高二物理静电平衡问题

1.如左图是一个带电荷的验电器,已静电平衡。分析它的内、外壁的带电情况并说明详细理由
2.右图的上图是一根连着金属小球的绝缘棒,下图是金属球、金属棒、绝缘棒的连接体。现分别将两种装置的小球接触验电器内外壁(共四种情况),分析接触后两种装置的带电与否并说明理由。

第1个回答  2010-08-25

验电器结构:金属球,金属杆 ,金属箔片,绝缘体支架

当用带电物体接触验电器时,若所带电荷是正电,正电荷吸引电子,电子流向带电物体,这时,验电器末端因缺少电子而带上正电,注意验电器的末端,它是由两个金属片组成的,由于戴上同种电荷而相互排斥,所以就张开一定角度.同样,若带负电,多余的电子对电子产生排斥作用,使验电器末端带上负电,也会产生同样的现象. 

2.分别将两种装置的小球接触验电器内外壁,验电器仍带电

但如果2碰到验电器的金属球,金属杆 ,金属箔片,验电器就不带电了

好好看看验电器的结构 

验电器

 验电器构造如图所示。图中上部是一金属板(或者也有用金属球),它和金属杆相连接,金属杆穿过橡皮塞, 其下端挂两片极薄的金箔,封装在玻璃瓶内。检验时,把物体与金属板接触,如果物体带电,就有一部分电荷传到两片金箔上,金箔由于带了同种电荷,彼此排斥而张开,所带的电荷越多,张开的角度越大;如果物体不带电,则金箔不动。当已知物体带电时,若要识别它所带电荷的种类,只要先把这带电体与金属球接触一下,使金箔张开。然后,再用已知的带足够多正电的物体接触验电器的金属球,如果金箔张开的角度更大,则表示该带电体的电荷为正的;反之,如果金箔张开的角度减小,或先闭合而后张开,则表示带电体的电荷是负的。以上事实意味着,带电体再增加同种电荷时,电荷的量值增大;带电体再增加异种电荷时,电荷的量值减小。因此,人们通常将正、负电荷分别表示为正值和负值。例如。将带有等量异种电荷的物体相接触,它们所带正、负电荷之代数和为零,表现为对外的电效应相互抵消,宛如不带电一样。这时,它们呈电中性。这种现象叫做放电或电中和。

但是原子核所带的正电荷和核外电子所带的负电荷之间相互作用的电性力,随物质的不同而有强弱。如果有若干个中性的原子或分子,由于外来原因,失去一个或若干个电子,则这些原子或分子内全部质子所带的正电荷多于全部电子所带的负电荷,于是,它们获得了正电荷而成为正离子;反之,如果有若干个中性的原子或分子从外界获得了一个或若干个电子,则这些原子或分子内的负电荷多于正电荷,于是,它们获得了负电荷而成为负离子。上述这些现象称为电离。在这两种电离情况下,对整个物体来说,都呈现带电状态。 可以这么说,所有电磁现象都是电子的得失或运动而引起的,亦即,电子在其中扮演了重要的角色。

第2个回答  2020-03-14
答:静电平衡状态下状态下导体的四大特点
1.内部场强处处为零,包括无电荷的空腔在内;
2.导体是个等势体(包括无电荷的空腔在内),表面是个等势面
3.电荷只分布于外表面,且按曲率分布
4.表面场强不为零,且垂直于表面
现在解释你的理解:“正电荷分布在金属体边缘,所以应该是金属壳外表面和内表面间是静电平衡”这是对的,但金属壳内部也静电平衡了。可以这样假设,如果是实心的金属球,则各处经静电平衡,包括内部,即内部各点电势均相等,电荷不会定向移动,在设想把内部挖去,则外表面电荷不受影响,里面的仍然一样。
明白了吗?
回答补充提问:这里的缺口一定是很小的缺口,目的是要向里面放带有绝缘柄的金属球。这个缺口对上面的分析没有影响。
再回答:“如果这样的条件金属壳中心的场强也为零的话,那从电场力的角度看,缺口部分对面的那段带电部分电场力是没的抵消的。。”,
如果你要的要考虑成这样,那么此时电荷在表面已不再均匀分布了,故依然能抵消掉的。