《電場中的導(dǎo)體》導(dǎo)學(xué)案

1、 課時課時1.4電場中的導(dǎo)體電場中的導(dǎo)體 1.如果有幾個點電荷同時存在如果有幾個點電荷同時存在,根據(jù)場強的定義和庫侖力的可疊加性根據(jù)場強的定義和庫侖力的可疊加性,可知電場中可知電場中任一點的電場強度等于這幾個點電荷各自在該點產(chǎn)生的電場強度的任一點的電場強度等于這幾個點電荷各自在該點產(chǎn)生的電場強度的_,這個結(jié)論叫做這個結(jié)論叫做場強疊加原理場強疊加原理。有了場強疊加原理有了場強疊加原理,如果電荷的如果電荷的_已知已知,就可以根據(jù)點電荷的場強公式就可以根據(jù)點電荷的場強公式,求出電場中各點的電場強度。求出電場中各點的電場強度。電場具有可疊加性電場具有可疊加性,這是電場這種特殊物質(zhì)與平常所說的實體物質(zhì)的

2、一個重要區(qū)這是電場這種特殊物質(zhì)與平常所說的實體物質(zhì)的一個重要區(qū)別。從電場的別。從電場的_可知可知,幾個電場可以同時占據(jù)同一個幾個電場可以同時占據(jù)同一個_,而實物的分子或原子所占據(jù)的空間則不能為另一個分子或原子所占據(jù)。而實物的分子或原子所占據(jù)的空間則不能為另一個分子或原子所占據(jù)。2.物理學(xué)中將導(dǎo)體中沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫做物理學(xué)中將導(dǎo)體中沒有電荷定向移動的狀態(tài)叫做_。處于處于靜電平衡靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體狀態(tài)的導(dǎo)體,內(nèi)部電場強度內(nèi)部電場強度_;處于靜電平衡狀態(tài)的處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的電荷只分布在導(dǎo)體的_。矢量和矢量和分布分布可疊加性可疊加性空間空間靜電平衡靜電平衡外表面上外

3、表面上處處為零處處為零3.如果導(dǎo)體是中空的如果導(dǎo)體是中空的,當(dāng)它達(dá)到靜電平衡時當(dāng)它達(dá)到靜電平衡時,內(nèi)部也將沒有電場內(nèi)部也將沒有電場,這樣導(dǎo)體的外殼這樣導(dǎo)體的外殼就會對它的內(nèi)部起到就會對它的內(nèi)部起到“保護(hù)保護(hù)”,作用作用,使它的內(nèi)部不受使它的內(nèi)部不受_的影響的影響,這種這種現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為靜電屏蔽靜電屏蔽。靜電屏蔽不但可以使金屬殼靜電屏蔽不但可以使金屬殼_不受外部電場的影響不受外部電場的影響,還可以通過用還可以通過用_的方法隔離內(nèi)部帶電體對外界的影響。的方法隔離內(nèi)部帶電體對外界的影響。內(nèi)部內(nèi)部外部電場外部電場金屬殼接地金屬殼接地主題主題1:場強疊加原理場強疊加原理 情景情景:如圖所示如圖所示,如

4、果在空間某區(qū)域有幾個點電荷同時存在如果在空間某區(qū)域有幾個點電荷同時存在,它們產(chǎn)生的電場就相它們產(chǎn)生的電場就相互疊加互疊加,形成合電場形成合電場,這時某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場這時某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強的矢量和。問題強的矢量和。問題:場強的疊加原理對于場強的計算非常重要場強的疊加原理對于場強的計算非常重要,閱讀課本第閱讀課本第21頁頁“場強疊加原理場強疊加原理”內(nèi)容內(nèi)容,談?wù)勀闶窃鯓永斫怆妶龅寞B加的。談?wù)勀闶窃鯓永斫怆妶龅寞B加的。解答解答:對于合場強的計算有兩點認(rèn)識對于合場強的計算有兩點認(rèn)識,首先場強是矢量首先場強是矢量,故欲求出各個電荷在某點受電故

