靜電平衡下導體特點

1、靜電平衡下導體特點靜電平衡狀態(tài)下導體特點與應用 以靜電平衡狀態(tài)下的導體為命題點的考題時現(xiàn)于高考卷面，充分說明當今高考已無熱點，然而該類命題以其背景的抽象性、知識的綜合性，始終是考生應考的難點。 難點電場1. 一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一 均勻帶電細桿 MN如圖11-1所示，金屬球上感應電荷產(chǎn)生的 電場在球內直徑上 a,b,c 三點的場強大小分別為 Ea,Eb,Ec, 三者相 比圖11-1A. Ea 最大 B.Eb 最大C.Ec 最大 D.Ea=Eb=Ec2. 在正電荷附近有兩個絕緣導體M N,由于靜電感應發(fā)生了如圖 11-2 的電荷分布，當用導線將 a b 兩點聯(lián)接起來時，

2、導線中是否有電流流過，如果有電流，電流圖 112的方向是怎樣的？3. 如圖 11-3 所示，面積足夠大的、板間距離為 d 的兩平行金屬板豎直放置，與直流電壓為U的電源連接，板間放一半徑為R(2Rv d)的絕緣金屬球殼， C D是球殼水平直徑上的兩點，那么以下說法正確的選項是A. 由于靜電感應，球殼上 C、D兩點電勢差為RU d圖11-3B. 由于靜電感應，球殼中心 O點場強為零C. 用手摸一下球殼，再拿去平行金屬板，球殼帶正電D. 用手摸一下球殼，再拿去平行金屬板，球殼帶負電典例探究例 1如圖 11-4 所示，水平放置的金屬板正上方有一固定的正點電荷Q, 外表絕緣的帶電的小球(可視為質點且不影

3、響Q的電場)，從左端以初速度 v0滑上金屬板，沿光滑的上圖11-4 外表向右運動到右端，在該運動過程中A. 小球做勻速直線運動 B. 小球做先減速，后加速運動C. 小球的電勢能保持不變 D. 電場力對小球所做的功為零命題意圖：考查對靜電平衡導體特點的理解與應用能力.B級要求錯解分析：由于受思維定勢的影響，誤選B,沒有充分考慮到導體的放入.由于靜電感應而導致空間電場的變化因素，思維片面化 .解題方法與技巧：水平放置的金屬板處于點電荷Q的電場中而到達靜電平衡狀態(tài)，是一個等勢體，其外表處電場線處處與外表垂直，故帶電小球(外表絕緣，電量不變)在導 體外表滑動時，電場力不做功，故小球做勻速直線運動，所以

4、A、C D選項正確.例2如圖11-5所示，絕緣導體A帶正電，導體不帶電，由于靜電感應，使導體B的M端帶上負電，而 N端那么帶等量的正電荷.(1) 用導線連接 M N,導線中有無電流流過？(2) 假設將M N分別用導線與大地相連，導線中有無電流流過？方向如何？命題意圖：考查對靜電平衡特點及電流產(chǎn)生條件的理解能力 .B 級要求. 圖 11-5錯解分析：對電流形成的條件理解不深刻，誤認為將M、N兩點相連會進行電中和現(xiàn)象，有電流通過 .解題方法與技巧：A為帶正電的場源電荷，由正電荷即形成的電場的電勢分布可知： UA> UB> U地，其中，B是電場中處于靜電平衡的導體 .UM=UN=UBS用

5、導線在不同位置間連接時，電流定由高電勢流向低電勢，而在電勢相等的兩點間連接時，那么導線中無電流通 過. 所以：1因為 UM=U，N 故導線中無電流 .2因為UM=UN=UBU地，所以無論用導線將 M還是N與大地相連，電流均由導體 B 流向大地 .錦囊妙計高考對靜電平衡內容的命題考查主要集中于對導體到達靜電平衡的動態(tài)過程的分析以 及對靜電平衡導體特點的把握與運用. 命題綜合性強，背景抽象，常以填空與選擇題型呈現(xiàn)于卷面，能考查學生的抽象思維能力及嚴密的邏輯推理能力，有較高的區(qū)分度 . 預計在一、靜電平衡導體的特點孤立的帶電導體和處于感應電場中的感應導體，當?shù)竭_靜電平衡時，具有以下特點：1. 導體內

