次实验中,电压为4×104 V的直流电源的两极连在一对平行金属板上,如果把两金属板的距离减小到1.3cm,两板间就会放电。这次实验中空气击穿时的电场强度是多大? Р3.1V/m。Р4. 图1.6-4是初中地理课本中的等高线(图中数字的单位是米)。小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些?如果把一个球分别从山坡左右两边滚下(不考虑摩擦等阻碍),哪边的加速度更大?现在把图1.6-4看成一个描述电势高低的等势线图,图中的单位是伏特,a和b哪一边电势降落得快?哪一边的电场强度大?根据两者的对比谈谈你的体会。Р Р答:小山坡b比a地势更陡些,小石头沿b边滚下加速度更大些。b边电势降落比a边降落得快,b边的电场强度比a边强。可见,电势降落得快的地方是电场强度强的地方。Р Р第七节静电现象的应用Р1. 如图1.7-9,一个原本不带电的半径r的空心金属球在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离为2r。Р(1)标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号。Р(2)由于静电感应而在金属球上出现了电荷,它们也在空间激发电场。这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少?方向如何?Р(3)如果用导线的一段接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线能否将球两侧的电荷中和? 为什么?Р答(1)金属球内的自由电子受到点电荷的吸引,所以在靠近的一侧带负电,在离远的一侧带正电。(2)在静电平衡状态下,金属球的内部电场强度处处为0,就是说感应电荷产生的电场强度与产生的电场强度等大反向。在球心处产生的电场强度为,所以金属球上感应电荷产生的电场强度大小为,方向指向。(3)如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线不可能把球两侧的电荷中和,因为金属球是个等势体,导线连接的是电势相等的两个点,电荷在这两点间不会移动,就像用水管连接高度相等的两个装水容器,水不会在水管内流动一样。
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