2024-2025高中物理第一章靜電場(chǎng)第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用講義+習(xí)題含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE12第7節(jié)靜電現(xiàn)象的應(yīng)用1．了解靜電平衡的概念，知道處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體的特性。2．了解靜電平衡時(shí)帶電導(dǎo)體上電荷的分布特點(diǎn)。3．了解尖端放電和靜電屏蔽現(xiàn)象。一、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)1．靜電感應(yīng)現(xiàn)象：把導(dǎo)體放入電場(chǎng)，導(dǎo)體內(nèi)的eq\o(□,\s\up3(01))自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)，而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)eq\o(□,\s\up3(02))等量異號(hào)電荷的現(xiàn)象。2．靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體在電場(chǎng)中發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與原電場(chǎng)疊加，使導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)的合電場(chǎng)eq\o(□,\s\up3(03))等于零，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子不再eq\o(□,\s\up3(04))發(fā)生定向移動(dòng)的狀態(tài)。3．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的特征(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)eq\o(□,\s\up3(05))到處為零。(2)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，外部表面旁邊任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面eq\o(□,\s\up3(06))垂直。(3)處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)eq\o(□,\s\up3(07))等勢(shì)體，導(dǎo)體的表面是個(gè)eq\o(□,\s\up3(08))等勢(shì)面。二、靜電平衡導(dǎo)體上電荷的分布1．導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的eq\o(□,\s\up3(01))外表面。2．在導(dǎo)體外表面，越尖銳的位置，電荷的eq\o(□,\s\up3(02))密度越大，凹陷的位置eq\o(□,\s\up3(03))幾乎沒有電荷。三、尖端放電和靜電屏蔽尖端放電靜電屏蔽原理導(dǎo)體尖端的強(qiáng)電場(chǎng)使旁邊的空氣eq\o(□,\s\up3(01))電離，電離后的帶eq\o(□,\s\up3(02))異種電荷的離子與尖端的電荷eq\o(□,\s\up3(03))中和，相當(dāng)于導(dǎo)體從尖端失去電荷當(dāng)金屬殼達(dá)到靜電平衡時(shí)，殼內(nèi)電場(chǎng)到處為eq\o(□,\s\up3(04))0，因而金屬外殼會(huì)對(duì)其eq\o(□,\s\up3(05))內(nèi)部起愛護(hù)作用，使它不受eq\o(□,\s\up3(06))外部電場(chǎng)的影響續(xù)表尖端放電靜電屏蔽應(yīng)用或防止應(yīng)用：eq\o(□,\s\up3(07))避雷針是利用尖端放電避開雷擊的一種設(shè)施防止：高壓設(shè)備中導(dǎo)體的表面盡量eq\o(□,\s\up3(08))光滑，以削減電能的損失應(yīng)用：電學(xué)儀器外面有金屬殼，以使殼外電場(chǎng)對(duì)殼內(nèi)儀器不會(huì)產(chǎn)生影響；野外高壓線上方還有兩條導(dǎo)線與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊家用電視機(jī)、收音機(jī)外殼的制作材料為何一般是塑料，而不用金屬？提示：若用金屬制作家用電視機(jī)、收音機(jī)外殼，用電器的金屬外殼就形成靜電屏蔽，電磁信號(hào)就難以被電視機(jī)、收音機(jī)這類電磁波接收器接收，電視機(jī)、收音機(jī)就不能正常工作。(1)處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部隨意兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為零。()(2)靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零，導(dǎo)體的電勢(shì)也為零。