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文檔簡介

1、靜電平衡下導(dǎo)體特點靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體特點與應(yīng)用 以靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體為命題點的考題時現(xiàn)于高考卷面,充分說明當(dāng)今高考已無熱點,然而該類命題以其背景的抽象性、知識的綜合性,始終是考生應(yīng)考的難點。 難點電場1. 一金屬球,原來不帶電,現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一 均勻帶電細(xì)桿 MN如圖11-1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(qiáng)大小分別為 Ea,Eb,Ec, 三者相 比圖11-1A. Ea 最大 B.Eb 最大C.Ec 最大 D.Ea=Eb=Ec2. 在正電荷附近有兩個絕緣導(dǎo)體M N,由于靜電感應(yīng)發(fā)生了如圖 11-2 的電荷分布,當(dāng)用導(dǎo)線將 a b 兩點聯(lián)接起來時,

2、導(dǎo)線中是否有電流流過,如果有電流,電流圖 112的方向是怎樣的?3. 如圖 11-3 所示,面積足夠大的、板間距離為 d 的兩平行金屬板豎直放置,與直流電壓為U的電源連接,板間放一半徑為R(2Rv d)的絕緣金屬球殼, C D是球殼水平直徑上的兩點,那么以下說法正確的選項是A. 由于靜電感應(yīng),球殼上 C、D兩點電勢差為RU d圖11-3B. 由于靜電感應(yīng),球殼中心 O點場強(qiáng)為零C. 用手摸一下球殼,再拿去平行金屬板,球殼帶正電D. 用手摸一下球殼,再拿去平行金屬板,球殼帶負(fù)電典例探究例 1如圖 11-4 所示,水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷Q, 外表絕緣的帶電的小球(可視為質(zhì)點且不影

3、響Q的電場),從左端以初速度 v0滑上金屬板,沿光滑的上圖11-4 外表向右運動到右端,在該運動過程中A. 小球做勻速直線運動 B. 小球做先減速,后加速運動C. 小球的電勢能保持不變 D. 電場力對小球所做的功為零命題意圖:考查對靜電平衡導(dǎo)體特點的理解與應(yīng)用能力.B級要求錯解分析:由于受思維定勢的影響,誤選B,沒有充分考慮到導(dǎo)體的放入.由于靜電感應(yīng)而導(dǎo)致空間電場的變化因素,思維片面化 .解題方法與技巧:水平放置的金屬板處于點電荷Q的電場中而到達(dá)靜電平衡狀態(tài),是一個等勢體,其外表處電場線處處與外表垂直,故帶電小球(外表絕緣,電量不變)在導(dǎo) 體外表滑動時,電場力不做功,故小球做勻速直線運動,所以

4、A、C D選項正確.例2如圖11-5所示,絕緣導(dǎo)體A帶正電,導(dǎo)體不帶電,由于靜電感應(yīng),使導(dǎo)體B的M端帶上負(fù)電,而 N端那么帶等量的正電荷.(1) 用導(dǎo)線連接 M N,導(dǎo)線中有無電流流過?(2) 假設(shè)將M N分別用導(dǎo)線與大地相連,導(dǎo)線中有無電流流過?方向如何?命題意圖:考查對靜電平衡特點及電流產(chǎn)生條件的理解能力 .B 級要求. 圖 11-5錯解分析:對電流形成的條件理解不深刻,誤認(rèn)為將M、N兩點相連會進(jìn)行電中和現(xiàn)象,有電流通過 .解題方法與技巧:A為帶正電的場源電荷,由正電荷即形成的電場的電勢分布可知: UA> UB> U地,其中,B是電場中處于靜電平衡的導(dǎo)體 .UM=UN=UBS用

5、導(dǎo)線在不同位置間連接時,電流定由高電勢流向低電勢,而在電勢相等的兩點間連接時,那么導(dǎo)線中無電流通 過. 所以:1因為 UM=U,N 故導(dǎo)線中無電流 .2因為UM=UN=UBU地,所以無論用導(dǎo)線將 M還是N與大地相連,電流均由導(dǎo)體 B 流向大地 .錦囊妙計高考對靜電平衡內(nèi)容的命題考查主要集中于對導(dǎo)體到達(dá)靜電平衡的動態(tài)過程的分析以 及對靜電平衡導(dǎo)體特點的把握與運用. 命題綜合性強(qiáng),背景抽象,常以填空與選擇題型呈現(xiàn)于卷面,能考查學(xué)生的抽象思維能力及嚴(yán)密的邏輯推理能力,有較高的區(qū)分度 . 預(yù)計在一、靜電平衡導(dǎo)體的特點孤立的帶電導(dǎo)體和處于感應(yīng)電場中的感應(yīng)導(dǎo)體,當(dāng)?shù)竭_(dá)靜電平衡時,具有以下特點:1. 導(dǎo)體內(nèi)

