1.4 电场中的导体 学案 (6)

1.4
电场中的导体
学案6
学习目标
1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态
2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零
3．知道静电屏蔽及其应用
4．经历分析放在电场中的导体达到静电平衡的过程
学习重点
静电平衡状态
电场中导体的特点
知识梳理
一、静电平衡状态下导体的电场
1．处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为______．
2．处于静电平衡状态的整个导体是个________，它的表面是个________．
答案
1.零
2.等势体
等势面
二、导体上电荷的分布
1．处于静电平衡状态的导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体的________上．
2．静电平衡时，电荷在导体表面的分布是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷的密度越________，其附近的场强也越________．
答案
1.外表面
2.大
强
例题精讲
例1.如图所示，在真空中把一原来不带电的绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)，下列说法正确的是(
)
A．B端的感应电荷越来越多
B．导体内场强越来越大
C．导体的感应电荷在M点产生的场强恒大于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
解析
在绝缘导体向带电小球移动过程中，导体中电荷受到外电场的作用力变大，使电荷不断定向移动，故选项A正确．由于导体缓慢移动，所以移动过程中导体可视为总是处于静电平衡状态，其内部场强应等于零，故选项B错误．要使合场强等于零，感应电荷在M、N两端的场强应与带电小球P在M、N两端产生的场强大小相等、方向相反，由E＝可知选项C正确、D错误.
答案
AC
例2.如图所示，在相距r、带电荷量分别为＋Q和－Q的两个点电荷的连线中点放一半径为R的金属球，求球上感应电荷在球心O处的场强大小和方向．
解析　由于处于静电平衡状态的导体内部场强为零，即＋Q、－Q和感应电荷在球心处的合场强为零，因此只需计算＋Q、－Q分别在球心处产生的场强．有：E1＝k，方向由O指向－Q、E2＝k，方向由O指向－Q，所以感应电荷在球心O处的场强大小为：E感＝E1＋E2＝2k＝，
方向由O指向＋Q.
答案　　方向由O指向＋Q
当堂练习
1．下列关于静电感应和静电平衡的说法中，正确的是(
)
A．静电感应是由于导体内的自由电子受电场力作用的结果
B．导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡
C．导体静电平衡时，导体所占空间各处场强均为零
D．导体静电平衡时，导体内部将没有“净”电荷
答案
AD
解析
静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用而发生定向移动，最后达到稳定状态，选项A正确；达到静电平衡后，自由电子不再定向移动，但是仍然做无规则的热运动，选项B错误；处于静电平衡的导体，电荷只分布在外表面上，内部没有“净”电荷，选项D正确；导体静电平衡时，内部场强为零，但表面场强不为零，选项C错误．
2．某农村小塑料场的高频热合机产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未接通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是(
)
A．将电视机用一金属笼子罩起来
B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地
C．将高频热合机用一金属笼子罩起来
D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼子接地
答案
D
解析
为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机(焊缝用)产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确．
3．一个带电的金属球，当它带的电荷量增加后(稳定)，其内部的场强(
)
A．一定增强
B．不变
C．一定减弱
D．可能增强也可能减弱
答案
B
解析
处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，故选项B正确．
【反思】
收获
疑问