()(3)因?yàn)橥怆妶?chǎng)和全部感應(yīng)電荷的電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的合電場(chǎng)為0，所以處于靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)到處為0。()(4)避雷針能避開建筑物被雷擊是因?yàn)樵茖又袔У碾姾杀槐芾揍樛ㄟ^導(dǎo)線導(dǎo)入大地。()(5)用金屬網(wǎng)把驗(yàn)電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗(yàn)電器，則驗(yàn)電器箔片能張開。()提示：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×課堂任務(wù)靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)細(xì)致視察下列圖片，細(xì)致參加“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：如圖甲所示，導(dǎo)體中的電子為什么向左運(yùn)動(dòng)？提示：自由電子帶負(fù)電，受力與外部電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E0方向相反?；顒?dòng)2：如圖乙所示，導(dǎo)體內(nèi)部向左運(yùn)動(dòng)的自由電子為什么少了？E′是什么？提示：隨著自由電子的定向移動(dòng)，在導(dǎo)體AB面和CD面上分別聚積了越來越多的負(fù)電荷和正電荷，使得兩面上聚積的電荷在兩面間產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E′越來越大，E0、E′的疊加使得導(dǎo)體內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)越來越??；自由電子受到的電場(chǎng)力越來越小，能向左運(yùn)動(dòng)的自由電子越來越少，E′指的是導(dǎo)體AB面和CD面上的感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)。活動(dòng)3：圖丙說明白什么？提示：當(dāng)E′大小等于E0時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的合場(chǎng)強(qiáng)E＝0，自由電子受到的合力為零，自由電子便不能再向左做定向移動(dòng)，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)?；顒?dòng)4：探討、溝通、展示，得出結(jié)論。(1)靜電平衡的實(shí)質(zhì)：金屬導(dǎo)體放到場(chǎng)強(qiáng)為E0的電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的自由電子在電場(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，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)電荷接著增加，合場(chǎng)強(qiáng)漸漸減小，直到合場(chǎng)強(qiáng)為零時(shí)，自由電荷的定向移動(dòng)停止。(2)對(duì)靜電平衡的三點(diǎn)理解①靜電平衡是自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)的結(jié)果，達(dá)到靜電平衡時(shí)，自由電荷不再發(fā)生定向移動(dòng)。②金屬導(dǎo)體建立靜電平衡的時(shí)間是特別短暫的。③導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零是指外電場(chǎng)E0與導(dǎo)體兩端的感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場(chǎng)E′的合場(chǎng)強(qiáng)為零，E′＝－E0。(3)處于靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場(chǎng)①導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)到處為零。②導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。③導(dǎo)體表面處的場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直。(4)地球是等勢(shì)體地球是一個(gè)極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個(gè)等勢(shì)體。這是我們經(jīng)常選大地做零電勢(shì)點(diǎn)的一個(gè)緣由。例1長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為＋q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處，如圖所示。當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于________，方向________。