魯科版高中物理選修31課件電場中的導(dǎo)體課件4

第4節(jié)

電場中的導(dǎo)體第4節(jié)電場中的導(dǎo)體溫故知新溫故知新1．在力學(xué)中我們學(xué)習(xí)過力的合成法則，請同學(xué)們寫出互成角度θ的兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2合力公式？精彩回眸2.如圖1－4－1所示，分別在A、B兩點(diǎn)放上點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C，在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m，試求：圖1-4-11．在力學(xué)中我們學(xué)習(xí)過力的合成法則，請同學(xué)們寫出互成角度θ的(1)C點(diǎn)的場強(qiáng)為________N/C；(2)如果有一個(gè)電子靜止在C點(diǎn)，它所受的庫侖力的大小為________N，方向________．答案：(1)5×10－2

(2)8.0×10－21方向平行AB向左(1)C點(diǎn)的場強(qiáng)為________N/C；一、場強(qiáng)疊加原理1．內(nèi)容：如果幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于這幾個(gè)點(diǎn)電荷__________________________的矢量和．2．方法：場強(qiáng)的疊加遵循___________定則．3．普遍性：不僅點(diǎn)電荷的電場可以疊加，其他任何電場的場強(qiáng)都可以進(jìn)行疊加．新知梳理各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度平行四邊行一、場強(qiáng)疊加原理新知梳理各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度平行四邊行二、靜電平衡與靜電屏蔽1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象_____中條件→現(xiàn)象→本質(zhì)2．靜電平衡(1)定義：導(dǎo)體中(包括表面上)沒有電荷_________的狀態(tài)．(2)特點(diǎn)①導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)_________．導(dǎo)體處在導(dǎo)體在兩端出現(xiàn)__________電荷自由電荷在______作用下發(fā)生_________電場力定向電場等量異種移動處處為零定向移動二、靜電平衡與靜電屏蔽導(dǎo)體處在導(dǎo)體在兩端出現(xiàn)_______②導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的表面____．③電荷只分布在導(dǎo)體的________．3．靜電屏蔽(1)定義：處于________狀態(tài)的中空導(dǎo)體殼，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體外殼使它內(nèi)部不受_________影響的現(xiàn)象．(2)應(yīng)用：電子儀器和電子設(shè)備外面都有金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬絲網(wǎng)套，高壓線路的檢修人員要穿屏蔽服等，都是利用__________消除外電場的影響．垂直靜電平衡外部電場靜電屏蔽外表面上②導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的表面____．垂直靜電平衡合作探究合作探究1．內(nèi)外表面分布不同，電荷都分布在外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷．2．受導(dǎo)體的形狀影響，尖銳的位置電荷密度大．3．“遠(yuǎn)近端”電荷的電性相反，電量相等．(1)如圖1－4－2所示，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，離場源電荷較近和較遠(yuǎn)的兩端將感應(yīng)出等量的異種電荷，即“遠(yuǎn)同近異”．靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布有什么特點(diǎn)？1．內(nèi)外表面分布不同，電荷都分布在外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷．(2)如圖1－4－3所示，當(dāng)把兩個(gè)或多個(gè)原來彼此絕緣的導(dǎo)體接觸或用導(dǎo)線連接時(shí)，就可把它們看做是一個(gè)大導(dǎo)體，有些問題中所提到的“用手觸摸某導(dǎo)體”其實(shí)就是導(dǎo)體通過人體與大地構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體．圖1-4-2(2)如圖1－4－3所示，當(dāng)把兩個(gè)或多個(gè)原來彼此絕緣的導(dǎo)體接溫馨提示：一個(gè)孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點(diǎn)．人與大地都是導(dǎo)體，在人摸(觸)導(dǎo)體的過程中，帶電體、人、大地組成一個(gè)新導(dǎo)體，地球往往是新導(dǎo)體的遠(yuǎn)端．圖1-4-3溫馨提示：一個(gè)孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電如圖1－4－4所示，金屬球殼的內(nèi)外表面分別用C、D表示，B球與金屬球殼內(nèi)表面緊密接觸．金屬小球A原來帶正電，金屬球殼與金屬小球B原來不帶電，當(dāng)用一根導(dǎo)線將A、B兩球連接時(shí)，以下判斷中正確的是 (

