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1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載電場(chǎng)中的導(dǎo)體典型例題解析例1如圖14-40所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體向帶負(fù)電的小球緩慢地靠近(不相碰),則下列說(shuō)法中正確的是A. B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B.導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)越來(lái)越大C.感應(yīng)電荷在 M點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大于在 N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)D.感應(yīng)電荷在 M點(diǎn)和N點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)相等解答:正確的應(yīng)選AC點(diǎn)撥:絕緣導(dǎo)體向帶電體移動(dòng)過(guò)程中,導(dǎo)體中電荷受到的外電場(chǎng)的作用力變 大,使電荷不斷移動(dòng),故 A正確.由于導(dǎo)體緩慢移動(dòng),所以移動(dòng)過(guò)程導(dǎo)體可視為 總是處于靜電平衡狀態(tài),其內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)等于零,故 B錯(cuò)誤.要使合場(chǎng)強(qiáng)等于零, 感應(yīng)電荷在 M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)與電荷 Q在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方 向相
2、反,由E=kQ/r2可知,C對(duì),D錯(cuò),故選擇 AC.【例2】如圖14-41所示,把一個(gè)帶正電的小球 A ,放入帶絕緣支架不帶電的 空心球殼B內(nèi),但不與B內(nèi)壁接觸,達(dá)到靜電平衡后,下述說(shuō)法正確的是A .球殼B內(nèi)部空腔處場(chǎng)強(qiáng)為零B.球殼B外部空間場(chǎng)強(qiáng)為零C.球殼B不帶電D.若將球殼B接地則帶負(fù)電解答:應(yīng)選CD點(diǎn)撥:空腔內(nèi)有帶電小球 A ,由于靜電感應(yīng),在空腔 B內(nèi)表面產(chǎn)生負(fù)電荷, 外表面產(chǎn)生等量正電荷,故空腔 B內(nèi)、外電場(chǎng)均不為零, A、B錯(cuò),接地后大地上 的電子與空腔 B外表面的正電荷中和,使空腔 B只帶負(fù)電,CD正確.【例3】一金屬球,原來(lái)不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線(xiàn)放置一均勻帶電的細(xì)桿MN
3、,如圖14-42所示,金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為 Ea、Eb、Ec三者相比.A. Ea最大B. Eb最大C. Ec最大D . Ea=Eb=Ec點(diǎn)撥:處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與外電場(chǎng)等大反向,使 合場(chǎng)強(qiáng)等于零.參考答案:C【例4 一個(gè)正被追捕的逃犯,慌亂之中,進(jìn)入一個(gè)鐵皮簡(jiǎn)易房,他拿出手機(jī) 準(zhǔn)備與一個(gè)同伙聯(lián)系,試用學(xué)過(guò)的知識(shí)分析他能否實(shí)現(xiàn)目的?點(diǎn)撥:接地的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩可以使其外部不受內(nèi)部帶電體電場(chǎng)的影響. 參考答案:不能。跟蹤反饋1 .如圖14-43所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷相距 卬 帶電量分別為+ Q和一Q,在它們 之間放入一個(gè)不帶電的導(dǎo)體棒
4、, 當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后, 感應(yīng)電荷在兩點(diǎn)電荷連線(xiàn) 中點(diǎn)。產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為 ,方向?yàn)?;導(dǎo)體棒M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)學(xué)習(xí)必備歡迎下載大小關(guān)系為Em En(填=)2 .如圖14-44所示,接地金屬球的半徑為R,球外點(diǎn)電荷的電量為 Q,距球心的距離為r,該點(diǎn)電荷在球心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)是多大?3 .如圖14-45所示,A為帶正電的金屬小球,B為不帶電的金屬球殼,分析在下列情況下,A球和B球殼內(nèi)外表現(xiàn)的帶電情況,并畫(huà)出電場(chǎng)線(xiàn).(1)A球和B球殼內(nèi)壁不接觸;(2)A球和B球殼內(nèi)壁接觸;(3)A球和B球殼內(nèi)壁不接觸,用手指和殼內(nèi)壁接觸一下;(4)A球和B球殼內(nèi)壁不接觸,用手指和球殼接觸一下,移去手指,再將金屬 球A