5、欲求出各個電荷在某點受電場力的矢量和需用平行四邊形法則場力的矢量和需用平行四邊形法則;其次其次,各個電荷產(chǎn)生的電場是各個電荷產(chǎn)生的電場是獨立的、互不影響?yīng)毩⒌?、互不影響的的。利用電場的疊加原理。利用電場的疊加原理,理論上可計算任意帶電體在任意點的場強。通過電場具有可疊理論上可計算任意帶電體在任意點的場強。通過電場具有可疊加性加性,對電場這種物質(zhì)又具有了新的認(rèn)識。幾個電場可以同時占據(jù)同一個空間對電場這種物質(zhì)又具有了新的認(rèn)識。幾個電場可以同時占據(jù)同一個空間,這是電場這這是電場這種特殊物質(zhì)與平常所說的實體物質(zhì)的一個重要區(qū)別。種特殊物質(zhì)與平常所說的實體物質(zhì)的一個重要區(qū)別。主題主題2:靜電平衡靜電平衡情

6、景情景:金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在沒有電場影響時金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷在沒有電場影響時,做無規(guī)則熱運動做無規(guī)則熱運動,如圖甲所示如圖甲所示;將將不帶電的導(dǎo)體置于電場中時不帶電的導(dǎo)體置于電場中時,導(dǎo)體中的自由電荷受力導(dǎo)體中的自由電荷受力,發(fā)生定向移動發(fā)生定向移動,從而重新分從而重新分布。重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個與原電場反向的電場布。重新分布的電荷在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生一個與原電場反向的電場,阻礙電荷定向移動阻礙電荷定向移動,該電場與外電場疊加該電場與外電場疊加,使導(dǎo)體內(nèi)部的電場減弱使導(dǎo)體內(nèi)部的電場減弱,如圖乙所示如圖乙所示;只要內(nèi)部場強不為零只要內(nèi)部場強不為零,導(dǎo)體兩面的正負(fù)電荷便繼續(xù)增加導(dǎo)體兩面的正負(fù)電

7、荷便繼續(xù)增加,導(dǎo)體的內(nèi)部電場就會繼續(xù)削弱導(dǎo)體的內(nèi)部電場就會繼續(xù)削弱,直至導(dǎo)體內(nèi)部直至導(dǎo)體內(nèi)部的合場強都等于零的時候為止的合場強都等于零的時候為止,這時導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動這時導(dǎo)體內(nèi)自由電子不再發(fā)生定向移動。此時導(dǎo)。此時導(dǎo)體處于體處于靜電平衡靜電平衡狀態(tài)狀態(tài),如圖丙所示。如圖丙所示。 問題問題:閱讀課本第閱讀課本第22頁頁“靜電平衡與靜電屏蔽靜電平衡與靜電屏蔽”內(nèi)容內(nèi)容,結(jié)合上述情景結(jié)合上述情景,談?wù)勌幱陟o電談?wù)勌幱陟o電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體有何特點平衡狀態(tài)的導(dǎo)體有何特點?為什么為什么?解答解答:處于靜電平衡的導(dǎo)體具有以下特點處于靜電平衡的導(dǎo)體具有以下特點:(1)導(dǎo)體內(nèi)部任意一點的電場強度等于

8、零。導(dǎo)體內(nèi)部任意一點的電場強度等于零。因為因為,如果有一點場強不為零如果有一點場強不為零,該點的自由電子就要在電場力的作用下做宏觀運動該點的自由電子就要在電場力的作用下做宏觀運動,于是就不是靜電平衡。于是就不是靜電平衡。(2)導(dǎo)體表面上任一點的場強必定垂直于導(dǎo)體表面。導(dǎo)體表面上任一點的場強必定垂直于導(dǎo)體表面。這是因為這是因為,如果不如果不垂直于導(dǎo)體表面垂直于導(dǎo)體表面,則可將電場強度分解成一個法向分量和一個切向分量則可將電場強度分解成一個法向分量和一個切向分量,導(dǎo)體表導(dǎo)體表面的電荷將在場強切向分量的作用下移動面的電荷將在場強切向分量的作用下移動,這又是和靜電平衡相矛盾的。這又是和靜電平衡相矛盾的