)圖1-4-4A．A與B帶正電，C帶負(fù)電，D帶正電B．D帶正電，A帶正電，B與C不帶電C．只有A帶正電，其他均不帶電D．A帶正電，D帶負(fù)電，B與C不帶電如圖1－4－4所示，金屬球殼的內(nèi)外表面分別用C、D表示，B球解析：A與B用導(dǎo)線連接后，A、B兩球以及球殼成為一個(gè)大導(dǎo)體，A球表面及球殼的外表面D相當(dāng)于大導(dǎo)體的外表面，B球表面及球殼內(nèi)表面相當(dāng)于大導(dǎo)體的內(nèi)表面．因?yàn)殪o電平衡導(dǎo)體的電荷只分布在外表面上，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B解析：A與B用導(dǎo)線連接后，A、B兩球以及球殼成為一個(gè)大導(dǎo)體，1．導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場的影響(1)現(xiàn)象：使帶正電的金屬球靠近驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開，這表示驗(yàn)電器受到附近帶電體的影響，如圖1－4－5(甲)所示；用一個(gè)金屬網(wǎng)罩把驗(yàn)電器罩住，再讓帶電金屬球靠近，驗(yàn)電器的箔片不張開，這表示金屬網(wǎng)罩內(nèi)的驗(yàn)電器不受附近帶電體的影響，如圖(1－4－5乙)所示．靜電屏蔽的兩種情況1．導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場的影響靜電屏蔽的兩種情況(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．導(dǎo)體外表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的電場與外電場相互疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零．圖1-4-5(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．導(dǎo)體外表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的2．接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響(1)現(xiàn)象：金屬網(wǎng)罩不帶電，罩內(nèi)小球帶正電，將驗(yàn)電器靠近金屬殼，驗(yàn)電器箔片張開，這表示網(wǎng)罩內(nèi)帶電體產(chǎn)生的電場能使外界受到影響(如圖1－4－6甲)；把金屬網(wǎng)罩接地，則驗(yàn)電器箔片不張開，這表示金屬網(wǎng)罩接地，內(nèi)部電場不影響外界(如圖1－4－6乙)．圖1-4-62．接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響圖1-4-6(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．網(wǎng)罩內(nèi)小球所帶電荷與網(wǎng)罩內(nèi)表面感應(yīng)電荷在網(wǎng)罩外產(chǎn)生的電場相互疊加使網(wǎng)罩外場強(qiáng)處處為零．溫馨提示：(1)接地的空腔導(dǎo)體，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場對腔外空間也不產(chǎn)生影響，即內(nèi)外互不影響．(2)空腔導(dǎo)體不接地，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場對腔外空間產(chǎn)生影響．(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．網(wǎng)罩內(nèi)小球所帶電荷與網(wǎng)罩內(nèi)表面感應(yīng)電2.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖1－4－7所示，球心O處放一點(diǎn)電荷q，達(dá)到靜電平衡時(shí)，則 (

)A．q的電量變化時(shí)，殼外電場隨之改變圖1-4-7B．q在殼外產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為零C．球殼內(nèi)外表面的電荷在殼外的場強(qiáng)為零D．q與殼內(nèi)表面的電荷在殼外的合場強(qiáng)為零2.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖1－4－7所示，球心O解析：當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時(shí)，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流入大地，或大地內(nèi)的電子流入球殼，即殼外表面不帶電，這時(shí)殼內(nèi)電荷與殼內(nèi)表面的感應(yīng)電荷在殼內(nèi)壁以外(包括導(dǎo)體殼層)任一點(diǎn)的合場強(qiáng)為零．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D解析：當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時(shí)，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流典例精析典例精析【例1】在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線(其中一條沿豎直方向)和圓周的交點(diǎn)．當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷＋q放在d點(diǎn)恰好平衡(如圖1－4－8所示)．場的疊加的應(yīng)用圖1-4-8(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小、方向如何？(2)檢驗(yàn)電荷＋q放在點(diǎn)c時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？(3)檢驗(yàn)電荷＋q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何？【例1】在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一魯科版高中物理選修3-1課件-電場中的導(dǎo)體課件4魯科版高中物理選修3-1課件-電場中的導(dǎo)體課件4反思領(lǐng)悟：檢驗(yàn)電荷處在勻強(qiáng)電場和點(diǎn)電荷＋Q產(chǎn)生的電場組成的疊加場中，因此要求檢驗(yàn)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力，首先應(yīng)確定該點(diǎn)的合場強(qiáng)，要確定合場強(qiáng)，就需要求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)，而題目已經(jīng)告訴當(dāng)檢驗(yàn)電荷處在d點(diǎn)時(shí)恰好平衡，這恰恰是兩電場共同作用的結(jié)果，據(jù)此則問題可解．反思領(lǐng)悟：檢驗(yàn)電荷處在勻強(qiáng)電場和點(diǎn)電荷＋Q產(chǎn)生的電場組成的疊

