高中物理 1.1《静电现象及其应用》课件 教科版选修11.ppt

静电现象及其应用 问题 电场作用时 电场作用前 静电平衡的过程 演示 1 2 3 静电感应现象 处在电场中的导体 电荷重新分布的现象静电平衡状态 导体处处无电荷定向移动的状态 一 静电平衡状态下导体的电场 注意 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整个导体是个等势体 它的表面是个等势面 一 静电平衡状态下导体的电场 二 导体上电荷的分布 一个导体 不论原来是不是带电 放入电场以后 都会由于静电感应而在导体的不同部位出现不同的电荷 那么 在静电平衡状态下 导体上的电荷怎样分布呢 法拉第圆筒实验 演示 实验模拟 实验结论 二 导体上电荷的分布 1 导体内部没有电荷 电荷只分布在导体的外表面 2 在导体表面 越尖锐的位置 电荷的密度越大 凹陷的位置几乎没有电荷 静电平衡的导体的性质 1 导体内部的场强处处为零 导体表面的场强不一定等于零2 导体内部没有净电荷3 电荷只分布在导体的外表面上4 导体内部没有电场线 电场线与导体外表面垂直 三 尖端放电 三 尖端放电 1 火花放电 2 接地放电 两种放电方式 地球是良好的导体 由于它特别大 所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势 这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水 并不能明显改变海平面的高度一样 如果用导线将带电导体与地球相连 电荷将从带电体流向地球 直到导体带电特别少 可以认为它不再带电 如果导体带正电 实际上是自由电子从大地流向导体 这等效于正电荷从导体流向大地 生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累 这时接地是一项有效措施 2 接地放电 四 静电屏蔽 演示 四 静电屏蔽 应用 1 野外高压输电线2 电力工人在带电作业时的工作服 典型例题1一个空腔金属球 球壳有一定厚度 球心处有一个负点电荷 a b c d四点分别位于空腔 球壳 球的外表面 球外 如图所示 试比较四点的场强大小 典型例题2如图所示 长为l的导体棒原来不带电 现将一带电量为q的正点电荷放在距棒左端r处 当达到静电平衡后 棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何的大小 方向 6 水平向右匀强电场 带电球a点竖直上抛 轨迹如图 a b两点在同一水平线上 m为轨迹最高点 小球抛出时的动能为4j 在m点时它的动能为2j 不计其他的阻力 求 1 小球的水平位移s1与s2的比值 2 电场力f与重力g的比值 用根式表示 3 小球落回到b点时的动能ekb 4 s1与m点高度的比值 7 如图 竖墙 平地均光滑绝缘 两带电球a b处于同一竖直平面内 若用图示方向的水平推力f作用于小球b 则两球静止于图示位置 如果将小球b向左推动少许 待两球重新达到平衡时 则两个小球的受力情况与原来相比 a 推力f将增大b 竖直墙面对小球a的弹力减小c 地面对小球b的弹力一定不变d 两个小球之间的距离增大 答案bcd 8 如图所示 p是一个很大的金属板 水平放置 q是一个带正电的点电荷 固定在板外 另一个可看作质点的带负电的小物体c 以一定的初速度从图中的a点沿金属板表面移动到b点 移动过程中c的带电荷量保持不变 它与金属板间的摩擦不能忽略 关于c的这段运动过程 下面的说法中正确的是 a c对p板的压力先变小后变大b c的加速度先变小后变大c c的电势能先变小后变大d c的速度先变小后变大 答案ab 9 一匀强电场 场强方向是水平的 如图所示 一个质量为m的带正电的小球 从o点出发 初速度的大小为v0 在电场力与重力的作用下 恰能沿与场强的反方向成 角的直线运动 求小球运动到最高点时其电势能与在o点的电势能之差 10 如图 o是一固定点电荷 另一点电荷p从很远处以初速度0射入点电荷o的电场 在电场力作用下的运动轨迹是曲线mn a b c是以o为中心 ra rb rc为半径画出的三个圆 rc rb rb ra 1 2 3 4为轨迹mn与三个圆的一些交点 以 w12 表示点电荷p由1到2的过程中电场力做的功的大小 w34 表示由3到4的过程中电场力做的功的大小 则 a w12 2 w34 b w12 2 w34 c p o两电荷可能同号d p的初速度方向的延长线与o之间的距离可能为零 答案b 11 有三根长度皆为l 1 00m的绝缘轻线 拴有质量皆为m 1 00 10 2kg的带电小球a和b 它们的电荷量分别为 q和 q q 1 00 10 7c a b之间用第三根线连接起来 空间中存在大小为e 1 00 106n c的匀强电场 方向沿水平向右 平衡时a b球的位置如图所示 现将o b之间的线烧断 由于有空气阻力 a b球最后会达到新的平衡位置 求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少 不计两球间静电力 答案6 8 10 2j 12 如图 竖直轻弹簧劲度系数为k 上端与质量为m的小球连接 下端与水