11-1静电感应

11-1静电感应 ?11-1靜電感應 a.庫侖定律 兩帶電體若攜帶相同種類的電,則彼此會互相: :;若攜帶不同種類的電,則彼此會互相: :,且其作用力的大小有一特定的關係嗎。 法國科學家: :發現:靜電力的大小與帶電體各自攜帶的: :成: :比;與彼此的: :成反比。 關係式: ※靜電力為相互作用的力,兩帶電之間,力量相等, ※庫侖定律在國中不會涉及實際靜電力大小的計算,但是可以問比例關係 ,92的題目。:庫侖常數 k=9×10 牛頓?公尺在國中階段沒有教: 例如:兩帶電體相距R,帶電量各為Q、Q,如右圖 QQ121 2 R 此時兩者的靜電作用力為F,回答下列問題: Q的電量增為原來的2倍,Q的電量維持不變時,靜電力為: :。 12 Q的電量增為原來的3倍,Q的電量維持不變時,靜電力為: :。 12 Q的電量增為原來的4倍,Q的電量增為原來的2倍,靜電力為: :。 12 Q的電量增為原來的4倍,Q的電量增為原來的3倍,靜電力為: :。 12 Q的電量增為原來的5倍,Q的電量增為原來的2倍,靜電力為: :。 12 Q的電量增為原來的: :倍,Q的電量增為原來的2倍,靜電力為F。 12 例如:兩帶電體相距R,帶電量各為Q、Q,如右圖 QQ121 2 R 此時兩者的靜電作用力為F,回答下列問題: 兩者的距離變為原來的2倍時,靜電力為: :。 兩者的距離變為原來的3倍時,靜電力為: :。 兩者的距離變為原來的4倍時,靜電力為: :。 兩者的距離變為原來的1/2倍時,靜電力為: :。 兩者的距離變為原來的1/4倍時,靜電力為: :。 兩者的距離變為原來的1/3倍時,靜電力為: :。 ※解題原則:將兩帶電體的電量倍數相乘,在除以距離倍數的帄方,所得 的數字,即為靜電力改變的倍數。 例如:兩帶電體相距R,帶電量各為Q、Q,如右圖 QQ121 2 R 此時兩者的靜電作用力為F,回答下列問題: Q的電量增為2倍,Q的電量增為2倍,兩者的距離增為2倍時,靜電12 力為: :F。 Q的電量增為3倍,Q的電量增為2倍,兩者的距離減為1/2倍時,靜12 電力為: :F。 Q的電量減為1/2倍,Q的電量增為3倍,兩者的距離增為2倍時,靜12 電力為: :F。 Q的電量增為5倍,Q的電量增為2倍,兩者的距離增為3倍時,靜電12 力為: :F。 例題1.: :右列各圖中,,一單位正電荷,,表一 單位負電荷,R,表一單位距離,則哪一個圖形 的靜電作用力最大, 例題2.: :當A帶電量為1庫侖,B帶電量為1庫侖, 兩者間的距離為1公尺時,作用力為F,若兩 者距離不變,A、B兩者電量皆加倍,則作用力 為ˉ(A)Fˉ(B)2Fˉ(C)4Fˉ(D)8F。 例題3.: :下列A、B兩個帶電體間作用力何者最大,ˉ(A)A=1庫侖, B=1庫侖,距離1公尺ˉ(B)A=2庫侖,B=2庫侖,距離2公 尺ˉ(C)A=1庫侖,B=1庫侖,距離2公尺ˉ (D)A=2庫侖,B=2庫侖,距離1公尺。 例題4.: :若,表1單位正電荷,,表1單位負電荷, ,表2單位正電荷。如果兩單位正電荷,距 離為r時的靜電作用力大小為F。