如圖1－4－9所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷＋Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.根據(jù)上述說明，在x軸上場強(qiáng)為零的點(diǎn)為________．圖1-4-9解析：在x軸上由－Q產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向沿水平方向，在C點(diǎn)右側(cè)水平向左，左側(cè)水平向右，要想和等量的正電荷在x軸上產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零，該點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)在C點(diǎn)的右側(cè)，距離A、B、C三個(gè)電荷相同的D點(diǎn)上．答案：D點(diǎn) 如圖1－4－9所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量【例2】如圖1－4－10所示，A為帶電的空腔導(dǎo)體，B為離A很遠(yuǎn)的不帶電的驗(yàn)電器，現(xiàn)用一根導(dǎo)線一端與A的內(nèi)壁接觸，另一端與B的金屬球接觸，則B的箔片是否張開？靜電平衡問題圖1-4-10【例2】如圖1－4－10所示，A為帶電的空腔導(dǎo)體，B為離A思路點(diǎn)撥：連接后A、B成為一個(gè)導(dǎo)體，只要B處在A球的外部，無論導(dǎo)線與A球的何處接觸，驗(yàn)電器均帶電，若B在A球的內(nèi)部，驗(yàn)電器不帶電．解析：導(dǎo)線把A和B連接在一起，形成一個(gè)整體，B實(shí)際上是成了A的外表面的一部分，因此B將帶電，則B中箔片張開．答案：張開反思領(lǐng)悟：對于靜電平衡的導(dǎo)體，要正確理解其特點(diǎn)，同時(shí)要分清導(dǎo)體的內(nèi)部和外部以及E感、E原、E合，知道內(nèi)部場強(qiáng)為零及電荷分布在外表面的原因．思路點(diǎn)撥：連接后A、B成為一個(gè)導(dǎo)體，只要B處在A球的外部，無

如圖1－4－11所示，若把驗(yàn)電器B放在空腔帶電導(dǎo)體A的內(nèi)部時(shí)，(1)用導(dǎo)線連接A的內(nèi)壁與B的金屬小球，此時(shí)驗(yàn)電器B的箔片是否張開？圖1-4-11(2)若用導(dǎo)線連接A的外壁與B的金屬小球，此時(shí)驗(yàn)電器B的箔片是否張開？解析：兩種情況下，只要用導(dǎo)線把A、B的金屬球相連，B就屬于導(dǎo)體內(nèi)部的一部分，因此B的箔片都不會張開．答案：(1)不張開(2)不張開 如圖1－4－11所示，若把驗(yàn)電器B放在空腔帶電導(dǎo)體A的內(nèi)部【例3】如圖1－4－12所示，空心導(dǎo)體上方有一靠近的帶有正電的帶電體．當(dāng)一個(gè)重力不計(jì)的正電荷以速度v水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時(shí)，電荷將做(

)靜電屏蔽的應(yīng)用圖1-4-12A．向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動B．向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動C．勻速直線運(yùn)動D．變速直線運(yùn)動【例3】如圖1－4－12所示，空心導(dǎo)體上方有一靠近的帶有正解析：空心導(dǎo)體處在帶正電的帶電體的附近，根據(jù)電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)，空心導(dǎo)體起到了靜電屏蔽的作用，使得內(nèi)部電場場強(qiáng)為零，電荷不受電場力的作用，所以做勻速直線運(yùn)動，C選項(xiàng)正確．答案為C.答案：C反思領(lǐng)悟：(1)研究電荷的運(yùn)動狀態(tài)，必須把握住電荷的受力情況．(2)空腔可以屏蔽外界電場，接地的空腔可以屏蔽內(nèi)部的電場，對于電場中的導(dǎo)體一定要明確內(nèi)部場強(qiáng)處處為零．導(dǎo)體表面處電場線與導(dǎo)體垂直的特點(diǎn)．解析：空心導(dǎo)體處在帶正電的帶電體的附近，根據(jù)電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)

