔ)知識的考查,注意同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引即可。
46.(集寧區(qū)校級月考)如圖所示為不帶電空腔球形導(dǎo)體,現(xiàn)將一個帶負電的小金屬球A放入腔中,當導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時,圖中a、b、c三點的電場強度E的大小關(guān)系是 Ea>Ec>Eb ;a、b、c三點電勢φ的大小關(guān)系是 φa<φb<φc
【分析】將帶負電的小金屬球A放入腔中,當靜電平衡時,空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出正電荷,外表面感應(yīng)出負電荷。整個空腔球形導(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面。畫出電場線的分布,根據(jù)電場線越密,場強越大,順著電場線,電勢降低,判斷場強和電勢的大小。
【解答】解:當靜電平衡時,空腔球形導(dǎo)體內(nèi)壁感應(yīng)出正電荷,外表面感應(yīng)出負電荷,畫出電場線的分布如圖。
由于a處電場線較密,c處電場線較疏,b處場強為零,則Ea>Ec>Eb。
根據(jù)順著電場線方向電勢降低,整個空腔球形導(dǎo)體是一個等勢體,表面是一個等勢面,分析可知電勢關(guān)系是φa<φb<φc。
故答案為:Ea>Ec>Eb,φa<φb<φc
【點評】本題抓住處于靜電平衡導(dǎo)體的特點是關(guān)鍵。比較場強大小和電勢高低常常畫電場線,形象直觀地判斷。
47.(陜西期中)如圖所示,導(dǎo)體AB與地面絕緣,將帶正電的物體C靠近AB,用手接觸一下B端,放開手再移去C,則此時AB帶 負 電。
【分析】將帶正電的導(dǎo)體球C靠近兩個不帶電的導(dǎo)體AB,靠感應(yīng)起電使物體帶電,帶電的實質(zhì)是電荷的移動,總電荷量保持不變。
【解答】解:將帶正電的導(dǎo)體球C靠近兩個不帶電的導(dǎo)體AB,靠感應(yīng)起電使物體帶電,導(dǎo)體A和B由于感應(yīng)起電帶上異種電荷,所以此時離C比較近的A帶負電,B帶正電。
而當手碰在金屬棒上,不論是A端還是B端時,因人體和金屬棒都是導(dǎo)體,會使人體和大地的電子流入金屬棒;移去手指再移去Q后,金屬棒因有了多余的電子而帶負電。
故答案為:負
【點評】解決本題的關(guān)鍵知道摩擦起電、感應(yīng)起電、接觸帶電的實質(zhì)都是電荷的移動,電荷的總量保持不變。
48.(羅源縣校級月考)如圖所示,不帶電的枕形導(dǎo)體的A、B兩端各貼有一對金箔,當枕形導(dǎo)體的A端靠近一帶電導(dǎo)體C時,用手觸摸枕形導(dǎo)體后再離開,再移走C球。則A端金箔 張開 ,B端金箔 張開 。(填“張開”或“閉合”)
【分析】根據(jù)靜電感應(yīng)可以判斷金屬導(dǎo)體的感應(yīng)的電荷的情況,從而可以判斷導(dǎo)體帶電的情況。
【解答】解:金屬導(dǎo)體處在正電荷的電場中,由于靜電感應(yīng)現(xiàn)象,枕形導(dǎo)體的右端要感應(yīng)出正電荷,導(dǎo)體的左端會出現(xiàn)負電荷,所以導(dǎo)體兩端的驗電箔都張開,且左端帶負電,右端帶正電。用手觸摸枕形導(dǎo)體后,大地上電子跑到導(dǎo)體上,將B端的正電荷中和,而A端所受的負電荷增大,然后將手離開后將C移走,此時枕形導(dǎo)體帶負電,而且A、B兩端都帶負電,所以兩對金箔均張開。
故答案為:張開,張開
【點評】本題考查對感應(yīng)起電的理解能力,關(guān)鍵根據(jù)同種電荷相斥,異種電荷相吸分析感應(yīng)起電的過程。
49.(瀘西縣校級月考)如圖所示,一個帶電的金屬圓筒(法拉第圓筒)和一個驗電器相距較遠地方放置?,F(xiàn)用一個(不帶電的)帶絕緣手柄的金屬小球先與圓筒的外壁接觸、再與驗電器的小球接觸,驗電器的箔片會 張開 ;讓系統(tǒng)回到初始狀態(tài),用小球先與圓筒的內(nèi)壁接觸、再與驗電器小球接觸,驗電器的箔片將會 不張開 (以上兩空均選填“張開”或“不張開”)。
【分析】由于靜電平衡作用,金屬圓筒外壁帶電,而內(nèi)部則不帶電。
【解答】解:一個帶電的金屬圓筒,由于靜電平衡,外壁帶電,外壁不帶電。用金屬小球接觸外壁帶電,再去接觸驗電器的箔片會張開;用金屬小球接觸內(nèi)壁不帶電,再去接觸驗電器的箔片不張開。
故答案為:張開,不張開。
【點評】本題考查了靜電現(xiàn)象的解釋。關(guān)鍵點:金屬圓筒帶電時,電荷分布在表面,內(nèi)壁不帶電。
50.(微山縣校級月考)如圖所示,絕緣體A帶負電,絕緣體B不帶電,當A靠近B時,導(dǎo)體B內(nèi)部CD兩點電場強度EC = ED,CD兩點間的電勢UC = UD(填>,<,=)
【分析】導(dǎo)體B在A的電場作用下發(fā)生了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,電荷分布在導(dǎo)體外表面,且為等勢體,內(nèi)部電場強度處處為零,感應(yīng)起電產(chǎn)生的電荷量遵循電荷守恒定律。
【解答】解:導(dǎo)體B發(fā)生了靜電感應(yīng),內(nèi)部電場強度處處為零,即EC=ED,發(fā)生靜電感應(yīng)導(dǎo)體,等勢體各點的電勢相等,故UC=UD。
故答案為:=,=
【點評】考查了靜電感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)起電,感應(yīng)電場的疊加,電荷守恒定律。
導(dǎo)體外部電場不影響導(dǎo)體內(nèi)部
接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場不影響導(dǎo)體外部
圖示
實現(xiàn)過程
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)的合場強為零,達到靜電平衡狀態(tài),起到屏蔽外電場的作用
當空腔外部接地時,外表面的感應(yīng)電荷因接地將傳給地球,外部電場消失,起到屏蔽內(nèi)電場的作用
最終結(jié)論
導(dǎo)體內(nèi)空腔不受外界電荷影響
接地導(dǎo)體空腔外部不受內(nèi)部電荷影響
本質(zhì)
靜電感應(yīng)與靜電平衡,所以做靜電屏蔽的材料只能是導(dǎo)體,不能是絕緣體

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高中物理人教版 (2019)必修 第三冊電子課本

4 靜電的防止與利用

版本: 人教版 (2019)

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