9、。(3)在靜電平衡條件下在靜電平衡條件下,電荷都分布在導(dǎo)體的表面上電荷都分布在導(dǎo)體的表面上,導(dǎo)體內(nèi)部任一小體積導(dǎo)體內(nèi)部任一小體積元內(nèi)的凈電荷等于零。這是必然的元內(nèi)的凈電荷等于零。這是必然的,因為因為,如果導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷如果導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷,這些電荷周圍這些電荷周圍有靜電場有靜電場,這就和導(dǎo)體在電場中達(dá)到靜電平衡時其內(nèi)部任一點場強等于零的結(jié)這就和導(dǎo)體在電場中達(dá)到靜電平衡時其內(nèi)部任一點場強等于零的結(jié)論相矛盾。論相矛盾。主題主題3:靜電屏蔽靜電屏蔽情景情景:由導(dǎo)體靜電平衡的條件和特點可知由導(dǎo)體靜電平衡的條件和特點可知,導(dǎo)體在電場中達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體在電場中達(dá)到靜電平衡后,導(dǎo)體導(dǎo)體內(nèi)部任何點的場強均

10、為零。所以內(nèi)部任何點的場強均為零。所以,導(dǎo)體外部的導(dǎo)體外部的電場線電場線只能終止只能終止(或起始或起始)于導(dǎo)體于導(dǎo)體表面表面,并和導(dǎo)體表面垂直并和導(dǎo)體表面垂直,不能穿過導(dǎo)體進(jìn)入內(nèi)部不能穿過導(dǎo)體進(jìn)入內(nèi)部。也就是說。也就是說,空腔導(dǎo)體內(nèi)部的物空腔導(dǎo)體內(nèi)部的物體不會受到外部電場的影響體不會受到外部電場的影響?？涨粚?dǎo)體使其內(nèi)部不受外電場影響的性質(zhì)叫靜?？涨粚?dǎo)體使其內(nèi)部不受外電場影響的性質(zhì)叫靜電屏蔽?？涨粚?dǎo)體的這個作用電屏蔽?？涨粚?dǎo)體的這個作用,在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,例如許多無線電元器例如許多無線電元器件都要裝在金屬殼里件都要裝在金屬殼里,一些精密電子儀器需要安裝在金屬房里。問題

11、一些精密電子儀器需要安裝在金屬房里。問題:閱讀課本閱讀課本第第22頁頁“靜電平衡與靜電屏蔽靜電平衡與靜電屏蔽”內(nèi)容內(nèi)容,談?wù)動米鲮o電屏蔽的空腔導(dǎo)體在接地和不談?wù)動米鲮o電屏蔽的空腔導(dǎo)體在接地和不接地兩種情況下有何不同接地兩種情況下有何不同?解答解答:如果空腔導(dǎo)體不接地如果空腔導(dǎo)體不接地,雖然可以屏蔽外電場雖然可以屏蔽外電場,但當(dāng)空腔內(nèi)有電荷存在但當(dāng)空腔內(nèi)有電荷存在(凈電凈電荷不為零荷不為零)時時,空腔導(dǎo)體內(nèi)部的電荷會在導(dǎo)體外部激發(fā)電場?？涨粚?dǎo)體內(nèi)部的電荷會在導(dǎo)體外部激發(fā)電場。當(dāng)導(dǎo)體接地時當(dāng)導(dǎo)體接地時,不僅導(dǎo)體外部的電場對空腔內(nèi)部無影響不僅導(dǎo)體外部的電場對空腔內(nèi)部無影響,而且導(dǎo)體內(nèi)部的電荷對而且導(dǎo)

12、體內(nèi)部的電荷對導(dǎo)體外部空間也無影響導(dǎo)體外部空間也無影響,這也是一種靜電屏蔽。這是接地導(dǎo)體對其內(nèi)部電荷的這也是一種靜電屏蔽。這是接地導(dǎo)體對其內(nèi)部電荷的屏蔽。屏蔽。 知識鏈接知識鏈接:接地接地的空心導(dǎo)體還可以的空心導(dǎo)體還可以屏蔽其內(nèi)部的電場屏蔽其內(nèi)部的電場,使其不對外部空間產(chǎn)生影使其不對外部空間產(chǎn)生影響。響。主題主題4:關(guān)于靜電平衡與靜電屏蔽的兩個小實驗關(guān)于靜電平衡與靜電屏蔽的兩個小實驗情景情景:(1)法拉第圓筒實驗法拉第圓筒實驗:取兩個驗電器取兩個驗電器A和和B,B上裝一個金屬圓筒上裝一個金屬圓筒C(法拉第圓筒法拉第圓筒),用起電機使法用起電機使法拉第圓筒帶電后拉第圓筒帶電后,驗電器驗電器B的箔