(1)導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)等于多少？提示：導(dǎo)體內(nèi)合場(chǎng)強(qiáng)為零。(2)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度如何計(jì)算？提示：點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度E＝keq\f(Q,r2)。[規(guī)范解答]導(dǎo)體棒在點(diǎn)電荷＋q產(chǎn)生的電場(chǎng)中發(fā)生靜電感應(yīng)，左端表面出現(xiàn)負(fù)電荷，右端表面出現(xiàn)正電荷。棒內(nèi)任何一點(diǎn)都有兩個(gè)電場(chǎng)，即外電場(chǎng)(＋q在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E0)和附加電場(chǎng)(棒上感應(yīng)電荷在該點(diǎn)形成的電場(chǎng)E′)。達(dá)到靜電平衡時(shí)棒內(nèi)的電場(chǎng)為0，即E′＝E0。題中所求的即為E′，于是我們通過上述等式轉(zhuǎn)化為求E0。棒的中點(diǎn)到＋q的距離為r＝R＋eq\f(L,2)，于是E′＝E0＝eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(L,2)))2)，E′和E0的方向相反，即方向向左。[完備答案]eq\f(kq,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(L,2)))2)向左達(dá)到靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零，我們可以通過外加電場(chǎng)假如已知來推知感應(yīng)電荷的場(chǎng)強(qiáng)。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1])如圖所示，在原來不帶電的金屬細(xì)桿ab旁邊P處，放置一個(gè)正點(diǎn)電荷，達(dá)到靜電平衡后()A．a(chǎn)端的電勢(shì)比b端的高B．b端的電勢(shì)比d點(diǎn)的低C．a(chǎn)端的電勢(shì)不肯定比d點(diǎn)的低D．桿內(nèi)c處場(chǎng)強(qiáng)的方向由c指向b答案B解析首先畫出電場(chǎng)線(如圖所示)，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，b端電勢(shì)比d點(diǎn)低，B正確；金屬桿ab在靜電平衡后是一個(gè)等勢(shì)體，a端電勢(shì)等于b端電勢(shì)，也比d點(diǎn)低，A、C均錯(cuò)誤；靜電平衡后的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，D錯(cuò)誤。課堂任務(wù)靜電屏蔽細(xì)致視察下列圖片，細(xì)致參加“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：如圖甲，C為僅在上端開有小孔的空心金屬球，使驗(yàn)電器B和C球帶電，驗(yàn)電器A不帶電。用絕緣桿一端連接的金屬小球D跟C的外部接觸，再跟A的金屬球接觸，視察到A的箔片張開，說明什么？提示：C的外表面有電荷?；顒?dòng)2：如圖乙，試驗(yàn)裝置與圖甲中的完全相同，不過讓D在C的內(nèi)表面接觸，然后再跟A的金屬球接觸，視察到A的箔片閉合，說明什么？提示：C的內(nèi)表面沒有電荷?；顒?dòng)3：由活動(dòng)1、2，關(guān)于空腔導(dǎo)體內(nèi)表面與外表面的電荷分布，你能得出什么結(jié)論？空腔導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)有什么特點(diǎn)？提示：空腔導(dǎo)體的電荷分布在外表面，內(nèi)表面沒有電荷。由靜電平衡可知，殼壁內(nèi)的電場(chǎng)為零，又內(nèi)表面沒有電荷，故導(dǎo)體內(nèi)空腔里的電場(chǎng)也到處為零。活動(dòng)4：圖丙和圖丁是什么現(xiàn)象？說明白什么問題？提示：圖丙中驗(yàn)電器感應(yīng)起電，金屬箔張開，圖乙外面的金屬罩照樣有感應(yīng)電荷，但是由于驗(yàn)電器在金屬罩內(nèi)，被屏蔽了，驗(yàn)電器不帶電，金屬箔不張開?；顒?dòng)5：探討、溝通、展示，得出結(jié)論。(1)靜電屏蔽實(shí)質(zhì)靜電屏蔽實(shí)質(zhì)是利用了靜電感應(yīng)現(xiàn)象，使金屬殼內(nèi)的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)和外加電場(chǎng)矢量和為零，似乎是金屬殼將外電場(chǎng)“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實(shí)是殼內(nèi)兩種電場(chǎng)并存，矢量和為零。(2)靜電屏蔽的兩種狀況——靜電外屏蔽、靜電內(nèi)屏蔽續(xù)表(3)靜電屏蔽的應(yīng)用和防止①應(yīng)用：為了防止外界信號(hào)的干擾，靜電屏蔽被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)工作中。