某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)高壓作業(yè)服是用銅絲編織的．下列各同學(xué)的認(rèn)識正確的是(

)A．甲認(rèn)為銅絲編織的衣服不易拉破，所以用銅絲編織B．乙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)為勻強(qiáng)電場，對人體起保護(hù)作用C．丙認(rèn)為電工被銅絲編織的衣服包裹，使體內(nèi)電場強(qiáng)度保持為零，對人體起保護(hù)作用D．丁認(rèn)為銅絲必須達(dá)到一定的厚度，才能對人體起到保護(hù)作用 某研究性學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)電學(xué)知識后對電工穿的高壓作業(yè)服進(jìn)行研究解析：銅絲編織的衣服起到靜電屏蔽的作用，使人體內(nèi)部場強(qiáng)為零，故C項(xiàng)正確．答案：C解析：銅絲編織的衣服起到靜電屏蔽的作用，使人體內(nèi)部場強(qiáng)為零，靜電感應(yīng)現(xiàn)象中電場的分布電場的分布最終取決于導(dǎo)體表面電荷的分布特點(diǎn)，因此分析靜電平衡問題時(shí)要注意電荷的分布及變化．創(chuàng)新拓展圖1-4-13【例4】如圖1－4－13所示，一導(dǎo)體球A帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的大小為EA.在A球球心與P點(diǎn)連線上有一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷B，當(dāng)只有它存在靜電感應(yīng)現(xiàn)象中電場的分布創(chuàng)新拓展圖1-4-13【例4】如時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為EB.當(dāng)A、B同時(shí)存在時(shí)，根據(jù)場強(qiáng)疊加原理，P點(diǎn)的場強(qiáng)大小應(yīng)為 (

)

A．EB B．EA＋EBC．|EA－EB| D．以上說法都不對解析：當(dāng)帶電導(dǎo)體球周圍無其他導(dǎo)體或帶電體存在時(shí)，導(dǎo)體球上的電荷將均勻分布在導(dǎo)體球表面．根據(jù)題意均勻分布在導(dǎo)體球上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)為EA.當(dāng)把點(diǎn)電荷放在B點(diǎn)后，雖然導(dǎo)體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感應(yīng)，導(dǎo)體球上的電荷將重新分布，直到達(dá)到靜電平衡．這時(shí)，導(dǎo)體球時(shí)，它在空間P點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為EB.當(dāng)A、B同時(shí)存在時(shí)上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)EA′不等于EA.由于點(diǎn)電荷B不涉及電荷如何分布的問題，它在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)與周圍是否存在其他電荷無關(guān)，所以仍為EB，當(dāng)點(diǎn)電荷與導(dǎo)體球A同時(shí)存在時(shí)，P點(diǎn)的場強(qiáng)應(yīng)由EA′與EB疊加而成，而不是由EA與EB疊加．這樣對場強(qiáng)疊加原理的理解準(zhǔn)確了，就能立即斷定A、B、C三個(gè)選項(xiàng)都是不對的．答案：D上的電荷在P點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)EA′不等于EA.由于點(diǎn)電荷B不涉及第4節(jié)

電場中的導(dǎo)體第4節(jié)電場中的導(dǎo)體溫故知新溫故知新1．在力學(xué)中我們學(xué)習(xí)過力的合成法則，請同學(xué)們寫出互成角度θ的兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2合力公式？精彩回眸2.如圖1－4－1所示，分別在A、B兩點(diǎn)放上點(diǎn)電荷Q1＝＋2×10－14C和Q2＝－2×10－14C，在AB的垂直平分線上有一點(diǎn)C，且AB＝AC＝BC＝6×10－2m，試求：圖1-4-11．在力學(xué)中我們學(xué)習(xí)過力的合成法則，請同學(xué)們寫出互成角度θ的(1)C點(diǎn)的場強(qiáng)為________N/C；(2)如果有一個(gè)電子靜止在C點(diǎn)，它所受的庫侖力的大小為________N，方向________．答案：(1)5×10－2