5、移出球殼.4 . 一個(gè)帶絕緣支柱的空心金屬球A帶有4X108C的正電荷,有絕緣柄的金屬小球B帶有2X10-8C的負(fù)電荷,現(xiàn)使b球和a球的內(nèi)壁接觸,如圖14-46所示, 則A、B各帶電量為A. QA = 10-8C QB=10-8CB. Qa = 2X10-8C Qb = 0C. Qa =。、Qb=2X 10-8cD. Qa = 4X10-8C Qb=- 2X 10-8c參考答案負(fù)電,外表面帶正電.(2)A不帶電,B內(nèi)壁不帶電,外表面帶正電.(3)A帶正電,B內(nèi)壁帶負(fù)電,外表面不帶電.(4)A帶正電,B內(nèi)壁不帶電,外表面帶負(fù)電. 4. B電場(chǎng)中的導(dǎo)體典型例題【例11 A B為兩個(gè)大小不等的導(dǎo)體球
6、殼(R>R),分別有正電荷 q與2q見(jiàn)圖.(1)球殼B與A接觸一下后,將B放進(jìn)A球殼內(nèi)與內(nèi)表面接觸,則 A的帶電情況是, B的帶電情況是.學(xué)習(xí)必備歡迎下載(2)球殼B與A接觸一下后,將B球殼放進(jìn)A球殼內(nèi),使A瞬間接 地,再將B與A的內(nèi)表面接觸,則A的帶電情況是; B的帶電情況 是.分析(1) B與A接觸一下后,兩者電量重新分配.由于 A球殼比 B球殼大,一定有電荷從 B流向A,結(jié)果A球殼帶電量qA >q, b球殼帶電 量qB<2q,qB=3q.將B放進(jìn)A球殼內(nèi)與A接觸,B球殼上的電荷將全 部轉(zhuǎn)移到A球殼外表面,A球殼外表面帶電量為qA+qB=3q B球殼不帶電.(2) B與A
7、接觸一下后,A球殼帶電qA>q, B球殼帶電qB<2q.將 B放進(jìn)A球殼內(nèi),由于靜電感應(yīng),A球殼內(nèi)表面感應(yīng)出電量一qB, A球殼外 表面帶電為qA+ qB=3q. A瞬間接地后,A球殼外表面電荷中和.再將 B與 A的內(nèi)表面接觸,兩者電荷正好全部中和.答(1)外表面帶電3q、不帶電;(2)不帶電、不帶電.說(shuō)明由于靜電平衡時(shí),電荷只分布在外表面,所以A、B兩球接觸 后,無(wú)論帶電量如何分配,當(dāng) B放進(jìn)A內(nèi)與A內(nèi)表面接觸后,它的電荷一定全部轉(zhuǎn)移到A的外表面.例2如圖1所示,在孤立點(diǎn)電荷+Q的電場(chǎng)中,金屬圓盤(pán)A處于靜 電平衡狀態(tài),若金屬圓盤(pán)平面與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi), 試在圓盤(pán)A內(nèi)做出 由盤(pán)上
8、感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)的三條電場(chǎng)線(xiàn) (用實(shí)線(xiàn)表示電場(chǎng)線(xiàn),要求 嚴(yán)格作圖).困I分析導(dǎo)體A處于靜電平衡狀態(tài),因此內(nèi)部每點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)都為零,即 導(dǎo)體A內(nèi)的每一點(diǎn)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷 Q在那點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng) 度大小相等、方向相反,即感應(yīng)電荷的電場(chǎng)線(xiàn)與點(diǎn)電荷 Q的電場(chǎng)線(xiàn)重合, 且方向相反.答回出感應(yīng)電荷形成的附加電場(chǎng)在 A圓盤(pán)內(nèi)的三條電場(chǎng)線(xiàn)(實(shí) 線(xiàn)),如圖2所示.圖2學(xué)習(xí)必備歡迎下載說(shuō)明(1)在處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的內(nèi)部, 要分析清楚感應(yīng)電荷 產(chǎn)生的電場(chǎng)、施感電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)(外電場(chǎng)),以及疊加后的合電場(chǎng).(2) 本小題考查了靜電感應(yīng)、靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn),電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加等知識(shí) 點(diǎn).(3)圖2中的虛線(xiàn)
9、是為了確定A內(nèi)的實(shí)線(xiàn)而畫(huà)出的,它并不表示 A 外部的電場(chǎng)線(xiàn).【例3】將懸在細(xì)絲上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C 內(nèi)。C被絕緣固定。另有一個(gè)掛在細(xì)絲線(xiàn)上的帶負(fù)電的小球 B向C靠近如 圖1所示,結(jié)果將A. A向左偏離豎直線(xiàn),B向右偏離豎直線(xiàn)B. A位置不變,B向右偏離豎直線(xiàn)C. A向左偏離豎直線(xiàn),B的位置不變D. A和B的位置都不變誤解一選(D)。誤解二選(A)。正確解答選(B)。錯(cuò)因分析與解題指導(dǎo)誤解一認(rèn)為:由于金屬空腔C的靜電屏蔽 作用,B球的電場(chǎng)被遮檔,空腔 C內(nèi)部不受此電場(chǎng)的影響,故 A不受力; 同理,A球的電場(chǎng)被“屏蔽”,B球不受此電場(chǎng)影響故B也不受力。以上 對(duì)靜電屏蔽的理解前一半正確,后一半失誤。如圖2所示,由于靜電屏蔽,C的內(nèi)側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,外側(cè)帶上等量 正電荷。C的內(nèi)腔有電場(chǎng)線(xiàn)如圖,C的外空間也有電場(chǎng)線(xiàn)如圖,但 C的內(nèi) 部(涂陰影區(qū))場(chǎng)強(qiáng)為零,無(wú)電場(chǎng)線(xiàn)??梢院苄蜗蟮乜吹剑簬щ婓w A的電 場(chǎng)僅在C的內(nèi)部“中斷” 一下,但能“延伸”至外部空間。也就是說(shuō),金 屬空腔C并沒(méi)有能遮擋A的電
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