很多電子儀器外面都套著金屬罩；通訊電纜外面包著一層鉛皮；高壓帶電作業(yè)人員穿金屬網(wǎng)衣；又如電話線從高壓線下經(jīng)過，為了防止高壓線對(duì)電話線的影響，在高壓線與電話線之間裝一金屬網(wǎng)等，這些都是用來防止外界電場(chǎng)干擾的屏蔽措施。②防止：靜電屏蔽也可帶來不利的影響。如通訊工具在鋼筋結(jié)構(gòu)建筑中接收信號(hào)較弱；宇宙飛船返回地球大氣層時(shí)，與大氣層的高速摩擦，在飛船四周形成一層等離子體，對(duì)飛船產(chǎn)生靜電屏蔽作用，導(dǎo)致飛船和地面限制中心的通信聯(lián)絡(luò)短暫中斷。例2將懸掛在細(xì)線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬空心球C內(nèi)(不和球壁接觸)，另有一個(gè)懸掛在細(xì)線上的帶負(fù)電的小球B向C靠近，如圖所示，下列說法正確的有()A．A往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向B．A的位置不變，B往右偏離豎直方向C．A往左偏離豎直方向，B的位置不變D．A和B的位置都不變小球A是否偏轉(zhuǎn)，取決于什么？提示：小球A是否偏轉(zhuǎn)，取決于小球A是否受電場(chǎng)力的作用，即取決于小球A所在位置是否有電場(chǎng)。[規(guī)范解答]帶正電的小球A放在不帶電的空心金屬球C內(nèi)，通過靜電感應(yīng)，空心球外殼帶正電，內(nèi)壁帶負(fù)電。因此，金屬空心球C外殼和帶電小球B帶異種電荷，所以B受C球的吸引往右偏離豎直方向，而由于空心球C能屏蔽小球B所產(chǎn)生的外部電場(chǎng)，因此A球不受B球電場(chǎng)的影響而保持豎直位置不變，故B正確。[完備答案]B靜電屏蔽問題的分析方法靜電屏蔽的本質(zhì)是靜電感應(yīng)，從現(xiàn)象上看為導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，因此，分析此類問題的依據(jù)是靜電平衡的特點(diǎn)，另外再結(jié)合場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)以及電場(chǎng)線的概念和特點(diǎn)。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練2])(多選)如圖所示，帶電體Q靠近一個(gè)接地空腔導(dǎo)體，空腔里面無電荷。在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是()A．導(dǎo)體腔內(nèi)隨意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．導(dǎo)體腔內(nèi)隨意點(diǎn)的電勢(shì)C．導(dǎo)體外表面的電荷量D．導(dǎo)體空腔內(nèi)表面的電荷量答案ABD解析因空腔導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，故導(dǎo)體腔內(nèi)無電場(chǎng)，即空腔內(nèi)隨意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于零，A正確；因空腔導(dǎo)體的外殼接地，則導(dǎo)體腔內(nèi)隨意點(diǎn)的電勢(shì)為零，B正確；因Q帶正電，故依據(jù)靜電感應(yīng)可知，空腔導(dǎo)體外表面帶負(fù)電，內(nèi)表面不帶電，C錯(cuò)誤，D正確。A組：合格性水平訓(xùn)練1．(靜電屏蔽)請(qǐng)用學(xué)過的電學(xué)學(xué)問推斷下列說法正確的是()A．電工穿絕緣衣比穿金屬衣平安B．小鳥停在高壓輸電線上會(huì)被電死C．制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好D．打雷時(shí)呆在汽車?yán)锉却粼谀疚堇镆＜贝鸢窩解析電力工人高壓帶電作業(yè)，全身穿戴金屬絲網(wǎng)制成的衣、帽、手套、鞋，可以對(duì)人體起到靜電屏蔽作用，使人平安作業(yè)，A錯(cuò)誤。小鳥的兩只腳之間的距離很小，兩只腳之間的電壓也很小，不會(huì)對(duì)小鳥造成危害，B錯(cuò)誤。因?yàn)樗芰虾陀湍Σ梁唵纹痣?，產(chǎn)生的靜電荷不易泄漏，形成靜電積累，造成爆炸和火災(zāi)事故，C正確。汽車的金屬車身會(huì)起到靜電屏蔽的作用，而木屋淋濕后簡單導(dǎo)電，D錯(cuò)誤。2．(靜電屏蔽)(多選)圖中P是一個(gè)帶電體，N是一個(gè)不帶電的金屬空腔，在哪些狀況下放在絕緣板上的小紙屑(圖中S)不會(huì)被吸引()答案AD解析金屬空腔不接地可屏蔽外部電場(chǎng)，接地可屏蔽內(nèi)部電場(chǎng)，A、D正確。3．(靜電平衡)如圖所示，一個(gè)方形的金屬盒原來不帶電，現(xiàn)將一個(gè)電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷放在盒左邊旁邊，達(dá)到靜電平衡后，盒上的感應(yīng)電荷在盒子內(nèi)部產(chǎn)生的電場(chǎng)分布狀況正確的是()答案C解析金屬盒由于處于靜電平衡狀態(tài)，因此內(nèi)部每點(diǎn)的合電場(chǎng)強(qiáng)度都為0，即金屬盒內(nèi)的每一點(diǎn)，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度都與點(diǎn)電荷＋Q在那點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相反，即感應(yīng)電荷的電場(chǎng)線與點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)線重合，但方向相反。