(2)8.0×10－21方向平行AB向左(1)C點(diǎn)的場強(qiáng)為________N/C；一、場強(qiáng)疊加原理1．內(nèi)容：如果幾個(gè)點(diǎn)電荷同時(shí)存在，電場中任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于這幾個(gè)點(diǎn)電荷__________________________的矢量和．2．方法：場強(qiáng)的疊加遵循___________定則．3．普遍性：不僅點(diǎn)電荷的電場可以疊加，其他任何電場的場強(qiáng)都可以進(jìn)行疊加．新知梳理各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度平行四邊行一、場強(qiáng)疊加原理新知梳理各自在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度平行四邊行二、靜電平衡與靜電屏蔽1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象_____中條件→現(xiàn)象→本質(zhì)2．靜電平衡(1)定義：導(dǎo)體中(包括表面上)沒有電荷_________的狀態(tài)．(2)特點(diǎn)①導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)_________．導(dǎo)體處在導(dǎo)體在兩端出現(xiàn)__________電荷自由電荷在______作用下發(fā)生_________電場力定向電場等量異種移動處處為零定向移動二、靜電平衡與靜電屏蔽導(dǎo)體處在導(dǎo)體在兩端出現(xiàn)_______②導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的表面____．③電荷只分布在導(dǎo)體的________．3．靜電屏蔽(1)定義：處于________狀態(tài)的中空導(dǎo)體殼，內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體外殼使它內(nèi)部不受_________影響的現(xiàn)象．(2)應(yīng)用：電子儀器和電子設(shè)備外面都有金屬殼，通信電纜外面包有一層金屬絲網(wǎng)套，高壓線路的檢修人員要穿屏蔽服等，都是利用__________消除外電場的影響．垂直靜電平衡外部電場靜電屏蔽外表面上②導(dǎo)體表面任一點(diǎn)的場強(qiáng)方向與該處的表面____．垂直靜電平衡合作探究合作探究1．內(nèi)外表面分布不同，電荷都分布在外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷．2．受導(dǎo)體的形狀影響，尖銳的位置電荷密度大．3．“遠(yuǎn)近端”電荷的電性相反，電量相等．(1)如圖1－4－2所示，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，離場源電荷較近和較遠(yuǎn)的兩端將感應(yīng)出等量的異種電荷，即“遠(yuǎn)同近異”．靜電平衡導(dǎo)體的電荷分布有什么特點(diǎn)？1．內(nèi)外表面分布不同，電荷都分布在外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷．(2)如圖1－4－3所示，當(dāng)把兩個(gè)或多個(gè)原來彼此絕緣的導(dǎo)體接觸或用導(dǎo)線連接時(shí)，就可把它們看做是一個(gè)大導(dǎo)體，有些問題中所提到的“用手觸摸某導(dǎo)體”其實(shí)就是導(dǎo)體通過人體與大地構(gòu)成一個(gè)大導(dǎo)體．圖1-4-2(2)如圖1－4－3所示，當(dāng)把兩個(gè)或多個(gè)原來彼此絕緣的導(dǎo)體接溫馨提示：一個(gè)孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電平衡狀態(tài)，具有靜電平衡的所有特點(diǎn)．人與大地都是導(dǎo)體，在人摸(觸)導(dǎo)體的過程中，帶電體、人、大地組成一個(gè)新導(dǎo)體，地球往往是新導(dǎo)體的遠(yuǎn)端．圖1-4-3溫馨提示：一個(gè)孤立的帶電體，在自身所帶電荷的電場中，處于靜電如圖1－4－4所示，金屬球殼的內(nèi)外表面分別用C、D表示，B球與金屬球殼內(nèi)表面緊密接觸．金屬小球A原來帶正電，金屬球殼與金屬小球B原來不帶電，當(dāng)用一根導(dǎo)線將A、B兩球連接時(shí)，以下判斷中正確的是 (

