2018-2019高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 1.7 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用課件 新人教版選修3-1.ppt

7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用,一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)和電荷分布1.靜電感應(yīng)現(xiàn)象：處于電場(chǎng)中的導(dǎo)體，由于_的作用，電荷出現(xiàn)_的現(xiàn)象。2.靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中(包括表面上)沒(méi)有電荷_的狀態(tài)。,電場(chǎng)力,重新分布,定向,移動(dòng),3.靜電平衡狀態(tài)的特征：(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)_。(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，外部表面附近任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面_。(3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)_，導(dǎo)體的表面為_(kāi)。,處處為零,垂直,等勢(shì)體,等勢(shì)面,4.導(dǎo)體上電荷的分布：(1)導(dǎo)體_沒(méi)有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的_。(2)在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積的電荷量)_，_的位置幾乎沒(méi)有電荷。,內(nèi)部,外表面,越大,凹陷,二、尖端放電和靜電屏蔽1.尖端放電和靜電屏蔽的比較：,電離,電離,中和,內(nèi)部,內(nèi)部,內(nèi)部,避雷針,光滑,2.電離：導(dǎo)體尖端的電荷密度_，附近的場(chǎng)強(qiáng)_，空氣中的帶電粒子劇烈運(yùn)動(dòng)，使空氣分子被撞“散”而使正負(fù)電荷_的現(xiàn)象。,很大,很強(qiáng),分離,【思考辨析】(1)靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。()(2)處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，電勢(shì)也為零。()(3)靜電平衡時(shí)導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再定向移動(dòng)。()(4)避雷針能避免建筑物被雷擊是因?yàn)樵茖又袔У碾姾杀槐芾揍樛ㄟ^(guò)導(dǎo)線導(dǎo)入大地。(),(5)用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái)，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，則驗(yàn)電器箔片能張開(kāi)。()(6)飛機(jī)輪上裝有拖地線，油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導(dǎo)入大地。(),提示：(1)。靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加，合場(chǎng)強(qiáng)為零。(2)。靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，任意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零，整個(gè)導(dǎo)體上各點(diǎn)的電勢(shì)都相等，但電勢(shì)不一定為零。(3)。靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，自由電子不再定向移動(dòng)。,(4)。避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。當(dāng)帶電的雷雨云接近建筑物時(shí)，由于靜電感應(yīng)，避雷針出現(xiàn)與云層相反的電荷。通過(guò)尖端放電，這些電荷不斷向大氣釋放，中和空氣中的電荷，使建筑物避免被雷擊。,(5)。用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來(lái)，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，由于靜電屏蔽，驗(yàn)電器箔片不會(huì)張開(kāi)。(6)。飛機(jī)輪上裝有拖地線，油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導(dǎo)入大地，防止意外放電。,【生活鏈接】為什么安裝了防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)不好，沒(méi)安防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)好？提示：若把手機(jī)放入金屬網(wǎng)罩中，金屬網(wǎng)罩對(duì)手機(jī)信號(hào)起到屏蔽作用，安裝防盜網(wǎng)對(duì)手機(jī)信號(hào)有一定影響。故安裝了防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)不如沒(méi)安防盜網(wǎng)的室內(nèi)手機(jī)信號(hào)好。,知識(shí)點(diǎn)一靜電平衡探究導(dǎo)入：如圖所示，當(dāng)一個(gè)帶電體靠近不帶電導(dǎo)體時(shí)，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子受到靜電力的作用，將向著與電場(chǎng)相反的方向定向移動(dòng)，從而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，這就是前面學(xué)習(xí)的靜電感應(yīng)現(xiàn)象。