若距離不變, 則右列各靜電力的力圖中,何者正確, 例題5.: :若甲、乙兩帶電體的電量均為+q庫侖,距離 為r,靜電作用力為F,如果 距離不變,而其中甲帶電體的電量改為+2q,則下列各圖中,甲, 乙兩帶電體所受靜電力的力圖,何者正確, b.電量 電荷的多寡稱為: :,帶電體所帶的電量有一最小單位稱為: :,任何帶電體所帶的電量都是基本電荷的: :倍。 : :與: :所帶的電量都等於基本電荷,只是電性不同而已。由於基本電荷的單位太小,不實用,一般以: :【簡記為: :】為電量單位,1庫侖約為: :個電子的總電量,而1莫耳電子的電量約為: :庫侖,此電量又稱為1: :。 ,19※ 1個基本電荷約為 1.602 ×10庫侖 庫侖與基本電荷的換算: 16若已知庫侖要換算成基本電荷:因為1庫侖有624 ×10個電子 16如果有n庫侖,共有n ×624 ×10個電子 例如:2.5庫侖有多少個電子, 16解:2.5 ×624 ×10 ,: :個電子 ,19若已知基本電荷要換算成庫侖:1個基本電荷約為 1.602 ×10庫侖 ,19 如果有n個電子,共有n ×1.602 ×10庫侖 20例如:10個電子有多少庫侖, ,2019解:10 ×1.602 ×10,: :庫侖 練習: 2.2庫侖 0.6庫侖 211.5 ×10個電子 185 ×10個電子 153 ×10個電子 例題6.: :下列何者是基本電荷,ˉ(A)質子的電量ˉ(B)原子核內的質子 數ˉ(C)1庫侖ˉ(D)即物體所帶的電荷,分為正電和負電兩種。 例題7.: :下列有關「基本電荷」的敘述,何者錯誤,ˉ(A)質子所帶的 電量即為基本電荷ˉ(B)電子所帶的電量即為基本電荷ˉ(C)基 本電荷是物體磨擦後所帶的電荷,分為正電和負電兩種ˉ(D) 任何帶電體所攜帶電量的最小單位稱為基本電荷。 16個電子的電量總和等於1庫侖,則下列敘述何者例題8.: :如果624，10 19錯誤,ˉ(A)1個質子的電量約等於1.6庫侖ˉ(B)質子所帶，10 的電量稱為基本電荷ˉ(C)任何帶電體的電量是電子所帶電量 -20的整數倍ˉ(D)3.2庫侖的電量不可能存在。 ，10 16例題9.: :如果624個電子的電量總和約等於1庫侖,則下列哪一種，10 -19電量不可能存在,ˉ(A)2.4庫侖ˉ(B)0.5庫侖ˉ(C)1.6庫，10 -19侖ˉ(D)4.8庫侖。 ，10 16例題10.: :如果624個電子的電量總和約等於1庫侖,則下列哪一，10 -18-19種電量不可能存在,ˉ(A)1.6庫侖ˉ(B)1.6庫侖ˉ，10，10 -20-19(C)1.6庫侖ˉ(D)3.2庫侖。 ，10，10 c.導體與絕緣體 可以讓電子在原子間自由移動的物質稱為: :;例如: :、: :、: :、: :、: :等。 不能讓電子在原子間自由移動的物質稱為: :;例如: :、: :、: :、: :、: :等。 例題11.: :下列有關導體和絕緣體的敘述,何者錯誤,ˉ(A)導體內的電 子可在原子間自由移動ˉ(B)絕緣體的組成原子不能任意移 動,因此不能導電ˉ(C)人體,石墨也是電的導體ˉ(D)導線外 圍用絕緣塑膠包住,可避免觸電。 