关于高二物理选修3-1导体接地的问题
又说一端接地后这端的电荷会流向大地,那么接地到底是不是静电感应重新发生啊。。还是分情况 展开
C选项解释错了,应该是“而且A、B两端都带负电”。
B选项我不认同,应该是错的,认为B端的电荷被中和掉就完事了,有点太想当然了。正确的结论是B端也带负电,只不过带电量比A端少而已。大学里学《电磁场与电磁波》的话,关于这个问题有详细的理论推导。
这个题可以看成三部分。
1、将枕形导体放到C旁边。由于静电感应,A负,B正,这个很容易理解。
2、用手触摸枕形导体。由于枕形导体位于C这个正电荷产生的电场中,所以它的电势高于地球的0电势,地球上的自由电子会跑到枕形导体上。问题来了。跑多少自由电子就停了呢?是不是把B端中和就完事了?显然不是。从根本上来说,应该是要达到枕形导体、人与地球电势都相等时,这个时候它们之间就不再有电荷的流动,从静电平衡的角度来看,可以把人和枕形导体看成是地球的一部分,三者组成一个大导体,这个大导体将在C的作用下达到静电平衡。看下图:大球体是地球,小突起是人和枕形导体,所以人和枕形导体带负电,地球远端带正电,处于静电平衡中。
整体上看,人和枕形导体带负电,再往细节看,由于A更靠近C,在C的引力作用下A端负电荷多一些,B离得远一些,B端负电荷少一些,所以可以说B端金箔张开角度比A端小,但不能说B端闭合。不知道这样解释你能接受不?大学教材有理论推导,需要的话可以截图给你看一下结论。
3、把手和C拿开。负电荷在枕形导体上由于相互之间的斥力重新分布,AB两端带电量将一样大,金箔张开角度一致。
万一考试遇到这个题怎么办?这个问题你可能得和你们老师讨论了。
还有,教辅书上的说法是正确的。
首先很谢谢你认真写这么多..还画了图!其次。。还是很谢谢你。虽然二懂二不懂的。。这道题我教辅上做了不懂我才在网上搜的,B选项教辅上解释的是:“用手摸枕形导体后,B端不是最远端了,人是导体,人踩得地球是最远端,这样B端不再有电荷,金属箔闭合”这样对咩。。
呵呵,这样的解释是站不住脚的,B不是最远端就不带电了?
它这个观点其实也是想当然,就像题目最开始,把C放到枕形导体旁边,A端负电,B端正电,给人的感觉好像就是枕形导体中间那一长段不带电了,只有近端A和远端B才带电(和教辅书上解释的:B不是最远端了,所以不带电是一个道理),画示意图的时候可以这么画,但是实际上应该是靠近C的这一端分布负电荷,越靠近C,电荷越多,分布负电荷这一段的长度你可以理解为1/3,但绝不是左1/2边负右1/2边正的那种分布状态,这里还需要提醒的是没接地的时候电荷还是守恒的,导体上正电荷和负电荷总量仍然是零,只不过负电荷占的地方小,密度大,正电荷占的地方大,密度小。
其实用你教辅书上这段话““对于感应现象中不带电导体接地情况,导体相对带电体的远端将是地球,即该导体将带异种电荷,大地将带同种电荷,与不带电导体那端接地无关””就可以做这道题了,和我画的那个示意图结论是一致的,用“即该导体将带异种电荷,大地带同种电荷”这句话就可以判断枕形导体带负电、大地带正电。它后来又解释的B不是最远端什么的,有凑答案的嫌疑。可能作者看答案里B是正确的,就只能这样牵强的解释一下了。
就这样吧,怕越解释的多你越糊涂了,我刚帮你查到了一篇中学物理老师写的文章,你注意看一下图4,没接地的时候,图5,接地的时候,这两种状态下电荷分布。
http://wenku.baidu.com/view/da5386a7daef5ef7ba0d3cd1.html
防止你万一看不了文章,我把图先给你贴到这里:
2024-07-24 广告
个人觉得答案解释好像有点问题,但选项是没错的。
一开始导体肯定电中性,不带电。当靠近C时,因为静电感应现象,所以A端负电,B端正电,这个没问题吧,所以金箔都张开!
当手触摸后,你可以认为导体和人体、大地共同构成一个大导体,这时候分为两部分,A端是一部分,带负电;B端和人体、大地构成一部分,带正电,只不过对于大地而言平均下来单位面积上的电荷量是微乎其微的,但存在,所以B端的金币张开的角度也不可见。
手拿走后,大地、人体脱离了导体,这时候导体的正、负电发生电中和,但正电很少,所以平均分摊后整体带负电,金箔都有张开,但角度应该会变小。
希望能帮到你!
那教辅上那句话应该怎么理解呢,什么时候要把他分成两部分什么时候看成一起呢