6、部的場強(qiáng)處處為零,E內(nèi)=0.沒有電場線.2. 整個導(dǎo)體是等勢體,導(dǎo)體外表是等勢面 , 但導(dǎo)體外表的場強(qiáng)并不一定相同 .3. 導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體外表垂直,外表場強(qiáng)不一定為零 .4. 對孤立導(dǎo)體,凈電荷分布在外外表上,并且電荷的分布與外表的曲率有關(guān),曲率大 的地方電荷分布密 .二、用導(dǎo)線連接不同靜電平衡導(dǎo)體或同一導(dǎo)體不同部位時,判斷電流方向的方法1. 判斷有無電流要看導(dǎo)線兩連接點有無電勢差,判斷電流流向要看兩點電勢上下電 流總是由高電勢點流向低電勢點 .2. 一般思路:首先要明確哪個導(dǎo)體是場源電荷,哪個導(dǎo)體是電場中的導(dǎo)體 . 其次,判 明兩不同導(dǎo)體或同一導(dǎo)體不同部位的兩點間電勢的上下,最后確定有

7、無電流產(chǎn)生及電流的 流向.難點突破訓(xùn)練1. 如圖11-6中,實心金屬球 A半徑為R帶電量為 Q點電荷B帶電量為q.B與A球間的距離為r.當(dāng)B不存在而只有A 存在且到達(dá)靜電平衡狀態(tài)時,電荷 Q在球心0處的電場強(qiáng)度等于.當(dāng)點電荷B也同時存在并到達(dá)靜電平衡時,球心 0處的電場強(qiáng)度等于 ,金屬球上的電荷在球心 0圖11-6 處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小等于 .2. 如圖11-7所示,A、B為兩個大小不等的導(dǎo)體球殼RA> RB分別有正電荷 q 與 2q. 1球殼 B 與 A 接觸一下后,將 B 放進(jìn) A 球殼內(nèi)與內(nèi)外表接觸,那么A的帶電情況是 , B的帶電情況是 .2球殼B與A接觸一下后,將 B球殼放進(jìn)A球

8、殼內(nèi),使 A 瞬間接地,再將B與A的內(nèi)外表接觸,那么 A的帶電情況是 B 球帶電情況是 .3. 如圖11-8所示,將一不帶電的空腔導(dǎo)體A的內(nèi)壁與一外殼接地的靜電計相連,又將另一個帶正電的導(dǎo)體B向A移動,最后B 與A接觸,此過程中靜電計指針將會A. B與 A 未接觸時指針不張開,接觸時變大B. 指針一直不張開圖11-7 圖 11-8C. B 與 A 未接觸時指針不張開,接觸時變小D. B 與 A 靠近時指針張開,接觸時張角最大N 不帶電,旁邊各放Q的小球分別放入4. 如圖11-9所示,兩個相同的空心金屬球 M和N, M帶-Q電荷, 一個不帶電的金屬球 P和R M N相距很遠(yuǎn),互不影響,當(dāng)將帶正電

9、 M和N的空腔時A.P 、 R 上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷圖11-9 B.P 、R上均沒有感應(yīng)電荷C. P 上有感應(yīng)電荷,而 R上沒有感應(yīng)電荷D. P 上沒有感應(yīng)電荷,而 R上有感應(yīng)電荷5. 如圖11-10所示,一個帶正電的絕緣金屬球殼 A,頂部開一小孔,有兩只帶正電的 金屬球B、C,用金屬導(dǎo)線連接,讓 B球置于球殼A內(nèi)的空腔中,與內(nèi)外表接觸后又提起, C球放置在A球殼外,待靜電平衡后正確的判斷是A. B 、 C 兩球都不帶電B. B 球不帶電,C球帶電圖11-10 C. 讓C球接地后,B球不帶電D.讓C球接地后,A球殼空腔內(nèi)的場強(qiáng)為零6. 如圖11-11所示,一導(dǎo)體球 A帶有正電荷,當(dāng)只有它存在時,它在空間P點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為 EA在A球球心與P點連線上有一帶負(fù)電的點電荷B,當(dāng)只有它存在時,它在空間P點產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為EB,當(dāng)A、B同時存圖11-11在時,根據(jù)場

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