,(1)這種定向移動(dòng)是無(wú)休止的嗎？(2)電荷的移動(dòng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)有何影響？提示：(1)這種定向移動(dòng)不是無(wú)休止的，當(dāng)達(dá)到靜電平衡后，電子將不再定向移動(dòng)。(2)當(dāng)達(dá)到靜電平衡后，導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。,【歸納總結(jié)】1.靜電平衡的過(guò)程：(1)電荷分布的變化情況：金屬導(dǎo)體放到場(chǎng)強(qiáng)為E0的電場(chǎng)中，金屬中的自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)導(dǎo)致導(dǎo)體一側(cè)聚集負(fù)電荷，而另一側(cè)聚集正電荷。(2)合場(chǎng)強(qiáng)的變化情況：感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與原電場(chǎng)方向相反的電場(chǎng)，導(dǎo)致合場(chǎng)強(qiáng)減小。當(dāng)感應(yīng)電荷,繼續(xù)增加，合場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小，合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí)，自由電荷的定向移動(dòng)停止。,2.處于靜電平衡時(shí)的導(dǎo)體上的電荷分布特點(diǎn)：(1)凈電荷只分布在導(dǎo)體表面，內(nèi)部沒(méi)有凈電荷。(2)感應(yīng)電荷分布于導(dǎo)體兩端，電性相反，電量相等，近異遠(yuǎn)同，如圖甲所示。(3)凈電荷在導(dǎo)體表面的分布不均勻，一般越是尖銳的地方電荷的分布越密集，如圖乙所示。,【易錯(cuò)提醒】(1)一個(gè)孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場(chǎng)中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點(diǎn)。(2)人與大地都是導(dǎo)體，在人摸(觸)導(dǎo)體的過(guò)程中，帶電體、人、大地組成一個(gè)新導(dǎo)體，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。,【典題通關(guān)】考查角度1靜電平衡的特點(diǎn)【典例1】(多選)如圖所示，在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球P緩慢地靠近(不相接觸)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(),A.B端的感應(yīng)電荷越來(lái)越多B.導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相等,【正確解答】選A、C。絕緣導(dǎo)體移近帶負(fù)電的小球P時(shí)，導(dǎo)體中的自由電子受到帶負(fù)電小球P產(chǎn)生的電場(chǎng)的作用力變大，使自由電子不斷地向B端移動(dòng)，A、B兩端的感應(yīng)電荷不斷增多，故選項(xiàng)A正確；由于導(dǎo)體AB是緩慢移動(dòng)，導(dǎo)體處于靜電平衡是在很短的時(shí)間內(nèi)完成的，緩慢移動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)狀態(tài)，帶負(fù)電的小球P產(chǎn)生的電場(chǎng)和導(dǎo)體AB上感應(yīng)電荷的電場(chǎng)疊加的結(jié)果均會(huì)使,導(dǎo)體內(nèi)部各處的合電場(chǎng)強(qiáng)度總等于零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；M點(diǎn)距小球P的距離比N點(diǎn)要近，由可知，帶負(fù)電的小球P在M點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度。而導(dǎo)體內(nèi)部的合電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，那么導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度就大于在N點(diǎn)產(chǎn)生的附加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。,考查角度2求解感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)【典例2】在點(diǎn)電荷-Q的電場(chǎng)中，一金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)，若圓盤與點(diǎn)電荷在同一平面內(nèi)，則盤上感應(yīng)電荷在盤中A點(diǎn)所激發(fā)的附加場(chǎng)強(qiáng)E的方向在圖中正確的是(),【正確解答】選A。由于金屬圓盤處于靜電平衡狀態(tài)，金屬圓盤內(nèi)各點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng)為零，所以感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)等大反向。又因?yàn)辄c(diǎn)電荷的電場(chǎng)沿A點(diǎn)與點(diǎn)電荷的連線指向點(diǎn)電荷，所以感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)方向沿A點(diǎn)與點(diǎn)電荷的連線向外。選項(xiàng)A正確。,【規(guī)律方法】感應(yīng)電荷場(chǎng)強(qiáng)的求解思路(1)先求解外電場(chǎng)在該處場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。