第4节
电场中的导体课堂
课堂互动
三点剖析
一、场强叠加原理
1.同一直线上的场强叠加时，方向相同的两个电场的合场强等于两场强之和，方向与分场强方向一致；方向相反的两个电场的合场强等于两场强之差，方向与场强大的那个分场强的方向一致.
2.不在同一直线上的场强叠加时，其合场强的计算遵守平行四边形定则.
【例1】
如图1-4-1所示，A、B、C三点为一直角三角形的顶点，∠B＝30?°?.现在A、B两点放置两个点电荷qa、qb，测得C点场强方向与AB平行，问qa带什么电 qa∶qb是多少
图1-4-1
图1-4-2
解析：由A、B在C点产生的场强Ec，可作出矢量图（如图1-4-2所示），可知A一定带负电，且Ea∶Eb=，又Ea=k，Eb=k，所以:=，即qa∶qb==1∶8.
答案：负电 1∶8
二、静电平衡和静电屏蔽
1.导体在静电平衡状态下的重要特性
（1）处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零.
（2）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上.
2.静电屏蔽的应用
静电屏蔽不但可以使金属壳内部不受外部电场的影响，还可以通过用金属壳接地的方法隔离内部带电体对外界的影响.
【例2】如图1-4-3所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球缓慢地靠近，但不相碰，则下列结论中正确的是( )
图1-4-3
A.B端的感应电荷越来越多
B.导体内的场强越来越大
C.感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强
D.感应电荷在M点和N点产生的场强相等
解析：绝缘导体向带电体移动的过程中，导体中的自由电荷（电子）受到外电场的作用力变大，使电荷不断地做定向移动，由于导体移动缓慢，所以移动导体的过程可将导体视为总是处于静电平衡状态，在导体内部的场强（感应电荷的场强和外电场场强的叠加）应等于零，要使合场强等于零，感应电荷在M、N两点的场强跟电荷Q在M、N两点的场强要满足大小相等、方向相反，再由E=k可得感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强.正确选项为A、C.
答案：AC
各个击破
类题演练1
在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电Q2,且Q1＝2Q2，用E1和E2分别表示两个电荷产生的场强的大小，则在x轴上( )
A.E1＝E2之点只有一处，该处合场强为零
B.E1＝E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2
C.E1＝E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2
D.E1＝E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2
温馨提示
处于静电平衡的导体，其内部场强处处为零，即外电场与感应电荷的电场大小相等、方向相反.
解析：由点电荷场强公式E=k可知，场强相等的点距Q1比距Q2远，因此在x轴上E1＝E2的点一处在Q1、Q2之间，合场强为2E2;另一个在Q2外侧、合场强为零，不可能在Q1外侧，故B正确.
答案：B
类题演练2
一金属球，原来不带电，现沿球的直径延长线放置一均匀带电细杆MN，如图1-4-4所示.金属球上感应电荷在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比有( )
图1-4-4
A.Ea最大
B.Eb最大
C.Ec最大
D.Ea＝Eb＝Ec
解析：金属球上感应电荷的场强和外电场场强的合场强等于零.带电细杆MN在c点的场强最大，所以感应电荷在c点产生的场强最大.
答案：C
变式提升
如图1-4-5所示，两个点电荷相距为r，带电荷量分别为+Q和—Q，在它们之间放一根不带电的导体棒，棒的中点O位于两点电荷连线的中点.当导体棒达静电平衡状态后，感应电荷在O处产生的场强大小为_______，方向为_______.
图1-4-5
解析：感应电荷在O处产生的场强大小与两点电荷在O处产生的场强大小相等、方向相反.即E=，方向向左指向+Q.
答案： 向左第3节
电场及其描述
课堂互动
三点剖析
一、公式E=和E=k的区别
1.公式E=是电场强度的定义式，对任何电场都适用.
2.公式E=是点电荷场强决定式，仅适用于真空中点电荷的电场.
E=提供了量度电场强度的一种方法；E=k则提供了真空中点电荷电场的场强计算方法，在E=中,q是试探电荷，故E与q无关，而在E=k中,Q是产生电场的场源电荷，故E与Q成正比.
【例1】
研究表明，地球表面的电场强度不为零，假设地球表面附近的电场强度的平均值为20
N／C，方向垂直地表面向下，则地球表面带_______电，平均每平方米表面带电荷量为q=_______.（已知静电力常量k=9.0×109
N·m2／C2，π取3.0，地球半径R=6.4×106
m）
解析：把地球等效为一个均匀带电的球体，将其表面的电荷量看作全部集中于地球的球心，由地球表面附近的电场强度方向垂直地球表面向下可知地球表面带负电.由E=k得Q=，每平方米均匀带电荷量q=，代入数值得q=1.85×10-10
C.