13、片張開的箔片張開,用帶有絕緣柄的金屬小球用帶有絕緣柄的金屬小球d跟跟C的外部接觸的外部接觸,然后讓然后讓d跟跟A的的金屬球接觸金屬球接觸,經(jīng)過若干次后經(jīng)過若干次后,可看到可看到A的箔片張開的箔片張開,同時同時B的箔片張角減小的箔片張角減小,如圖甲所示如圖甲所示;如果讓如果讓d接接觸觸C的內(nèi)表面的內(nèi)表面,重做上述實驗重做上述實驗,不論重復(fù)多少次不論重復(fù)多少次,A的箔片都不張開的箔片都不張開,B的箔片張角也不減小的箔片張角也不減小,如圖乙如圖乙所示。所示。 (2)靜電屏蔽實驗靜電屏蔽實驗:如圖丙所示如圖丙所示,用感應(yīng)起電機使金屬球帶電用感應(yīng)起電機使金屬球帶電,靠近驗電器靠近驗電器,驗電器的箔片張驗

14、電器的箔片張開開,表明驗電器受到了外電場的影響?，F(xiàn)先將驗電器用金屬網(wǎng)罩罩住表明驗電器受到了外電場的影響?，F(xiàn)先將驗電器用金屬網(wǎng)罩罩住,讓帶電金屬球再靠近驗電讓帶電金屬球再靠近驗電器器,驗電器的箔片不張開驗電器的箔片不張開,再用一根導(dǎo)線把驗電器和金屬網(wǎng)罩連接起來再用一根導(dǎo)線把驗電器和金屬網(wǎng)罩連接起來,箔片也不張開箔片也不張開,如圖丁所示如圖丁所示。問題。問題:閱讀課本第閱讀課本第22頁頁“靜電平衡與靜電屏蔽靜電平衡與靜電屏蔽”內(nèi)容內(nèi)容,結(jié)合上述情景中的小實驗結(jié)合上述情景中的小實驗,思考并回答思考并回答:上述上述兩個小實驗分別說明了什么兩個小實驗分別說明了什么?解答解答:(1)第一個小實驗說明第一個

15、小實驗說明,處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體,電荷只分布在導(dǎo)體的外表電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。面上。(2)第二個小實驗說明第二個小實驗說明,金屬網(wǎng)罩能把外電場金屬網(wǎng)罩能把外電場“擋住擋住”,使使罩內(nèi)不受外電場的影響罩內(nèi)不受外電場的影響。知識鏈接知識鏈接:封閉導(dǎo)體殼不論接地與否封閉導(dǎo)體殼不論接地與否,內(nèi)部電場不受殼外電荷與電場影響內(nèi)部電場不受殼外電荷與電場影響;如果封如果封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部有電荷閉導(dǎo)體殼內(nèi)部有電荷,則封閉導(dǎo)體殼不接地時外電場受殼內(nèi)電荷的影響則封閉導(dǎo)體殼不接地時外電場受殼內(nèi)電荷的影響,封閉導(dǎo)封閉導(dǎo)體殼接地時外電場不受殼內(nèi)電荷的影響。體殼接地時外電場不受殼內(nèi)電荷的影響。拓展

16、一拓展一:靜電平衡問題靜電平衡問題 1.如圖所示如圖所示,在真空中把一絕緣導(dǎo)體在真空中把一絕緣導(dǎo)體AB向帶負(fù)電的小球向帶負(fù)電的小球P緩慢地靠近緩慢地靠近(不相接觸不相接觸)時時,下列說法中正確的是下列說法中正確的是()。A.B端的感應(yīng)電荷越來越少端的感應(yīng)電荷越來越少 B.導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越大導(dǎo)體內(nèi)部場強越來越大C.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M點產(chǎn)生的場強大于在點產(chǎn)生的場強大于在N點產(chǎn)生的場強點產(chǎn)生的場強D.導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體的感應(yīng)電荷在M、N兩點產(chǎn)生的場強相等兩點產(chǎn)生的場強相等C【點撥】處于電場中的導(dǎo)體【點撥】處于電場中的導(dǎo)體,當(dāng)達(dá)到靜電平衡時當(dāng)達(dá)到靜電平衡時,具有以下特點具有以下特點