(2)再利用導(dǎo)體內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)處處為零和電場(chǎng)的疊加原理，求解感應(yīng)電荷在該處的場(chǎng)強(qiáng)，此場(chǎng)強(qiáng)與外電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.對(duì)于處在靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體，以下說(shuō)法中正確的是()A.導(dǎo)體內(nèi)部既無(wú)正電荷，又無(wú)負(fù)電荷B.導(dǎo)體內(nèi)部和外表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度均為零C.導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體表面的電荷代數(shù)和為零D.導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)為零是外加電場(chǎng)與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)疊加的結(jié)果,【解析】選D。金屬導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，導(dǎo)體內(nèi)部不再有電荷的定向移動(dòng)，導(dǎo)體的內(nèi)部沒(méi)有多余的凈電荷，但不能說(shuō)導(dǎo)體內(nèi)部既無(wú)正電荷，又無(wú)負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，電荷分布在外表面上，表面處的場(chǎng)強(qiáng)不等于0，故B錯(cuò)誤；對(duì)于實(shí)心導(dǎo)體，導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電荷；對(duì)于空腔導(dǎo)體，當(dāng)空腔內(nèi)有電荷時(shí)，內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出現(xiàn)等值異號(hào)的,電荷，外表面增加感應(yīng)電荷。因此導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體表面的電荷代數(shù)和不一定為零，故C錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)體在點(diǎn)電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致電荷重新分布，因此在金屬導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)，正好與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，故D正確。,2.一金屬球，原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示。金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為Ea、Eb、Ec，三者相比有()A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea=Eb=Ec,【解析】選C。處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，故a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都為零，靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零是感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)與外電場(chǎng)疊加的結(jié)果，所以感應(yīng)電荷在球內(nèi)某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)與MN在這一點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)等大反向。比較a、b、c三點(diǎn)感應(yīng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，實(shí)質(zhì)上是比較帶電體MN在這三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。由于c點(diǎn)離MN最近，故MN在c點(diǎn)的電場(chǎng),強(qiáng)度最大，感應(yīng)電荷在c點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也最大，選項(xiàng)C正確。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示，A是帶正電的球，B為不帶電的導(dǎo)體，A、B均放在絕緣支架上，M、N是導(dǎo)體B中的兩點(diǎn)，以無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)體B達(dá)到靜電平衡后，說(shuō)法錯(cuò)誤的是(),A.M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小關(guān)系為EM=EN=0B.M、N兩點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系為M=NC.M、N兩點(diǎn)電勢(shì)高低關(guān)系為M>N>0D.感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EM>EN,【解析】選C。