d.起電的方式 摩擦起電:通常適用於: :或: :。 絕緣體只有被摩擦的部分帶有靜電。 感應起電:通常適用於: :。 步驟: A B 原來為不帶電的導體 導體內的正負電荷分離 :正負電荷一樣多: 此現象稱為: : C D 此一步驟稱為: : 【遠端的電荷被中和,而且只有: :電荷可移動】 E 帶電體移開,電荷重新分配 ※帶電體的電量: :,導體與帶電體帶: :電。 上述流程可以如下的方式表示: 例如:請以帶正電的物體進行感應起電 接觸起電 A B C D E 上述流程可以如下的方式表示: 例如:請以帶正電的物體進行接觸起電 例題12.: :若欲使物體上的電荷分離,則ˉ(A)感應起電適用於絕緣體ˉ (B)摩擦起電適用於導體ˉ(C)感應起電適用於金屬,而摩擦起電 適用於塑膠片ˉ(D)任何材質皆適合感應起電。 例題13.: :帶電體甲利用感應起電使得另一不帶體乙帶電,則甲物體之 帶電量有無增減,ˉ(A)無增減ˉ(B)增ˉ(C)減ˉ(D)不一定。 例題14.: :帶正電的物體接近不帶電的金 屬球時,會發生靜電感應。下列 何者為金屬球上感應電荷的合理 分布圖, 例題15.: :將一個帶電的塑膠尺靠近一個不 帶電的金屬時,會使得金 屬內的正、負電荷分離,主要原因為ˉ(A)靜電會移動ˉ(B)導 體內的電子可自由移動ˉ(C)絕緣體內的電子不能自由移動ˉ (D)電子可從一物體移轉到另一個物體上。 例題16.: :假設有一個未帶電的金屬球,被棉線懸吊著,下列哪一種方 法,無法使金屬球帶電呢,ˉ(A)以帶電的金屬球去碰它ˉ(B) 以帶電的塑膠尺靠近它,但不接觸ˉ(C)以帶電的塑膠尺靠近 它,再以手碰觸金屬球ˉ(D)以帶電的塑膠尺接觸金屬球。 例題17.: :下列何者不易產生靜電感應現象,ˉ(A)銅球ˉ(B)鐵球ˉ(C) 鐵釘ˉ(D)網球。 例題18.: :我們將金屬球均置於絕緣架上,則下列哪一種情形的結果會 形成靜電感應現象,ˉ(A)將兩個帶電的金屬球互相靠近ˉ(B) 將帶電的玻璃棒靠近金屬球而不接觸ˉ(C)將帶電的塑膠棒接 觸金屬球ˉ(D)將帶電的玻璃棒靠近金屬球右端,再以手碰觸金 屬球左端。 例題19.: :我們將一個薄的未帶電的金屬 球殼,以細棉線懸吊起來。再以帶電 的塑膠尺靠近金屬球,下列情形,哪 一個較為合理呢, 例題20.下圖中感應起電的順序為ˉˉˉˉ。 ?隨堂演練 1.: :下列哪一種方法不能使金屬帶電, ˉ(A)手持金屬棒和毛皮摩擦ˉ(B)以 帶電的塑膠尺靠近放在絕緣架上的 金屬球,再以手碰觸金屬球ˉ(C)以帶電的玻璃棒 接觸置於絕緣架上的金屬球ˉ(D)置於絕緣架上的 帶電金屬球碰觸置於絕緣架上未帶電的金屬球。 2.: :若,表1單位正電荷,,表1單位負電荷,, 表2單位正電荷。如果2單位正電荷,距離為r 時的靜電作用力大小為F。若距離改為2r,則下列各靜電力的力圖 中,何者正確, 3.: :大小相同的兩個金屬球A、B,A帶6庫侖正電荷,B帶12庫侖的 負電荷。若將A、B兩球接觸後,再分開,且接觸前後兩球距離不 變,則接觸前A、B間的靜電力大小是接觸後的幾倍,ˉ(A)2ˉ(B)4 ˉ(C)8ˉ(D)12。 