17、:導(dǎo)體內(nèi)部的場導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零強處處為零,E內(nèi)內(nèi)=0,沒有電場線沒有電場線;導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直,導(dǎo)體表面的導(dǎo)體表面的場強并不一定相同且表面場強不一定為零場強并不一定相同且表面場強不一定為零;對孤立導(dǎo)體對孤立導(dǎo)體,凈電荷分布在外表面凈電荷分布在外表面上上,并且電荷的分布與表面的曲率有關(guān)并且電荷的分布與表面的曲率有關(guān),曲率大的地方電荷分布密曲率大的地方電荷分布密。對于本題而。對于本題而言言,難點在于難點在于C選項選項,要牢牢抓住處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零這要牢牢抓住處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強處處為零這一基本點一基本點,依據(jù)感應(yīng)電場與施感電

18、場的疊加關(guān)系依據(jù)感應(yīng)電場與施感電場的疊加關(guān)系,很容易做出判斷。很容易做出判斷。B拓展二拓展二:對靜電屏蔽的理解對靜電屏蔽的理解2.將懸在細(xì)絲上帶正電的小球?qū)以诩?xì)絲上帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)內(nèi),C被絕緣固定。被絕緣固定。另有一個掛在細(xì)絲線上的帶負(fù)電的小球另有一個掛在細(xì)絲線上的帶負(fù)電的小球B向向C靠近靠近,如圖甲所示如圖甲所示,結(jié)果將結(jié)果將()A.A向左偏離豎直線向左偏離豎直線,B向右偏離豎直線向右偏離豎直線B.A位置不變位置不變,B向右偏離豎直線向右偏離豎直線C.A向左偏離豎直線向左偏離豎直線,B的位置不變的位置不變D.A和和B的位置都不變的位置都不變【解

19、析】由于金屬空腔【解析】由于金屬空腔C的靜電屏蔽作用的靜電屏蔽作用,B球的電場被遮擋球的電場被遮擋,空腔空腔C內(nèi)部內(nèi)部不受此電場的影響不受此電場的影響,故故A不受力不受力;由于靜電屏蔽由于靜電屏蔽,C的內(nèi)側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷的內(nèi)側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷,外外側(cè)帶上等量正電荷側(cè)帶上等量正電荷,C的內(nèi)腔和外空間的電場線如圖乙所示的內(nèi)腔和外空間的電場線如圖乙所示,但但C的內(nèi)部的內(nèi)部(涂陰影區(qū)涂陰影區(qū))場強為零場強為零,無電場線?？梢院苄蜗蟮乜吹綗o電場線?？梢院苄蜗蟮乜吹?帶電體帶電體A的電場僅在的電場僅在C的內(nèi)部的內(nèi)部“中斷中斷”一下一下,但能但能“延伸延伸”至外部空間。也就是說至外部空間。也就是說,金屬空腔金屬空

20、腔C并沒并沒有遮擋有遮擋A的電場的電場,沒有起到靜電屏蔽的作用。所以沒有起到靜電屏蔽的作用。所以,B球受到球受到C外側(cè)感應(yīng)電外側(cè)感應(yīng)電荷電場的影響將向右偏離豎直線。荷電場的影響將向右偏離豎直線?！军c撥】要理解并記住靜電屏蔽的兩種情況【點撥】要理解并記住靜電屏蔽的兩種情況:其一其一,無論空腔是否接地?zé)o論空腔是否接地,外部電場外部電場不能影響空腔內(nèi)部不能影響空腔內(nèi)部;其二其二,空腔內(nèi)的電荷對空腔外部的影響分兩種情況空腔內(nèi)的電荷對空腔外部的影響分兩種情況,空腔不接空腔不接地時地時,能影響外部能影響外部,空腔接地時空腔接地時,不能影響外部。在本題中不能影響外部。在本題中,假如將假如將C的外側(cè)接地的外側(cè)