)圖1-4-4A．A與B帶正電，C帶負(fù)電，D帶正電B．D帶正電，A帶正電，B與C不帶電C．只有A帶正電，其他均不帶電D．A帶正電，D帶負(fù)電，B與C不帶電如圖1－4－4所示，金屬球殼的內(nèi)外表面分別用C、D表示，B球解析：A與B用導(dǎo)線連接后，A、B兩球以及球殼成為一個(gè)大導(dǎo)體，A球表面及球殼的外表面D相當(dāng)于大導(dǎo)體的外表面，B球表面及球殼內(nèi)表面相當(dāng)于大導(dǎo)體的內(nèi)表面．因?yàn)殪o電平衡導(dǎo)體的電荷只分布在外表面上，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B解析：A與B用導(dǎo)線連接后，A、B兩球以及球殼成為一個(gè)大導(dǎo)體，1．導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場的影響(1)現(xiàn)象：使帶正電的金屬球靠近驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的箔片張開，這表示驗(yàn)電器受到附近帶電體的影響，如圖1－4－5(甲)所示；用一個(gè)金屬網(wǎng)罩把驗(yàn)電器罩住，再讓帶電金屬球靠近，驗(yàn)電器的箔片不張開，這表示金屬網(wǎng)罩內(nèi)的驗(yàn)電器不受附近帶電體的影響，如圖(1－4－5乙)所示．靜電屏蔽的兩種情況1．導(dǎo)體內(nèi)部不受外部電場的影響靜電屏蔽的兩種情況(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．導(dǎo)體外表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的電場與外電場相互疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零．圖1-4-5(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．導(dǎo)體外表面的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的2．接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響(1)現(xiàn)象：金屬網(wǎng)罩不帶電，罩內(nèi)小球帶正電，將驗(yàn)電器靠近金屬殼，驗(yàn)電器箔片張開，這表示網(wǎng)罩內(nèi)帶電體產(chǎn)生的電場能使外界受到影響(如圖1－4－6甲)；把金屬網(wǎng)罩接地，則驗(yàn)電器箔片不張開，這表示金屬網(wǎng)罩接地，內(nèi)部電場不影響外界(如圖1－4－6乙)．圖1-4-62．接地的封閉導(dǎo)體殼內(nèi)部電場對殼外空間沒有影響圖1-4-6(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．網(wǎng)罩內(nèi)小球所帶電荷與網(wǎng)罩內(nèi)表面感應(yīng)電荷在網(wǎng)罩外產(chǎn)生的電場相互疊加使網(wǎng)罩外場強(qiáng)處處為零．溫馨提示：(1)接地的空腔導(dǎo)體，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場對腔外空間也不產(chǎn)生影響，即內(nèi)外互不影響．(2)空腔導(dǎo)體不接地，腔外電場對腔內(nèi)空間不產(chǎn)生影響，腔內(nèi)電場對腔外空間產(chǎn)生影響．(2)本質(zhì)：是靜電感應(yīng)．網(wǎng)罩內(nèi)小球所帶電荷與網(wǎng)罩內(nèi)表面感應(yīng)電2.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖1－4－7所示，球心O處放一點(diǎn)電荷q，達(dá)到靜電平衡時(shí)，則 (

)A．q的電量變化時(shí)，殼外電場隨之改變圖1-4-7B．q在殼外產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為零C．球殼內(nèi)外表面的電荷在殼外的場強(qiáng)為零D．q與殼內(nèi)表面的電荷在殼外的合場強(qiáng)為零2.有一接地的導(dǎo)體球殼，如圖1－4－7所示，球心O解析：當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時(shí)，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流入大地，或大地內(nèi)的電子流入球殼，即殼外表面不帶電，這時(shí)殼內(nèi)電荷與殼內(nèi)表面的感應(yīng)電荷在殼內(nèi)壁以外(包括導(dǎo)體殼層)任一點(diǎn)的合場強(qiáng)為零．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D解析：當(dāng)導(dǎo)體球殼接地時(shí)，殼內(nèi)電荷在殼外表面所產(chǎn)生的感應(yīng)電荷流典例精析典例精析【例1】在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一圓周，在O點(diǎn)固定一電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，a、b、c、d為相互垂直的兩條直線(其中一條沿豎直方向)和圓周的交點(diǎn)．當(dāng)把一檢驗(yàn)電荷＋q放在d點(diǎn)恰好平衡(如圖1－4－8所示)．場的疊加的應(yīng)用圖1-4-8(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大小、方向如何？(2)檢驗(yàn)電荷＋q放在點(diǎn)c時(shí)，受力Fc的大小、方向如何？(3)檢驗(yàn)電荷＋q放在點(diǎn)b時(shí)，受力Fb的大小、方向如何？【例1】在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，取O點(diǎn)為圓心，r為半徑作一魯科版高中物理選修3-1課件-電場中的導(dǎo)體課件4魯科版高中物理選修3-1課件-電場中的導(dǎo)體課件4反思領(lǐng)悟：檢驗(yàn)電荷處在勻強(qiáng)電場和點(diǎn)電荷＋Q產(chǎn)生的電場組成的疊加場中，因此要求檢驗(yàn)電荷在電場中某點(diǎn)所受的電場力，首先應(yīng)確定該點(diǎn)的合場強(qiáng)，要確定合場強(qiáng)，就需要求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)，而題目已經(jīng)告訴當(dāng)檢驗(yàn)電荷處在d點(diǎn)時(shí)恰好平衡，這恰恰是兩電場共同作用的結(jié)果，據(jù)此則問題可解．反思領(lǐng)悟：檢驗(yàn)電荷處在勻強(qiáng)電場和點(diǎn)電荷＋Q產(chǎn)生的電場組成的疊

