1.7静电现象的应用复习_图文_百度文库
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1.7静电现象的应用复习
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& 【名师同步导学】学年高二物理第1章第7节《静电现象的应用》课件（新人教版选修3-1）
【名师同步导学】学年高二物理第1章第7节《静电现象的应用》课件（新人教版选修3-1）
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资料概述与简介
解析：选项A中不会张开，金属网可以屏蔽外电场．选项B中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响．选项C、D中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响． 答案：B
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断． (1)分析静电屏蔽问题时首先要分清外壳是否接地． (2)实际应用中金属外壳不必严格完全封闭，用金属网罩代替金属壳体也能起到屏蔽作用.
如图所示，在孤立点电荷＋Q的电场中，金属圆盘A处于静电平衡状态．若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线(用实线表示，要求严格作图)． 解 题 方 法 指 导 对应学生用书P27 【解析】　导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷＋Q在该点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷＋Q的电场线重合，且方向相反(注意：图中的虚线是为了确定A内的实线而画出的，并不表示A外部的电场线)． 【答案】　如图所示． 【方法总结】 (1)明确研究对象是否达到静电平衡状态． (2)判断导体两端的电荷分布及所产生的电场方向，可由静电感应现象判知同种电荷被尽可能排斥到远处，异种电荷被尽可能吸引到近处． (3)根据静电平衡现象的特点，达到平衡的导体内部，合电场为零，整个导体是等势体，来计算感应电荷在某点产生的电场强度或其他问题．
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，如图所示．当棒达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点P处产生的电场强度大小等于________，方向为________．
如图所示，A为带电的空腔导体，B为离A很远的不带电的验电器，现用一根导线一端与A的内壁接触，另一端与B接触，则B的金属箔片是否张开？ 【解析】　
【答案】　张开
【方法总结】 处于静电平衡状态的导体净电荷只分布在外表面，应注意区分内表面和外表面，在导体外部就是外表面，还应注意是净电荷分布在外表面上．
如图所示，金属球壳A带有正电，其上方有一小孔a，静电计B的金属球b用导线与金属球c相连，以下操作所发生的现象，哪些是正确的(　　) A．将c移近A，但不与A接触，B会张开一定角度 B．将c与A外表面接触后移开，B会张开一定角度 C．将c与A内表面接触时，B不会张开一定角度 D．将c置于A空腔内，但不与A接触，B不会张开一定角度 解析：不论c在A外还是A内，都能发生静电感应，从而使B的指针带正电使指针张开一定角度；不论将c与A的内表面还是外表面接触，因为接触带电，指针都带正电，从而张开一定角度． 答案：AB
如图所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时(　　)
A．P、R上均出现感应电荷 B．P、R上均没有感应电荷 C．P上有而R上没有感应电荷 D．P上没有而R上有感应电荷 【解析】　本题考查静电屏蔽问题：当将带正电Q的小球放入M的空腔中时，由于静电感应，M的内表面带负电，而外表面带正电，其电荷量为Q，它与原来金属球M外表面所带的电荷－Q正好中和，使外表面不带电．这实际上是M所带电荷－Q被吸引至内表面，所以金属球M外部不存在电场，不能使P产生静电感应，P上没有感应电荷．当将带正电Q的小球放入原来不带电的N的空腔中时，由于静电感应，N内表面带负电荷，外表面带正电荷，N外部有电场，使R产生静电感应，使左端带负电，右端带正电，故选项D正确． 【答案】　D
【方法总结】 (1)研究静电屏蔽问题时，应首先判断金属壳是否接地． (2)若金属壳不接地，金属壳内部空间不受壳外部电场的影响． (3)若金属壳接地，壳内部电场对壳外空间没有影响． 如图所示，原来不带电的金属球壳内壁接地，将一带正电的小球放入其中，但不与球壳接触，则(　　) A．球壳内壁带负电 B．球壳外壁带正电 C．球壳外壁不带电 D．若将接地线去掉再移去正电荷， 球壳外壁带负电 解析：球壳内正电荷产生电场，使球壳处于静电平衡状态，在球壳的内表面出现等量异种电荷，球壳的外表面出现等量同种电荷，当球壳接地时，不论内表面接地还是球壳外表面接地，待稳定后球壳的电势必定为零．球壳的外表面无感应电荷，球壳外也没有静电场，这就是接地导体壳的静电屏蔽作用．故A、C选项正确．若将接地线去掉再移去球壳内正电荷时，球壳内表面的负电荷就会分布到球壳的外表面上，内壁不再带电．故D选项正确． 答案：ACD
如图为空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔内，静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是(　　) 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 【解析】　
【答案】　D
【方法总结】 导体处于静电平衡状态时，内部场强处处为零，但表面各处的场强并不相同；整个导体是等势体，表面是等势面，场强和表面处处垂直．若能根据静电平衡状态时导体上的电荷分布，画出电场线的大体分布，再结合以上特点，就可以比较空间中一些点的场强、电势．
一个不带电的空心金属球，在它的球内放一个正电荷如图所示，其电场分布正确的是(　　)
解析：空心金属球内放一正电荷，由于静电感应使金属球壳带正电，球壳上达到静电平衡，内部场强为零，当外壳接地时，对外具有屏蔽作用，故选项C、D正确． 答案：CD 默 读 联 想 记 忆 对应学生用书P28 1.导体处于静电平衡状态时，下列说法正确的是(　　) A．导体内部没有电场 B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 C．导体内部没有电荷的运动 D．以上说法均不正确 课 堂 巩 固 训 练 对应学生用书P29
