靜電感應(yīng)起電測試題含解析
1.1
對感應(yīng)起電一道習(xí)題的解析
對靜電感應(yīng)起電，有這樣一道題：當(dāng)帶正濁度體A緊靠一個(gè)絕緣導(dǎo)體B時(shí)，因?yàn)殪o電感應(yīng)，B兩端感應(yīng)出等量異種電荷。將B上端接地，絕緣導(dǎo)體B帶何種電荷
錯(cuò)誤的解答：多數(shù)中學(xué)生覺得，因?yàn)殪o電感應(yīng)導(dǎo)體B上端帶負(fù)電，右端帶正電。上端接地電荷被導(dǎo)走，導(dǎo)體B帶正電。
正確的解答：接地后B整個(gè)物體相當(dāng)于近端，大地為遠(yuǎn)端，所以B帶負(fù)電。
解答完此題后腦海閃出一個(gè)問題，導(dǎo)體一端接地，分離后電荷在導(dǎo)體上到底是怎么分布的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
（一）實(shí)驗(yàn)器材
J2310感應(yīng)起馬達(dá)（一個(gè)）、帶有金屬箔片的絕緣導(dǎo)體A與B（一對）、絕緣球狀導(dǎo)體C（一個(gè)）、驗(yàn)電器（一個(gè)）、橡膠棒（一個(gè)）、毛皮（一片）。
（二）實(shí)驗(yàn)過程
1．使絕緣球狀導(dǎo)體C帶負(fù)電。
方式：搖晃起馬達(dá)，使其起馬達(dá)一極與C接觸。用毛皮磨擦過的橡膠棒與驗(yàn)電器的小球接觸，使它帶上負(fù)電。使球狀導(dǎo)體接觸驗(yàn)電器，發(fā)覺驗(yàn)電器金屬鉑片伸開的角度變大，說明球狀導(dǎo)體代的是負(fù)電荷。
2．探究當(dāng)導(dǎo)體一端接地時(shí)，電荷在導(dǎo)體的分布情況。
（1）使B端接地，觀察現(xiàn)象。過程：當(dāng)絕緣導(dǎo)體A與B靠在一起，置于帶負(fù)電的絕緣導(dǎo)體C對面，發(fā)覺AB兩端箔片都伸開。用手摸一下B端，發(fā)覺B端箔片合攏，A端箔片仍伸開，如圖1。移開手掌，發(fā)覺AB兩端箔片沒有變化。移去C發(fā)覺A端箔片張角減少，B端箔片伸開。分開AB，發(fā)現(xiàn)AB兩端箔片仍伸開。用驗(yàn)電器檢驗(yàn)枕形導(dǎo)體AB兩端帶的都是正電。當(dāng)用手摸A端時(shí)，以上觀察結(jié)果沒有變化。
剖析：用手摸一下導(dǎo)體B端，人便把導(dǎo)體與大地連通，使大地參與了電荷轉(zhuǎn)移。因而，導(dǎo)體本身的電荷不再守恒，而是導(dǎo)體與大地構(gòu)成的系統(tǒng)中電荷守恒。因?yàn)殪o電感應(yīng)，A端仍為正電荷，大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量負(fù)電荷，則B端的負(fù)電荷通過人體流走，B端不帶電，即此時(shí)電荷只分布在A端。移開手掌，大地與導(dǎo)體分離，因?yàn)楫惙N電荷互相吸引，正電荷仍分布在A端。移去C后，A端電荷在AB上重新分配，致使AB都帶上正電荷。當(dāng)用手摸A端時(shí)，剖析相同。
圖解：如圖2。
（2）用手摸一下A端，移去右臂，分開AB，發(fā)覺A端箔片仍伸開，B端箔片仍合攏，移去C感應(yīng)起電，A端箔片仍伸開，B端箔片仍合攏。用驗(yàn)電器檢驗(yàn)A帶的是正電。當(dāng)用手摸B端時(shí)，以上觀察結(jié)果沒有變化。
剖析：用手摸一下導(dǎo)體A端時(shí)，因?yàn)殪o電感應(yīng)，A端仍為正電荷，大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量負(fù)電荷，則B端的負(fù)電荷經(jīng)A端通過人體流走感應(yīng)起電，B端不帶電，所以B端箔片合攏。先分開AB，后移去C，則A端電荷不能重新分配給B，所以A帶正電，B不帶電。圖解：如圖3。
（3）使C帶上正電荷重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)過程，現(xiàn)象同上。剖析：C帶正電荷，因?yàn)殪o電感應(yīng)則A端感應(yīng)出負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)端感應(yīng)出正電荷，負(fù)電荷會(huì)通過手掌流入B端中和其上正電荷，致使B端不帶電。
三、小結(jié)
通過此實(shí)驗(yàn)把微觀世界宏觀詮釋。明晰了枕形導(dǎo)體靜電感應(yīng)時(shí)，當(dāng)導(dǎo)體一端接地，導(dǎo)體帶上異種電荷，但電荷只分布在緊靠帶電體的一端。移去帶電體后，電荷才重新分布在整個(gè)導(dǎo)體上。假如接地后分開枕形導(dǎo)體，則促使電荷只分布在緊靠帶電體的一端。同時(shí)使中學(xué)生對靜電感應(yīng)及電荷守恒定理有了更進(jìn)一步認(rèn)識，處理這種習(xí)題時(shí)，才能快速的選擇出正確答案，為講解習(xí)題找到一種新的方式──實(shí)驗(yàn)法。