6、部的場強處處為零，E內=0.沒有電場線.2. 整個導體是等勢體，導體外表是等勢面 , 但導體外表的場強并不一定相同 .3. 導體外部電場線與導體外表垂直，外表場強不一定為零 .4. 對孤立導體，凈電荷分布在外外表上，并且電荷的分布與外表的曲率有關，曲率大 的地方電荷分布密 .二、用導線連接不同靜電平衡導體或同一導體不同部位時，判斷電流方向的方法1. 判斷有無電流要看導線兩連接點有無電勢差，判斷電流流向要看兩點電勢上下電 流總是由高電勢點流向低電勢點 .2. 一般思路：首先要明確哪個導體是場源電荷，哪個導體是電場中的導體 . 其次，判 明兩不同導體或同一導體不同部位的兩點間電勢的上下，最后確定有

7、無電流產(chǎn)生及電流的 流向.難點突破訓練1. 如圖11-6中，實心金屬球 A半徑為R帶電量為 Q點電荷B帶電量為q.B與A球間的距離為r.當B不存在而只有A 存在且到達靜電平衡狀態(tài)時，電荷 Q在球心0處的電場強度等于.當點電荷B也同時存在并到達靜電平衡時，球心 0處的電場強度等于 ，金屬球上的電荷在球心 0圖11-6 處產(chǎn)生的場強的大小等于 .2. 如圖11-7所示，A、B為兩個大小不等的導體球殼RA> RB分別有正電荷 q 與 2q. 1球殼 B 與 A 接觸一下后，將 B 放進 A 球殼內與內外表接觸，那么A的帶電情況是 , B的帶電情況是 .2球殼B與A接觸一下后，將 B球殼放進A球

8、殼內，使 A 瞬間接地，再將B與A的內外表接觸，那么 A的帶電情況是 B 球帶電情況是 .3. 如圖11-8所示，將一不帶電的空腔導體A的內壁與一外殼接地的靜電計相連，又將另一個帶正電的導體B向A移動，最后B 與A接觸，此過程中靜電計指針將會A. B與 A 未接觸時指針不張開，接觸時變大B. 指針一直不張開圖11-7 圖 11-8C. B 與 A 未接觸時指針不張開，接觸時變小D. B 與 A 靠近時指針張開，接觸時張角最大N 不帶電,旁邊各放Q的小球分別放入4. 如圖11-9所示，兩個相同的空心金屬球 M和N, M帶-Q電荷, 一個不帶電的金屬球 P和R M N相距很遠，互不影響，當將帶正電

9、 M和N的空腔時A.P 、 R 上均出現(xiàn)感應電荷圖11-9 B.P 、R上均沒有感應電荷C. P 上有感應電荷，而 R上沒有感應電荷D. P 上沒有感應電荷，而 R上有感應電荷5. 如圖11-10所示，一個帶正電的絕緣金屬球殼 A,頂部開一小孔，有兩只帶正電的 金屬球B、C,用金屬導線連接，讓 B球置于球殼A內的空腔中，與內外表接觸后又提起， C球放置在A球殼外，待靜電平衡后正確的判斷是A. B 、 C 兩球都不帶電B. B 球不帶電，C球帶電圖11-10 C. 讓C球接地后，B球不帶電D.讓C球接地后，A球殼空腔內的場強為零6. 如圖11-11所示，一導體球 A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產(chǎn)生的電場強度的大小為 EA在A球球心與P點連線上有一帶負電的點電荷B,當只有它存在時,它在空間P點產(chǎn)生的電場強度的大小為EB,當A、B同時存圖11-11在時，根據(jù)場