如圖1－4－9所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷＋Q，在x軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷－Q，且CO＝OD，∠ADO＝60°.根據(jù)上述說明，在x軸上場強(qiáng)為零的點(diǎn)為________．圖1-4-9解析：在x軸上由－Q產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向沿水平方向，在C點(diǎn)右側(cè)水平向左，左側(cè)水平向右，要想和等量的正電荷在x軸上產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零，該點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)在C點(diǎn)的右側(cè)，距離A、B、C三個(gè)電荷相同的D點(diǎn)上．答案：D點(diǎn) 如圖1－4－9所示，在y軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量【例2】如圖1－4－10所示，A為帶電的空腔導(dǎo)體，B為離A很遠(yuǎn)的不帶電的驗(yàn)電器，現(xiàn)用一根導(dǎo)線一端與A的內(nèi)壁接觸，另一端與B的金屬球接觸，則B的箔片是否張開？靜電平衡問題圖1-4-10【例2】如圖1－4－10所示，A為帶電的空腔導(dǎo)體，B為離A思路點(diǎn)撥：連接后A、B成為一個(gè)導(dǎo)體，只要B處在A球的外部，無論導(dǎo)線與A球的何處接觸，驗(yàn)電器均帶電，若B在A球的內(nèi)部，驗(yàn)電器不帶電．解析：導(dǎo)線把A和B連接在一起，形成一個(gè)整體，B實(shí)際上是成了A的外表面的一部分，因此B將帶電，則B中箔片張開．答案：張開反思領(lǐng)悟：對于靜電平衡的導(dǎo)體，要正確理解其特點(diǎn)，同時(shí)要分清導(dǎo)體的內(nèi)部和外部以及E感、E原、E合，知道內(nèi)部場強(qiáng)為零及電荷分布在外表面的原因．思路點(diǎn)撥：連接后A、B成為一個(gè)導(dǎo)體，只要B處在A球的外部，無

如圖1－4－11所示，若把驗(yàn)電器B放在空腔帶電導(dǎo)體A的內(nèi)部時(shí)，(1)用導(dǎo)線連接A的內(nèi)壁與B的金屬小球，此時(shí)驗(yàn)電器B的箔片是否張開？圖1-4-11(2)若用導(dǎo)線連接A的外壁與B的金屬小球，此時(shí)驗(yàn)電器B的箔片是否張開？解析：兩種情況下，只要用導(dǎo)線把A、B的金屬球相連，B就屬于導(dǎo)體內(nèi)部的一部分，因此B的箔片都不會張開．答案：(1)不張開(2)不張開 如圖1－4－11所示，若把驗(yàn)電器B放在空腔帶電導(dǎo)體A的內(nèi)部【例3】如圖1－4－12所示，空心導(dǎo)體上方有一靠近的帶有正電的帶電體．當(dāng)一個(gè)重力不計(jì)的正電荷以速度v水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時(shí)，電荷將做(

)靜電屏蔽的應(yīng)用圖1-4-12A．向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動B．向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運(yùn)動C．勻速直線運(yùn)動D．變速直線運(yùn)動【例3】如圖1－4－12所示，空心導(dǎo)體上方有一靠近的帶有正解析：空心導(dǎo)體處在帶正電的帶電體的附近，根據(jù)電場中導(dǎo)體的特點(diǎn)，空心導(dǎo)體起到了靜電屏蔽的作用，使得內(nèi)部電場場強(qiáng)為零，電荷不受電場力的作用，所以做勻速直線運(yùn)動，C選項(xiàng)正確．答案為C.答案：C