M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為球A與導(dǎo)體B上的感應(yīng)電荷在這兩處的場(chǎng)強(qiáng)之和，合場(chǎng)強(qiáng)大小為零，而球在導(dǎo)體M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)不同，故B上感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度也不相等，根據(jù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度公式，可知，離A越遠(yuǎn)的，電場(chǎng)強(qiáng)度越小，則感應(yīng)電荷在M、N兩點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度EM>EN，故A、D正確；處于靜電平衡的導(dǎo)體，其整體是等勢(shì)體，故M=N，故B正確，C錯(cuò)誤。本題選擇錯(cuò)誤的，故選C。,2.一個(gè)半徑為r，帶正電的實(shí)心金屬球，球心在x軸上的O點(diǎn)，金屬球在周圍空間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，則其電勢(shì)在x軸上的分布情況正確的是(),【解析】選B。取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正電荷周圍的電勢(shì)均為正值，選項(xiàng)D可排除；實(shí)心金屬球本身是一個(gè)等勢(shì)體，選項(xiàng)C排除；電場(chǎng)強(qiáng)度的大小表示電勢(shì)變化的快慢，因?yàn)閤絕對(duì)值越大，電場(chǎng)強(qiáng)度越小，所以電勢(shì)減小得越慢，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。本題答案為B。,3.(多選)如圖所示，在左邊的絕緣支架上插上頂針(其頂端是尖的)，在頂針上裝上金屬風(fēng)針，若給風(fēng)針附近的圓形金屬板接上正高壓極，風(fēng)針接負(fù)高壓極，風(fēng)針尖端放電會(huì)使其旋轉(zhuǎn)起來(lái)，下列說(shuō)法中正確的是(),A.風(fēng)針尖端附近的等勢(shì)面和電場(chǎng)線分布較密B.風(fēng)針附近的空氣在強(qiáng)電場(chǎng)下發(fā)生電離C.空氣中的陽(yáng)離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng)D.交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦?，風(fēng)針的尖端會(huì)有正電荷射出,【解析】選A、B、C。圓形金屬板與風(fēng)針?lè)謩e接上正、負(fù)高壓后，風(fēng)針附近產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，且風(fēng)針尖端處電場(chǎng)最強(qiáng)，因此風(fēng)針尖端附近的電場(chǎng)線分布較密，由于電場(chǎng)線密的地方等勢(shì)面密，故風(fēng)針尖端附近的等勢(shì)面也密。風(fēng)針附近產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)使空氣發(fā)生電離，空氣中的陽(yáng)離子會(huì)向風(fēng)針的尖端運(yùn)動(dòng)，與針尖負(fù)電荷中和，發(fā)生放電現(xiàn)象，而空氣中的負(fù)離子因受排斥力而向相反,方向運(yùn)動(dòng)。由于反沖，風(fēng)針就旋轉(zhuǎn)起來(lái)。如果交換金屬板與風(fēng)針?biāo)鶐щ姾呻娦?，風(fēng)針不可能放出正電荷，金屬導(dǎo)體內(nèi)只有自由運(yùn)動(dòng)的電子。,知識(shí)點(diǎn)二靜電屏蔽探究導(dǎo)入：張明剛搬了新家，可每次進(jìn)入電梯里手機(jī)總打不通，請(qǐng)按照以下提示，幫他想一想這是為什么：,(1)電梯是什么材質(zhì)的，能否被看成是金屬容器？(2)為什么在電梯之外的地方不會(huì)出現(xiàn)打不通的情況呢？,提示：(1)因?yàn)殡娞莸乃拿姹昏F皮包著，所以可以看作是一個(gè)密封的金屬容器。(2)電梯關(guān)閉之后，就相當(dāng)于一張厚厚的屏蔽網(wǎng)，手機(jī)信號(hào)無(wú)法穿越，所以手機(jī)打不通，而電梯之外的地方很少有這樣的環(huán)境和條件。,【歸納總結(jié)】1.導(dǎo)體外部的電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體內(nèi)部：(1)靜電屏蔽的本質(zhì)是靜電感應(yīng)，導(dǎo)體外面的電場(chǎng)不影響導(dǎo)體內(nèi)部，是因?yàn)橥怆妶?chǎng)與導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部任一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零。,(2)把驗(yàn)電器靠近帶電體，箔片會(huì)張開(kāi)(如圖甲)，但如果把驗(yàn)電器置于金屬網(wǎng)罩內(nèi)，再靠近帶電體，箔片不再?gòu)堥_(kāi)(如圖乙)，說(shuō)明網(wǎng)罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響。,2.接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)影響不到導(dǎo)體外部：(1)接地導(dǎo)體的內(nèi)部電場(chǎng)不影響導(dǎo)體外部，是因?yàn)閷?dǎo)體外部的感應(yīng)電荷都被排斥入地，在只有施感電荷和內(nèi)壁感應(yīng)出的異種電荷的情況下，兩部分電荷在導(dǎo)體外部任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)疊加后合場(chǎng)強(qiáng)為零。,(2)如果一封閉的導(dǎo)體球殼內(nèi)部空間有一點(diǎn)電荷+q，由于靜電感應(yīng)，導(dǎo)體球殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異種電荷，其電場(chǎng)線分布如圖甲所示；當(dāng)把導(dǎo)體球殼接地后，+q在殼內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)外部空間就沒(méi)有影響了，此時(shí)的電場(chǎng)線分布如圖乙所示。