21、接地,如如圖丙所示圖丙所示,則外側(cè)正電荷消失則外側(cè)正電荷消失,C的外側(cè)空間電場也消失的外側(cè)空間電場也消失,也即也即A的電場被遮擋而的電場被遮擋而不對外部空間產(chǎn)生影響。不對外部空間產(chǎn)生影響。拓展三拓展三:有關(guān)電場疊加的問題有關(guān)電場疊加的問題3.在在x軸上有兩個點電荷軸上有兩個點電荷,一個帶正電一個帶正電Q1,一個帶負(fù)電一個帶負(fù)電Q2,且且Q1=2Q2,用用E1和和E2分別分別表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強的大小表示兩個電荷所產(chǎn)生的場強的大小,則在則在x軸上軸上()。A.E1=E2之點只有一處之點只有一處,該點合場強為該點合場強為0B.E1=E2之點共有兩處之點共有兩處,一處合場強為一處合場強為0,另一

22、處合場強為另一處合場強為2E2C.E1=E2之點共有三處之點共有三處,其中兩處合場強為其中兩處合場強為0,另一處合場強為另一處合場強為2E2D.E1=E2之點共有三處之點共有三處,其中一處合場強為其中一處合場強為0,另兩處合場強為另兩處合場強為2E2B【點撥】電場強度是矢量【點撥】電場強度是矢量,矢量的合成應(yīng)遵循平行四邊形定則矢量的合成應(yīng)遵循平行四邊形定則,如果幾個點電荷如果幾個點電荷單獨存在時在某點產(chǎn)生的電場強度共線單獨存在時在某點產(chǎn)生的電場強度共線,可以根據(jù)符號規(guī)則把矢量運算轉(zhuǎn)化為可以根據(jù)符號規(guī)則把矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算求該點電場強度代數(shù)運算求該點電場強度;如果幾個點電荷單獨存在時在某點產(chǎn)

23、生的電場強度如果幾個點電荷單獨存在時在某點產(chǎn)生的電場強度不共線不共線,必須根據(jù)平行四邊形定則把矢量運算轉(zhuǎn)化為一個解三角形的數(shù)學(xué)問題必須根據(jù)平行四邊形定則把矢量運算轉(zhuǎn)化為一個解三角形的數(shù)學(xué)問題,其中主要是解直角三角形其中主要是解直角三角形,從而求出該點的電場強度。從而求出該點的電場強度。A ADC【解析】此題首先應(yīng)明確求的是感應(yīng)電荷的電場而不是合場強【解析】此題首先應(yīng)明確求的是感應(yīng)電荷的電場而不是合場強;其次要明確其次要明確金屬球上感應(yīng)電荷的分布較復(fù)雜金屬球上感應(yīng)電荷的分布較復(fù)雜,無法直接求出。但因金屬球處于靜電平衡無法直接求出。但因金屬球處于靜電平衡狀態(tài)狀態(tài),其內(nèi)部的合場強處處為零其內(nèi)部的合場

24、強處處為零,即即E合合=E施感施感+E感應(yīng)感應(yīng)=0,所以可用等效法所以可用等效法,通過通過求帶電桿的電場來解決感應(yīng)電荷的電場求帶電桿的電場來解決感應(yīng)電荷的電場,再將細(xì)桿等效成一點電荷再將細(xì)桿等效成一點電荷(不影響不影響討論結(jié)果討論結(jié)果),可知可知C項正確。項正確。4.一個不帶電的空心金屬球一個不帶電的空心金屬球,在它的球心處放一個正電荷在它的球心處放一個正電荷,則其電場分布正確的則其電場分布正確的是是()。B【解析】對于沒有接地的空腔導(dǎo)體【解析】對于沒有接地的空腔導(dǎo)體,內(nèi)部電荷會影響空腔外部內(nèi)部電荷會影響空腔外部;但金屬球但金屬球殼內(nèi)部沒有電場線殼內(nèi)部沒有電場線,所以只有選項所以只有選項B正確