4.: :毛皮摩擦塑膠尺的過程,何者錯誤,ˉ(A)摩擦的功用是為了使電 子脫離ˉ(B)毛皮失去電子而塑膠尺獲得電子ˉ(C)摩擦過後的塑膠 尺可吸引帶負電的物體ˉ(D)無論毛皮或塑膠棒互相摩擦後,皆可吸 引小紙片。 5.: :將毛皮和塑膠尺互相摩擦後,毛皮帶正電,塑膠尺帶負電,其原因 為ˉ(A)毛皮上一部分電子移到塑膠尺上ˉ(B)毛皮上一部分質子移 到塑膠尺上ˉ(C)塑膠尺上一部分電子移到毛皮上ˉ(D)塑膠尺上一 部分質子移到毛皮上。 6.: :(甲)金ˉ(乙)銅ˉ(丙)石墨ˉ(丁)鑽石ˉ(戊)人體ˉ(己)塑膠;以上哪 幾項是屬於導體,ˉ(A)甲乙丙ˉ(B)丁己ˉ(C)甲乙丙丁戊ˉ(D)甲 乙丙戊。 7.: :設兩靜止點電荷之間的靜電力大小為F,欲使兩者之間的靜電力大 小成為4F,可以採用下列哪一種方法,ˉ(A)兩電荷的電量均不 變,其間的距離成為兩倍ˉ(B)兩電荷的電量均不變,萁間的距離成 為一半ˉ(C)其中一電荷的電量成為兩倍時,而其間的距離保持不變 ˉ(D)其中一電荷的電量成為一半,而其間的距離保持不變。 8.: :下列有關電量的敘述,何者正確,ˉ(A)一個電子所帶的電量為 -19-19-1.6，10基本電荷ˉ(B)一個質子所帶的電量為1.6，10基本電荷ˉ -19(C)一庫侖的電量含有1.6，10基本電荷ˉ(D)一基本電荷的電量大 -19小相當於1.6，10庫侖。 9.: :毛皮摩擦塑膠棒和絲絹摩擦玻棒的結果,下列哪一項正確,ˉ(A) 兩者皆為感應起電ˉ(B)毛皮、絲絹帶正電ˉ(C)這四種物體皆可吸 引不帶電的小紙片ˉ(D)塑膠棒和玻棒相互排斥。 10.: :導體和絕緣體有何區別,ˉ(A)導體皆為金屬,絕緣體皆為非金屬 (B)導體中的電子可自由移動,絕緣體則不同ˉ(C)導體、絕緣體的 正電荷皆可移動ˉ(D)絕緣體通常使用感應起電,導體通常使用摩擦 起電。 11.: :建興測量四個物體的電量,則哪一個測量結果較不合理,ˉ 18-19庫侖ˉ(B)20庫侖ˉ(C)5庫侖ˉ(D)0.003庫侖。 (A)3.2，10，10 12.: :下列敘述錯誤的是ˉ(A)電荷有兩種ˉ(B)同種 電互相排斥ˉ(C)異種電互相吸引ˉ(D)電荷不 能單獨存在。ˉ 13.: :若兩點電荷所帶電量均為+q庫侖,距離為r, 則兩點電荷間靜電力大小為F。如果距離改為 2r,則下列各圖中,點電荷所受的靜電力的力 圖,何者正確, 14.如果A帶電體的電量增加為原來的3倍,B帶電體的電量增加為原來的 2倍,則靜電力大小為原來的ˉˉˉˉ倍。 15.: :有關絲絹摩擦玻璃棒的電荷移動 情形,右列圖形何者才是正確的, 16.當一個帶正電的玻璃棒靠近一個未帶 電的金屬球的左端,金屬球置於絕緣架 上。此時金屬球的左端將帶ˉˉˉˉ電 (填正、負或不帶)。此種現象稱為ˉˉ ˉˉˉˉˉˉˉˉ。若此時將玻璃棒移開,金屬球將帶ˉˉˉˉ電。(填正、負或不帶)。 17.兩帶電體攜帶不同種類的電荷,則兩帶電體互相靠近時,彼此會互相ˉˉˉˉ;兩帶電體攜帶相同種類的電荷,則兩帶電體互相靠近時,彼此會互相ˉˉˉˉ。