1.7 静电现象的应用.doc

1.7 静电现象的应用 一、静电平衡状态下导体的电场 1静电平衡状态：导体中(包括表面)_不再发生移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态2静电平衡状态下导体的特点：(1)处于静电平衡状态的导体，内部_处处为零(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个_，它的表面是一个等势面(3)表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面_二、导体上电荷的分布1处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在_2在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)_，凹陷的位置_电荷三、尖端放电1电离：使空气分子中的_分离，这种现象叫做空气的电离2尖端放电：导体尖端的电荷密度很大，附近的_很强，使周围中性空气分子电离，变成带电粒子，这些带电粒子在强电场加速下，会使更多的空气分子电离，产生大量的_，与导体尖端的电荷符号相反的粒子被_到尖端，跟尖端上的电荷_，这相当于尖端_电荷，这种现象叫做尖端放电 3应用与防止：应用：_；防止：高压输电设备的表面尽量做得光滑，避免放电四、静电屏蔽导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，表现为电中性，若导体是空腔的，空腔部分的_也处处为零，无论导体外部的电场是什么样的，电场都不会_导体内部，金属壳的这种作用叫做静电屏蔽例1长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图1所示当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于_，方向为_图1 例2.如图2所示，在孤立点电荷Q形成的电场中，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)图2例3.如图3所示为一空腔球形导体(不带电)，现在将一个带正电的小金属球A放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势的关系是()AEaEbEc，abcBEaEbEc，abcCEaEbEc，abcDEaEcEb，abc例4. 如图4所示，A、B为两个带等量异号电荷的金属球，将两根不带电的金属棒C、D放在两球之间，则下列叙述正确的是()图4AC棒的电势一定高于D棒的电势B若用导线将C棒的x端与D棒的y端连接起来的瞬间，将有从y流向x的电子流C若将B球接地，B所带的负电荷全部流入大地D若将B球接地，B所带的负电荷还将保留一部分同步测试一、选择题：1.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点荷，其电场分布是图2中的哪一个 2.在一个导体球壳内放一个电量为Q的点电荷，用Ep表示球壳外任一点的场强，则 A当Q在球壳中央时，Ep0B不论Q在球壳内何处，Ep一定为零C只有当Q在球心且球壳接地时，Ep0D只要球壳接地，不论Q在球壳内何处，Ep一定为零 3.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下叙说法正确的是 AA、B两点场强相等，且都为零 BA、B两点的场强不相等 D当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动二、填空题：4.如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q放置用手接触B端，移去手指再移去Q，AB带何种电荷_若手的接触点改在A端，情况又如何_5. 有一绝缘空心金属球A，带有410-6C的正电荷，一个有绝缘柄的金属小球B，带有210-6C的负电荷若把B球跟A球的内壁相接触，如图6所示，则B球上电量为_C，A球上电量为_C，分布在_ 6.如图，在真空中有两个点电荷A和B，电量分别为Q和2Q，它们相距L，如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r（2rL）的空心金属球，且球心位于O点，则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小_ 方向_ 7.长为L的导体棒原来不带电，将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图9所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于_ 例1. 解析达到静电平衡后的导体棒，其内部合场强处处为零，此合场强为点电荷q和导体棒上感应电荷分别在O处产生的场强的矢量和，因此两场强应大小相等、方向相反欲知感应电荷在O处产生的场强大小，只需求q在O处的场强，该场强的大小E，方向水平向右所以，感应电荷在O处产生的场强大小E，方向与q在O处的场强方向相反，即水平向左答案水平向左点拨与技巧(1)解决此类问题通常根据静电平衡原理、感应电荷产生的场强E与原场强E0关系，把求感应电荷的场强转化为原来的场强(2) 注意：E与E0关系是等大反向，合场强为零，解题首先要弄清求的是感应电荷的场强还是合场强例2. 答案如图所示.解析圆盘A处于静电平衡状态，因此内部各点的合场强都为零，即圆盘A内的每一点处，感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点产生的电场强度大小相等、方向相反例3。 解析画出空腔导体内外的电场线分布，可以看出Eb0，但b0，由内向外电势依次降低，abc；由电场线疏密可看出EaEcEb.处于静电平衡的导体内部场强处处为零，导体是一个等势体，但其电势并不一定为零答案D点拨与技巧本题应先找出原电场，再找出哪是电场中的导体，然后由本节知识求解例4. 答案ABD解析由右图所示的电场线方向可知A、B、C、D的电势高低为ACDB.当用导线将C棒的x端与D棒的y端连接的瞬间，将有自由电子从电势低的D棒流向电势高的C棒，这时C与D已通过导线连接为一个导体了，静电平衡后，它们的电势相等，C的x端仍带负电，D的y端仍带正电，而C的右端及D的左端均不带电，即C右端的正电荷与D左端的负电荷中和掉了当将B球接地时，一部分自由电子从低于大地电势的B球上流向大地，而一部分电子受到D棒y端正电荷的吸引而保留在靠近y的近端处，如果把带正电的A球移走，