C正確。4.(靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上電荷的分布)(多選)如圖所示，在絕緣板上放有一個(gè)不帶電的驗(yàn)電器A和一個(gè)帶正電荷的空腔導(dǎo)體B。下列試驗(yàn)方法中能使驗(yàn)電器金屬箔片張開的是()A．用取電棒C(帶絕緣柄的導(dǎo)體棒)先跟B的內(nèi)壁接觸一下后再跟A接觸B．用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸C．用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸D．使驗(yàn)電器A靠近B答案BCD解析把C接觸B的內(nèi)壁，因?yàn)閮綦姾芍环植荚贐的外表面上，所以不能使C帶上電荷，所以，再移出C與A接觸，無論操作多少次，都不能使A帶電，故A錯(cuò)誤；用取電棒C先跟B的外壁接觸一下后再跟A接觸，因?yàn)閮綦姾煞植荚贐的外表面上，所以能使C帶上電荷，C與A接觸時(shí)A能帶電，使金屬箔片張開，所以B正確；用絕緣導(dǎo)線把驗(yàn)電器跟取電棒C的導(dǎo)體部分相連，再把取電棒與B的內(nèi)壁接觸后三者組成新的等勢(shì)體，電荷將轉(zhuǎn)移到A，使金屬箔片張開，所以C正確；使驗(yàn)電器A靠近B，A將因?yàn)殪o電感應(yīng)而帶電，使金屬箔片張開，所以D正確。5.(靜電平衡)(多選)圖中是一塊寬大的接地金屬板的截面，在板的右側(cè)面旁邊的P點(diǎn)有一帶＋q的固定的點(diǎn)電荷，當(dāng)金屬板處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是()A．板的右側(cè)面上分布有負(fù)的感應(yīng)電荷，而左側(cè)面上沒有感應(yīng)電荷B．感應(yīng)電荷在板內(nèi)任何一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向都指向P點(diǎn)C．在板內(nèi)離P點(diǎn)最近的一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大D．接地線斷開后，板上各點(diǎn)電勢(shì)仍等于地電勢(shì)答案ABD解析金屬板與大地連接組成一個(gè)大導(dǎo)體，靠近正點(diǎn)電荷的金屬板的右側(cè)面上感應(yīng)出負(fù)電荷，大地遠(yuǎn)處感應(yīng)出等量的正電荷，達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，即金屬板處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，板的右側(cè)面上分布有負(fù)的感應(yīng)電荷，而左側(cè)面上沒有感應(yīng)電荷，A正確；由于＋q靠近金屬板，當(dāng)金屬板處于靜電平衡狀態(tài)后，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零，在板內(nèi)＋q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度與感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度等大反向，＋q產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度方向從P點(diǎn)指向板內(nèi)的點(diǎn)，故感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)的方向從板內(nèi)的點(diǎn)指向P點(diǎn)，故B正確；由以上分析可知，金屬板內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零，故C錯(cuò)誤；處于靜電平衡的金屬板是個(gè)等勢(shì)體，接地時(shí)板上各點(diǎn)電勢(shì)等于地電勢(shì)，接地線斷開后，板上各點(diǎn)電勢(shì)仍等于地電勢(shì)，故D正確。6.(綜合)如圖所示，一導(dǎo)體AB放在一負(fù)電荷的電場(chǎng)中，導(dǎo)體AB與大地是絕緣的，當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí)，(1)比較A端和B端電勢(shì)的凹凸；(2)比較A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大??；(3)比較A、B端外表面場(chǎng)強(qiáng)大??；(4)若A端接地，AB導(dǎo)體帶什么電？(5)若把A端和B端用導(dǎo)線連接，A、B端電荷中和嗎？答案見解析解析(1)AB導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，是等勢(shì)體，φA＝φB。