25、。正確。5.A、B為兩個大小不等的導(dǎo)體球殼為兩個大小不等的導(dǎo)體球殼(RARB),分別帶有正電荷分別帶有正電荷q與與2q,如圖所示如圖所示。(1)球殼球殼B與與A接觸一下后接觸一下后,將將B放進(jìn)放進(jìn)A球殼內(nèi)與內(nèi)表面接觸球殼內(nèi)與內(nèi)表面接觸,則則A的帶電情況是的帶電情況是,B的帶電情況是的帶電情況是 。 (2)球殼球殼B與與A接觸一下后接觸一下后,將將B球殼放進(jìn)球殼放進(jìn)A球殼內(nèi)球殼內(nèi),使使A瞬間接地瞬間接地,再將再將B與與A的內(nèi)表的內(nèi)表面接觸面接觸,則則A的帶電情況是的帶電情況是 ;B的帶電情況是的帶電情況是 。 外表面帶電外表面帶電3q不帶電不帶電【解析】【解析】(1)B與與A接觸一下后接觸一下后

26、,兩者電荷量重新分配。但無論如何分配兩者電荷量重新分配。但無論如何分配,將將B放進(jìn)放進(jìn)A球殼內(nèi)與球殼內(nèi)與A接觸接觸,B球殼上的電荷將全部轉(zhuǎn)移到球殼上的電荷將全部轉(zhuǎn)移到A球殼外表面球殼外表面,A球殼外表面帶電球殼外表面帶電荷量為荷量為qA+qB=3q,故最后故最后B球殼不帶電。球殼不帶電。(2)B與與A接觸一下后接觸一下后,由于由于A球殼比球殼比B球殼大球殼大,一定有電荷從一定有電荷從B流向流向A,結(jié)果結(jié)果A球殼帶球殼帶電荷量電荷量qAqB,球殼帶電荷量球殼帶電荷量qB2q,qA+qB=3q。將。將B放進(jìn)放進(jìn)A球殼內(nèi)球殼內(nèi),由于靜電感應(yīng)由于靜電感應(yīng),A球殼內(nèi)表面感應(yīng)出電荷量球殼內(nèi)表面感應(yīng)出電荷量

27、-qB,A球殼外表面帶電為球殼外表面帶電為qA+qB=3q。A瞬間接地后瞬間接地后,A球殼外表面電荷中和。再將球殼外表面電荷中和。再將B與與A的內(nèi)表面接觸的內(nèi)表面接觸,兩者電荷正好全部中和。兩者電荷正好全部中和。不帶電不帶電不帶電不帶電6.如圖甲所示如圖甲所示,在真空中有兩個點電荷在真空中有兩個點電荷Q1=+3.010-8 C和和Q2=-3.010-8 C,它們它們相距相距0.1 m,求電場中到兩個點電荷的距離也等于求電場中到兩個點電荷的距離也等于0.1 m的的A點的電場強度。點的電場強度。1.在醫(yī)療手術(shù)中在醫(yī)療手術(shù)中,為防止麻醉劑乙醚爆炸為防止麻醉劑乙醚爆炸,地磚要用導(dǎo)電材料制成地磚要用導(dǎo)電

28、材料制成,醫(yī)生、護(hù)士醫(yī)生、護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和棉布外套要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和棉布外套,一切設(shè)備要良好接地一切設(shè)備要良好接地,甚至病人身體甚至病人身體也要良好接地也要良好接地,這樣做是為了這樣做是為了()。A.消除靜電消除靜電B.除菌消毒除菌消毒 C.應(yīng)用靜電應(yīng)用靜電 D.防止靜電防止靜電【解析】接地能有效地消除靜電?！窘馕觥拷拥啬苡行У叵o電。A2.如圖所示如圖所示,把原來不帶電的金屬殼把原來不帶電的金屬殼B的外表面接地的外表面接地,將一帶正電的小球?qū)⒁粠д姷男∏駻從小從小孔中放人球殼內(nèi)孔中放人球殼內(nèi),但不與但不與B發(fā)生接觸發(fā)生接觸,達(dá)到靜電平衡后達(dá)到靜電平衡后,則則()。A

29、.B的空腔內(nèi)電場強度為零的空腔內(nèi)電場強度為零B.B不帶電不帶電C.B的外表面帶正電的外表面帶正電D.B的內(nèi)表面帶負(fù)電的內(nèi)表面帶負(fù)電【解析】由靜電感應(yīng)規(guī)律知【解析】由靜電感應(yīng)規(guī)律知,B內(nèi)表面帶負(fù)電內(nèi)表面帶負(fù)電,外表面由于接地而不帶電外表面由于接地而不帶電,故故B、C錯錯,D對對;B的空腔外部電場強度為零而內(nèi)部電場強度不為零的空腔外部電場強度為零而內(nèi)部電場強度不為零,A錯。錯。DC3.隨著人們生活水平的提高隨著人們生活水平的提高,各種家用電器日益走入我們的居家生活各種家用電器日益走入我們的居家生活,而家用電器而家用電器所產(chǎn)生的靜電荷會被人體吸收并積存起來所產(chǎn)生的靜電荷會被人體吸收并積存起來,再加上