解析：导体处于静电平衡状态时，导体内部不是没有电场，而是外电场与感应电荷产生的电场的合场强为零，但两场强仍然存在，故A错；对于B，不能说没有电荷，净电荷只分布在外表面上，自由电子和正电荷仍存在，只是显中性，故B错；对于C，导体内部的电荷(电子与正电荷)的热运动仍然存在，故C错．只有D正确． 答案：D 2．电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是(　　) A．铜丝编织的衣服不易拉破 B．电工被铜丝衣服所包裹，使体内电势为零 C．电工被铜丝衣服所包裹，使体内场强为零 D．铜丝电阻小，能对人体起到保护作用 解析：电工穿的高压作业服由铜丝编织，电工穿上它后在自身的外面就覆盖了一层金属网，这层网起到了静电屏蔽的作用，可以有效地防止外部电场对人身的伤害，对人体起到保护作用，C正确． 答案：C 3．一个带绝缘底座的空心金属球A带有4×10－8 C的正电荷，上端开有适当小孔，有绝缘柄的金属小球B带有2×10－8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B带电量分别为(　　) A．QA＝10－8 C，QB＝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：由电荷守恒定律和处于静电平衡状态的导体特点可知B正确． 答案：B 5．在如图所示的实验中，验电器的金属箔会张开的是(　　) 同步导学方案 课后强化演练 第7节　静电现象的应用 1．静电感应现象 如图所示，将一不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的自由电子在电场力的作用下，逆着电场线方向定向移动，使导体的一侧聚集负电荷，而导体另一侧却聚集等量的正电荷，这种现象就是静电感应现象． 教 材 要 点 解 读 对应学生用书P26 2．静电平衡状态：导体上(包括表面)处处无电荷定向移动的状态． 3．静电平衡状态导体的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零． (2)处于静电平衡状态的导体，其外部的场强方向必跟该点的表面垂直． (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面． (1)不要认为达到静电平衡需要很长时间，其实金属导体建立静电平衡状态的时间只有几微秒，相当快． (2)达到静电平衡后，自由电子没有定向移动而不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动． (3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷产生的场强E′的合场强为零． (4)应该注意静电感应与感应起电的区别和联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂时出现等量相反电荷的现象． 1．净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷． 2．感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近异，如图所示： 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，如图所示： (1)一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点．人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端． (2)净电荷是指导体内未被中和抵消的剩余电荷，感应电荷是指由于静电感应而使导体两端出现的等量异种电荷． 1．空气的电离 电荷在导体表面的分布与导体的弯曲程度有关，导体表面突出和尖锐的地方，电荷的分布密集，因此导体尖端附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离．这个现象叫做空气的电离． 2. 尖端放电 中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子．这些带电粒子在强电场的作用下加速，撞击空气中的分子，使它们进一步电离，产生更多的带电粒子．那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，这相当于导体从尖端失去电荷．这个现象叫尖端放电． 3．尖端放电的应用和防止 (1)避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施．如图所示，通过避雷针的尖端放电后，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击．
(2)尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备中导体的表面应该尽量光滑． 1．现象：如图所示，先使A带电，然后移近验电器B，由于静电感应，B的金属箔片张开；若把B置于金属网罩中，发现B的金属箔片并不张开． 2．定义：具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内部场强为零，腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽． 3．两种典型的静电屏蔽现象 (1)外屏蔽：如图所示，若空腔导体内有带电体，在静电平衡时，它的内表面将产生等量异号的感应电荷．如果外壳不接地，则外表面会产生与内部带电体等量而同号的感应电荷，此时感应电荷的电场将对外界产生影响，这时空腔导体只能对外电场屏蔽，却不能屏蔽内部带电体对外界的影响，所以叫外屏蔽．
(2)全屏蔽：如图所示，如果外壳接地，即使内部有带电体存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流入大地．外界对壳内无法影响，内部带电体对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽叫做全屏蔽．
4．静电屏蔽的应用和防止 (1)应用：为了防止外界信号的干扰，静电屏蔽被广泛地应用于科学技术工作中．许多电子仪器外面都套着金属罩；通讯电缆外面包着一层铅皮；高压带电作业人员穿金属网衣；又如电话线从高压线下经过，为了防止高压线对电话线的影响，在高压线与电话线之间装一金属网等，这些都是用来防止外界电场干扰的屏蔽措施． 解析：导体棒在点电荷＋q的电场中发生静电感应，左端出现负电荷，右端出现正电荷，棒中任何一点都有两个电场，即外电场：＋q在该点形成的电场E0；附加电场：棒上感应电荷在该点形成的电场E′，达到静电平衡时E′＝E0.
题中所求的即为E′，于是我们通过上述等式转化为求E0.
棒中点P距离＋q为r＝R＋，
于是E′＝E0＝.
E′和E0方向相反，方向向左．
答案：　向左
4．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.该点电荷的电场在球心处产生的感应电场的场强大小等于(　　)
A．k－k　　　 B．k＋k
解析：Q在球心处产生的场强大小E＝k，球心处合场强为零，故感应电场的场强E′＝E＝k，D正确．
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大学物理-静电场中的导体和电介质
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&&静​电​平​衡​等
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你可能喜欢为啥有正电荷流入大地？静电平衡应用在哪？&
永遠也得你088
据我理解，大地电势为零，A的电势高于大地，那么A处的电势为正，相当于A带正电荷，静电平衡，那么A就要分一半正电荷给大地，负电荷没有分出去，就是带负电
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