【2017年整理】一电场中的导体.doc

9　静电现象的应用 学习目标1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡产生的条件.2.掌握静电平衡状态下的导体特点.3.了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用． 一、静电平衡状态下导体的电场 1如图1所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的自由电子受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动．这样，在导体的AB面上将出现负电荷，在CD面上将出现电荷．这就是． 2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的等于0时，导体内的自由电子不再发生，导体达到了． 二、静电平衡状态导体的特点 1．处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的．整个导体是个．它的表面是个．2．静电平衡时，导体上的电荷分布有以下两个特点： (1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的． (2)在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)，凹陷的位置几乎没有电荷． 三、尖端放电　静电屏蔽 1．所带电荷与导体尖端的电荷符号的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷，这相当于导体从尖端电荷．这个现象叫做． 2．金属壳或金属网的空腔内不受外界电场的影响，壳(网)内电场强度保持为0，外电场对壳(网)内的仪器不会产生影响，金属壳(网)的这种作用叫做． 一、静电平衡状态下导体的电场 [问题设计]　如图所示，把一个不带电的金属导体放到电场中，导体内的自由电子将发生定向移动，从而使导体两端出现等量异号电荷．请思考下列问题：(1)自由电子定向移动的原因是什么？定向移动的方向如何？ (2)自由电子能否一直定向移动？为什么？ [要点提炼] 1．处于静电平衡状态的导体，内部的电场场强处处为. 2．处于静电平衡状态的整个导体是个，它的表面是个． 二、导体上电荷的分布 [问题设计] 1．当导体处于静电平衡时，电荷在导体上如何分布？内部是否还有电荷？ 2．形状不规则的带电体，表面上各处的电荷分布是否均匀？附近场强是否相等？ [要点提炼] 处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的场强方向必定与这点的．越尖锐的位置电场线越． 三、尖端放电和静电屏蔽 [问题设计] 1．避雷针是利用尖端放电保护建筑物的一种设施，其原理是什么？ 2．处于静电平衡状态的导体，其内部场强处处为零，若导体是空心的，则空心部分的场强怎样？静电屏蔽是怎样起到屏蔽作用的？ [要点提炼] 1．尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被到尖端，尖端上的电荷被． 2．导体壳或金属网罩(无论接地与否)可以把外部电场屏蔽，使其内部不受的影响． 一、对静电平衡的理解 例1　一金属球，原来不带电．现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图3所示．金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比(　　)A．Ea最大 B．Eb最大 C．Ec最大 D．Ea＝Eb＝Ec 针对训练　如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近(不接触)时，下列说法中正确的是 (　　)A．B端的感应电荷越来越多 B．导体内部场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 二、静电平衡导体的电荷分布 例2　如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是 (　　)A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触 B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触 C．用绝缘导线把验电器A跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒C与B的内壁接触 D．使验电器A靠近B 三、对静电屏蔽的理解 例3　下列实验中，验电器的金属箔片会张开的是(　　) 1．(对静电平衡的理解)处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零的原因是(　　) A．导体内部无任何电场 B．外电场不能进入导体内部 C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零 D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合场强为零 2．(对尖端放电的理解)避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是(　　) A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地 B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷 C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 D．以上说法都不对 3．(对静电屏蔽的理解)如图6所示，两个相同的空心金属球M和N，M带电荷量为－Q，N不带电(M、N相距很远，互不影响)，旁边各放一个不带电的金属球P和R，当将带正电Q的小球分别放入M和N的空腔中时(　　)A．P、R上均有感应电荷 B．P、R上均没有感应电荷 C．P上有而R上没有感应电荷 D．P上没有而R上有感应电荷4