,【易錯(cuò)提醒】(1)接地的空腔導(dǎo)體，腔外電場(chǎng)對(duì)腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場(chǎng)對(duì)腔外空間也不產(chǎn)生影響，即內(nèi)外互不影響。(2)空腔導(dǎo)體不接地，腔外電場(chǎng)對(duì)腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場(chǎng)對(duì)腔外空間產(chǎn)生影響。,【典題通關(guān)】【典例】如圖所示，金屬殼放在光滑的絕緣水平墊上，不能起到屏蔽外電場(chǎng)或內(nèi)電場(chǎng)作用的是(),【正確解答】選C。A圖中，由于金屬殼發(fā)生靜電感應(yīng)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，金屬殼起到屏蔽外電場(chǎng)的作用；B圖中金屬殼同大地連為一體，同A一樣，外殼起到屏蔽外電場(chǎng)的作用；C中電荷會(huì)引起金屬殼內(nèi)外表面帶電，外表面電荷會(huì)在殼外空間中產(chǎn)生電場(chǎng)，即金屬殼不起屏蔽作用；D中將金屬殼接地后，外表面不帶電，殼外不產(chǎn)生電場(chǎng)，金屬殼起屏蔽內(nèi)電場(chǎng)的作用。,【易錯(cuò)提醒】靜電屏蔽問(wèn)題的三點(diǎn)注意：(1)空腔可以屏蔽外界電場(chǎng)，接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場(chǎng)作用，其本質(zhì)都是因?yàn)榧ぐl(fā)電場(chǎng)與感應(yīng)電場(chǎng)疊加的結(jié)果，分析中應(yīng)特別注意分清是哪一部分電場(chǎng)作用，還是合電場(chǎng)作用的結(jié)果。,(2)對(duì)靜電感應(yīng)，要掌握導(dǎo)體內(nèi)部的自由電荷是如何移動(dòng)的，是如何建立起附加電場(chǎng)的，何處會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電荷。(3)對(duì)靜電平衡，要理解導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)所具有的特點(diǎn)。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.如圖所示為一空腔球形導(dǎo)體(不帶電)，現(xiàn)在將一個(gè)帶正電的小金屬球A放入空腔中，當(dāng)靜電平衡時(shí)，圖中a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和電勢(shì)的關(guān)系是(),A.Ea>Eb>Ec，a>b>cB.Ea=Eb>Ec，a=b>cC.Ea=Eb=Ec，a=b=cD.Ea>Ec>Eb，a>b>c,【解析】選D?？涨磺蛐螌?dǎo)體在正電荷A的電場(chǎng)中感應(yīng)的結(jié)果如圖所示，從電場(chǎng)線的疏密可確定a點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大于c點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度，而b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，故Ea>Ec>Eb，而沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，故a>b>c，D選項(xiàng)正確。,2.(多選)如圖，四組靜電實(shí)驗(yàn)中，能使左邊的驗(yàn)電器的金箔張開(kāi)的是(),【解析】選A、C。處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體所帶的電荷都分布在導(dǎo)體的外表面，用導(dǎo)線連接之后，左邊的金箔也是外表面，故A、C均正確，B錯(cuò)誤。D選項(xiàng)中由于靜電屏蔽的作用，驗(yàn)電器不受外電場(chǎng)的影響，故金箔是閉合的。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.如圖所示，把原來(lái)不帶電的金屬殼B的外表面接地，將一帶正電的小球A從小孔中放入球殼內(nèi)，但不與B發(fā)生接觸，達(dá)到靜電平衡后，則(),A.B的空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度為零B.B不帶電C.B的外表面帶正電D.B的內(nèi)表面帶負(fù)電,【解析】選D。因?yàn)榻饘贇さ耐獗砻娼拥?，所以外表面沒(méi)有感應(yīng)電荷，只有內(nèi)表面有感應(yīng)電荷分布，且由于A帶正電，B的內(nèi)表面帶負(fù)電，D對(duì)，B、C錯(cuò)；B的空腔內(nèi)有帶正電的小球A產(chǎn)生的電場(chǎng)和金屬殼內(nèi)表面感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，所以空腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，A錯(cuò)。,2.(多選)如圖所示，帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無(wú)電荷。在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是()A.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)B.導(dǎo)體空腔內(nèi)任意點(diǎn)的電勢(shì)C.導(dǎo)體外表面的電荷量D.導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量,【解析】選A、B、D。靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，且內(nèi)表面不帶電，故選項(xiàng)A、D正確。