(2)A點(diǎn)和B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零，EA＝EB＝0。(3)依據(jù)電場(chǎng)線分布可知A端電場(chǎng)線較密，EA′>EB′。(4)AB導(dǎo)體處于負(fù)電荷的電場(chǎng)中，其電勢(shì)低于大地的零電勢(shì)，負(fù)電荷要從AB流向大地，則導(dǎo)體帶正電，與A、B哪端接地?zé)o關(guān)。(5)A端和B端等勢(shì)，電荷不沿導(dǎo)體移動(dòng)，電荷不會(huì)中和。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練7．(靜電平衡)如圖所示，在球殼內(nèi)部球心放置電荷量為＋Q的點(diǎn)電荷，球殼內(nèi)有A點(diǎn)，殼壁中有B點(diǎn)，殼外有C點(diǎn)，則下列說法正確的是()A．A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)均為零B．EA>EB>ECC．A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)φA＝φB>φCD．A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)φA>φB>φC答案D解析＋Q在球殼內(nèi)外表面感應(yīng)出等量的異號(hào)電荷，且勻稱分布。畫出這時(shí)候的電場(chǎng)線，在球殼的內(nèi)外的場(chǎng)強(qiáng)和沒有球殼一樣，靠近球心處的場(chǎng)強(qiáng)大、遠(yuǎn)離球心處的場(chǎng)強(qiáng)小，在球殼內(nèi)部處于靜電平衡，則場(chǎng)強(qiáng)為零，即B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)不為零，故A、B錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低，故A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)φA>φB>φC，故C錯(cuò)誤，D正確。8.(靜電屏蔽)如圖所示，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()A．向上偏轉(zhuǎn)的類平拋運(yùn)動(dòng) B．向下偏轉(zhuǎn)的類平拋運(yùn)動(dòng)C．勻速直線運(yùn)動(dòng) D．變速直線運(yùn)動(dòng)答案C解析電荷如何運(yùn)動(dòng)，由電荷的受力確定，而電荷的重力不計(jì)，則只需考慮電荷是否受電場(chǎng)力?？招膶?dǎo)體處于帶正電的帶電體旁邊，依據(jù)電場(chǎng)中導(dǎo)體的電荷分布特點(diǎn)，空心導(dǎo)體起到了靜電屏蔽的作用，使得內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零，電荷不受電場(chǎng)力的作用，所以做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C正確。9.(靜電平衡)(多選)如圖所示，在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷A、B之間放一金屬導(dǎo)體，a、b、d是三條帶方向的線，c是金屬導(dǎo)體內(nèi)部一點(diǎn)。開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，取無窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)。穩(wěn)定后()A．把一點(diǎn)電荷從線b上的一點(diǎn)移到線d上的一點(diǎn)，靜電力肯定做功B．點(diǎn)電荷A、B在c點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為0C．線a不能表示電場(chǎng)線D．閉合開關(guān)S，導(dǎo)線上可能無電流答案CD解析當(dāng)把金屬導(dǎo)體放在等量異種點(diǎn)電荷之間時(shí)，金屬導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零，導(dǎo)體是等勢(shì)體，當(dāng)一點(diǎn)電荷從線b上的一點(diǎn)移到線d上的一點(diǎn)，靜電力做功可能為零(兩點(diǎn)均在金屬導(dǎo)體表面)，故A錯(cuò)誤；金屬導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零，并不是電荷A、B在c點(diǎn)產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為0，故B錯(cuò)誤；由等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)可知，線a不能表示電場(chǎng)線，故C正確；等量異種電荷中垂線上的電勢(shì)為零，故金屬導(dǎo)體的電勢(shì)可能為零，即閉合開關(guān)S，導(dǎo)線上可能無電流，故D正確。10.(靜電平衡)已知如圖所示帶電導(dǎo)體表面的電場(chǎng)強(qiáng)度EA＝100N/C