30、居室內(nèi)墻壁和地板多屬絕緣體再加上居室內(nèi)墻壁和地板多屬絕緣體,空氣干燥空氣干燥,因此更容易受到靜電干擾。由于老年人的皮膚相對年輕人干燥以及因此更容易受到靜電干擾。由于老年人的皮膚相對年輕人干燥以及老年人心血管系統(tǒng)的老化、抗干擾能力減弱等因素老年人心血管系統(tǒng)的老化、抗干擾能力減弱等因素,老年人更容易受靜電的影響老年人更容易受靜電的影響。心血管系統(tǒng)本來就有各種病變的老年人更會受靜電的影響使病情加重。過高。心血管系統(tǒng)本來就有各種病變的老年人更會受靜電的影響使病情加重。過高的靜電還常常使人焦躁不安、頭痛、胸悶、呼吸困難、咳嗽。我們平時生活中的靜電還常常使人焦躁不安、頭痛、胸悶、呼吸困難、咳嗽。我們平時生

31、活中就應(yīng)當(dāng)采取措施就應(yīng)當(dāng)采取措施,有效防止靜電有效防止靜電,下列方法不可行的是下列方法不可行的是()。A.室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水B.要勤洗澡、勤換衣服要勤洗澡、勤換衣服C.選擇柔軟、光滑的化纖類衣物選擇柔軟、光滑的化纖類衣物D.盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具【解析】室內(nèi)要保持一定的濕度【解析】室內(nèi)要保持一定的濕度,室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水;要勤洗澡、勤換衣要勤洗澡、勤換衣服服,以消除人體表面積聚的靜電荷。對于老年人以消除人體表面積聚的靜電荷。對于老年人,應(yīng)選擇柔軟、光滑的棉紡織衣應(yīng)選擇柔軟、光滑

32、的棉紡織衣物物,盡量不穿化纖類衣物盡量不穿化纖類衣物,以使靜電的危害減少到最低限度以使靜電的危害減少到最低限度;盡量避免使用化纖地盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具毯和以塑料為表面材料的家具,以防止摩擦起電。以防止摩擦起電。4.在負(fù)電荷附近有兩個絕緣導(dǎo)體在負(fù)電荷附近有兩個絕緣導(dǎo)體M、N,由于靜電感應(yīng)發(fā)生了如圖甲所示的電荷由于靜電感應(yīng)發(fā)生了如圖甲所示的電荷分布分布,當(dāng)用導(dǎo)線將當(dāng)用導(dǎo)線將ad兩點連接起來時兩點連接起來時,導(dǎo)線中是否有電流流過導(dǎo)線中是否有電流流過?如果有電流如果有電流,電流電流的方向是怎樣的的方向是怎樣的?甲甲【解析解析】畫出一條從負(fù)電荷出發(fā)畫出一條從負(fù)電荷出發(fā),通過兩個絕緣導(dǎo)體通過兩個絕緣導(dǎo)體M、N,且指向負(fù)電荷的且指向負(fù)電荷的一條電場線一條電場線,如圖乙所示如圖乙所示,因電勢逆著電場線方向升高因電勢逆著電場線方向升高,a=bc=d,因電流從因電流從電勢高處流向電勢低處電勢高處流向電勢低處,將將ad兩點連接后兩點連接后,有電流從有電流從d點流向點流向a點。點。乙乙5.滾筒式靜電分選器由料斗滾筒式靜電分選器由料斗A、導(dǎo)板、導(dǎo)板B、導(dǎo)體滾筒、導(dǎo)體滾筒C、刮板、刮板D、料槽、料槽E、料槽、料槽F和放電針和放電針G等部件組成。等部件組成。C與與G分別接于直流高壓電源的正、負(fù)極分別接于直流高壓電源