由于導(dǎo)體接地，故整個(gè)導(dǎo)體的電勢(shì)為零，故選項(xiàng)B正確。導(dǎo)體外表面受帶電體Q的影響，所帶電荷量不為零，故選項(xiàng)C不正確。,3.(多選)如圖所示，原來(lái)不帶電的金屬球殼內(nèi)壁接地，將一帶正電的小球放入其中，但不與球殼接觸，則()A.球殼內(nèi)壁帶負(fù)電B.球殼外壁帶正電,C.球殼外壁不帶電D.若將接地線去掉再移去正電荷，球殼外壁帶負(fù)電【解析】選A、C、D。球殼內(nèi)正電荷產(chǎn)生電場(chǎng)，使球殼處于靜電平衡狀態(tài)，在球殼的內(nèi)表面出現(xiàn)等量異種電荷，球殼的外表面出現(xiàn)等量同種電荷，當(dāng)球殼接地時(shí)，不論球殼內(nèi)表面接地還是球殼外表面接地，待穩(wěn)定后球殼的電勢(shì)必定為零。球殼的外表面無(wú)感應(yīng)電,荷，球殼外也沒(méi)有靜電場(chǎng)，這就是接地導(dǎo)體殼的靜電屏蔽作用，故A、C選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。若將接地線去掉再移去球殼內(nèi)正電荷時(shí)，球殼內(nèi)表面的負(fù)電荷就會(huì)分布到球殼的外表面上，內(nèi)壁不再帶電，故D選項(xiàng)正確。,【拓展例題】考查內(nèi)容：靜電平衡的綜合應(yīng)用【典例】(多選)如圖所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng))，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(),A.小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.小球先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)C.小球的電勢(shì)能保持不變D.電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功為零,【正確解答】選A、C、D。水平放置的金屬板處于點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中而達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，是一個(gè)等勢(shì)體，其表面處電場(chǎng)線處處與表面垂直，故帶電小球(表面絕緣，電量不變)在金屬板表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力不做功，小球的電勢(shì)能不變，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A、C、D正確。,科學(xué)技術(shù)社會(huì)環(huán)境靜電屏蔽在科技生活中的應(yīng)用【命題素材】靜電屏蔽在科技及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，如一些精密的電表或電子設(shè)備外面所套的金屬罩、通訊電纜外面包的一層鋁皮，都是用來(lái)防止外界電磁場(chǎng)的干擾。,【信息提取流程】1.信息定位：處于靜電平衡中的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。這樣，導(dǎo)體殼就可以保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個(gè)區(qū)域不受外部電場(chǎng)的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。,2.物理模型：(1)任意形狀的導(dǎo)體空腔，腔內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不受腔外電荷的影響。,(2)接地的導(dǎo)體空腔，外部電場(chǎng)不受腔內(nèi)電荷的影響。,3.物理知識(shí)：靜電感應(yīng)、電場(chǎng)的疊加、靜電平衡。4.結(jié)果討論：在靜電平衡狀態(tài)下，不論是空心導(dǎo)體還是實(shí)心導(dǎo)體，不論導(dǎo)體本身帶電多少，或者導(dǎo)體是否處于外電場(chǎng)中，必定為等勢(shì)體，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零。,【案例示范】下列實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)電器的金屬箔會(huì)張開(kāi)的圖是(),【解析】選B。A中金屬箔不會(huì)張開(kāi)，金屬網(wǎng)可以屏蔽外電場(chǎng)；B中金屬箔會(huì)張開(kāi)，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)未接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體可以對(duì)外界產(chǎn)生影響；C中金屬箔不會(huì)張開(kāi)，因?yàn)榻饘倬W(wǎng)已接地，網(wǎng)內(nèi)的帶電體對(duì)網(wǎng)外無(wú)影響，網(wǎng)外的帶電體對(duì)網(wǎng)內(nèi)也無(wú)影響。,【類題訓(xùn)練】(多選)如圖所示，一個(gè)不帶電的導(dǎo)體球N，置于空心導(dǎo)體球M附近，現(xiàn)將另一個(gè)電荷量為Q的金屬球放于空腔導(dǎo)體M內(nèi)，則(),A.若M接地，N上無(wú)感應(yīng)電荷B.若M不接地，且M原來(lái)不帶電，N上無(wú)感應(yīng)電荷C.若M不接地，且M原來(lái)不帶電，N上有感應(yīng)電荷D.若M不接地，且M原來(lái)帶電，N上一定有感應(yīng)電荷,【解析】選A、C。若M接地，分析N上帶電情況：金屬球Q帶電M內(nèi)表面帶相反電性電荷，M外表面不帶電N上無(wú)感應(yīng)電荷，A正確。若M不接地：M原來(lái)不帶電，分析N上帶電情況：金屬球Q帶電M內(nèi)表面帶相反電性電荷，M外表面帶與內(nèi)表面相反電性的電荷N上有感應(yīng)電荷。C正確，B錯(cuò),誤；M原來(lái)帶電，分析N上帶電情況：D錯(cuò)誤。,