
(1)静电平衡的实质:感应电荷的电场和外电场方向相反、合场强为零,自由电荷不定向移动。
(2)静电平衡时导体上电荷的分布:①导体内部无电荷、电荷只分布在导体外表面上。②空腔导体内部放置电荷时,内、外表面因静电感应产生感应电荷。
【典例1】(23-24高一下·辽宁大连·期末)如图,将一带正电的球靠近不带电的导体棒待其达到静电平衡。其中A、C为导体棒两个端点,B为A、C中点,且在导体内部,沿虚线将导体分成两部分,这两部分带电量分别为、
,则( )
A. B.A点场强大于B点 C.A点电势高于B点 D.C端带负电
【答案】B
【详解】AD.导体棒本身不带电,不管是怎样将导体分开,两部分所带异种电荷量的大小均相等,由于静电感应,A端带负电,C端带正电,故AD错误;
B.导体棒处于静电平衡状态,其内部各点电场强度均为零,外部表面附近任何一点的场强方向跟该点的表面垂直,即A点场强大于B点,故B正确;
C.导体棒处于静电平衡状态,整体电势相等,故C错误。
故选B。
【变式1-1】(23-24高一下·山东青岛·期末)经典电磁场理论明确给出了场中导体会影响空间静电场的分布。如图是一个金属球壳置于匀强电场后周围电场线分布情况,其中a、d两点对称分布在球壳两侧,b点位于球壳上,c点位于球壳中心,下列说法正确的是( )
A.a和d场强大小关系为 B.b和c电势大小关系为
C.球壳的感应电荷在c处的合场强为零 D.ab两点间的电势差等于cd两点间的电势差
【答案】D
【详解】A.a和d两点电场线的疏密程度相同,场强方向也相同,可知场强大小关系为
选项A错误;
B.静电平衡时导体是等势体,则b和c电势大小关系为
选项B错误;
C.球壳的感应电荷在c处的合场强与外部场强等大反向,则球壳的感应电荷在c处的合场强不为零,选项C错误;
D.因且a到金属壳间距离等于d与金属壳间距离且两段距离上的场强分布相同,根据U=Ed可知,ab两点间的电势差等于cd两点间的电势差,选项D正确。
故选D。
【变式1-2】(23-24高二下·山西·期末)人体静电是静电防护工程领域和静电应用领域的重要内容,人体静电带电规律的研究.具有基础性指导作用.如图所示为人体带正1kV静电时的等势线分布,下列说法正确的是( )
A.若两手握拳,则手指周围的电场强度减小
B.带电粒子沿着人体表面运动,电势能一定变化
C.若在a点有一静止的带负电粒子,该粒子仅在电场力作用下将以垂直于人体的速度打在人体表面上
D.在人体内部,越靠近皮肤电势越低
【答案】A
【详解】A.带电物体在其尖端位置场强大,两手握拳以后手部场强变小,故A正确;
B.人体各部位电势相等,带电粒子沿着人体表面运动时电势能不变,故B错误;
C.由图可知,电场线为曲线,且皮肤表面的电场线垂直于人体,故粒子除垂直于人体表面的速度外,还有沿着表面的分速度,合速度不会垂直于人体,故C错误;
D.人体为等势体,内部电势处处相等,故D错误。
故选A。
1、本网站所提供的信息,只供教育教学参考之用。
2、本网站及其会员一概毋须以任何方式就任何信息传递或传送的失误、不准确或错误对用户或任何其他人士负任何直接或间接的责任。
3、在法律允许的范围内,本网站在此声明,不承担用户或任何人士就使用或未能使用本网站所提供的信息或任何链接或项目所引致的任何直接、间接、附带、从属、特殊、惩罚性或惩戒性的损害赔偿。
4、访问者在从事与本网站相关的所有行为(包括但不限于访问浏览、利用、转载、宣传介绍)时,必须以善意且谨慎的态度行事;访问者不得故意或者过失的损害本网站的各类合法权益,不得利用本网站以任何方式直接或者间接的从事违反中华人民共和国法律、国际公约以及社会公德的行为。对于访问者利用本网站提供的信息而作出的任何决策、决定以及其后果,本网站不承担任何责任
5、本网站图片,文字之类版权,本网站无法鉴别所上传图片或文字的知识版权,如果侵犯,请及时通知我们,本网站将在第一时间及时删除。
6、凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
XueXi Design