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,在除以距離倍數的平方,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,代表一單位正電荷,代表一
單位負電荷,R代表一單位距離,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.: :若代表1單位正電荷,代表1單位負電荷,
代表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
21,1.5 ×10個電子
18,5 ×10個電子
15,3 ×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1.6,10庫侖ˉ(B)質子所帶
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624,10個電子的電量總和約等於1庫侖,則下列哪一種
-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624,10個電子的電量總和約等於1庫侖,則下列哪一
-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
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.: :若代表1單位正電荷,代表1單位負電荷,代
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
18-19,10庫侖ˉ(B)20庫侖ˉ(C)5庫侖ˉ(D)0.003庫侖。 (A)3.2,10
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。豆丁文档信息内容等…..
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