题目
在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:如图,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。 起电机摇动时,塑料瓶内哪里电场强度最大?是锯条附近还是金属片附近?若锯条接电源负极,金属片接正极,这些烟尘最终到哪里去了?
在一次科学晚会上,一位老师表演了一个“魔术”:如图,一个没有底的空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐(金属)片,把它们分别跟静电起电机的两极相连。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香,很快就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。当把起电机一摇,顿时塑料瓶清澈透明,停止摇动,又是烟雾缭绕。
起电机摇动时,塑料瓶内哪里电场强度最大?是锯条附近还是金属片附近?若锯条接电源负极,金属片接正极,这些烟尘最终到哪里去了?
起电机摇动时,塑料瓶内哪里电场强度最大?是锯条附近还是金属片附近?若锯条接电源负极,金属片接正极,这些烟尘最终到哪里去了?

题目解答
答案
锯条附近电场强度最大。因为静电平衡的导体,尖端电荷更密集,所以电场强度更大。烟尘最终会到接正极的金属片上。因为空气被电离后形成的自由电子吸附到烟尘上,使烟尘带负电,带负电的烟尘受到静电力的作用会运动到接正极的金属片上。
解析
步骤 1:理解电场强度与导体形状的关系
电场强度在导体表面的分布与导体的形状有关。在尖端处,电荷密度较大,因此电场强度也较大。这是因为电荷在尖端处更容易聚集,导致电场强度增强。
步骤 2:确定电场强度最大位置
根据静电平衡的导体,尖端电荷更密集,所以电场强度更大。因此,锯条作为尖端,其附近的电场强度最大。
步骤 3:分析烟尘的运动
当起电机摇动时,空气被电离,形成自由电子和正离子。这些自由电子会吸附到烟尘上,使烟尘带负电。由于带负电的烟尘受到静电力的作用,会向带正电的金属片移动,最终附着在金属片上。
电场强度在导体表面的分布与导体的形状有关。在尖端处,电荷密度较大,因此电场强度也较大。这是因为电荷在尖端处更容易聚集,导致电场强度增强。
步骤 2:确定电场强度最大位置
根据静电平衡的导体,尖端电荷更密集,所以电场强度更大。因此,锯条作为尖端,其附近的电场强度最大。
步骤 3:分析烟尘的运动
当起电机摇动时,空气被电离,形成自由电子和正离子。这些自由电子会吸附到烟尘上,使烟尘带负电。由于带负电的烟尘受到静电力的作用,会向带正电的金属片移动,最终附着在金属片上。