答案：负 1.85×10-10
C
温馨提示
有些同学刚看到这个题的时候感到无从下手，但如果注意到题目中给了地球的场强和半径，就能联想到我们所学的点电荷的场强了.我们知道，一个半径为R的均匀带电球体在外部产生的电场，与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相等，球外各点的电场强度也是E=k.这里我们可以把地球看成是一个均匀带电球体.
二、电场力和电场强度的区别和联系
电场强度E
电场力F
含义
反映电场中各点的力的性质的物理量
电场对放入其中的电荷的作用力
公式
E=
F=qE
决定因素
E的大小只决定于电场本身，与电荷q无关.在电场中不同的点，E的大小一般是不同的
F的大小由放在电场中某点的点电荷q和该点的场强共同决定，F和q成正比
方向
对于确定的电场，其中各点的场强都有确定的方向，即正电荷的受力方向
同一电荷受力的方向因在电场中的位置而异；同一位置则因受力电荷的电性而异
单位
N/C
N
【例2】
如图1-3-2所示，一带电荷量为q的金属球固定在绝缘的支架上，这时球外P点的电场强度为E.当把一电荷量也是q的点电荷放在P点，测得点电荷受到的静电力为F1；当把一电荷量为aq的点电荷放在P点时，测得作用在这个点电荷的静电力为F2，则在国际单位制中( )
图1-3-2
A.F1的数值等于qE0
B.F2的数值等于aF1
C.a比1小得越多，F2的数值越接近aqE0
D.a比1小得越多，F2的数值越接近aF1
解析：本题涉及的问题是能否将放入P点的点电荷看作试探电荷.显然，当引入电荷的电荷量也为q时，它对金属球表面的电荷分布会带来影响，这个电荷不能作为试探电荷，它改变了金属球作为带电体在空间中产生电场的分布，因此，P点的场强会因引入q而发生变化，不再为E0,则A错.当置于P点电荷的电荷量为aq时，金属球电荷的分布情况又发生变化，故P点的场强又发生改变，即在两种情况下所受电场力与带电荷量都不成正比，故B错误.只有a比1小得越多，aq电荷对金属球的表面电荷分布影响越小，该处的电场强度越接近E0，此时F的值越接近aqE0.
答案：C
温馨提示
对于金属球来说，作为场源电荷，本来它在P点的场强由它自己决定，取决于它的带电荷量及到P点的距离，但引入另一电荷后，会改变空间中的电场分布，从而改变P点的场强，除非该电荷可看作检验电荷，带电荷量足够小，不致于明显地影响到金属球的电荷分布，因此做题时一定要注意物理规律的成立条件，不能简单套用.
【例3】
图1-3-3所示为在同一电场中的a、b、c三点分别引入检验电荷时，测得的检验电荷的电荷量和它所受电场力的函数图象，则此三点的场强大小Ea、Eb、Ec的关系是( )
图1-3-3
A.Ea＞Eb＞Ec
B.Eb＞Ea＞Ec
C.Ec＞Ea＞Eb
D.Ea＞Ec＞Eb
解析：根据场强可知，各点场强大小即图中所示直线的斜率大小，可见Ec＞Ea＞Eb,因此，选项C正确.
答案：C
三、几种常见电场线的分布及特点
1.点电荷的电场：正电荷的电场线从正电荷出发延伸到无限远处，负电荷的电场线由无限远处延伸到负电荷，如图1-3-4所示.
图1-3-4
（1）点电荷形成的电场中，不存在场强相等的点.
（2）若以点电荷为球心作一个球面，电场线处处与球面垂直.在此球面上场强大小处处相等，方向各不相同.
2.等量同种电荷的电场：电场线分布如图1-3-5所示（以等量正电荷为例），其特点有：
图1-3-5
（1）两点电荷连线的中点O处场强为零，此处无电场线，向两侧场强逐渐增大，方向指向中点.
（2）两点电荷连线中点O沿中垂面（中垂线）到无限远，电场线先变密后变疏，即场强先变大后变小，方向背离中点.
3.等量异种电荷的电场：电场线分布如图1-3-6所示，其特点有：
图1-3-6
（1）两点电荷连线上的各点场强方向从正电荷指向负电荷,沿电场线方向先变小再变大，中点处场强最小.
（2）两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面（或中垂线）垂直且指向负点电荷一侧，从中点到无穷远处，场强大小一直减小，中点处场强最大.
4.匀强电场：场强的大小、方向处处相同，电场线为间距相等的平行直线，电场线分布如图1-3-7所示.
图1-3-7
5.电场线是电荷在电场中的运动轨迹吗？
电场线有曲线，也有直线，下面我们分两种情况讨论.
图1-3-8
（1）电场线是曲线的情况：如图1-3-8所示，将一正点电荷置于P点（静止）,电荷所受电场力的方向沿该点的切线方向，那么电荷要沿切线加速.必然偏
离电场线，电场线不能成为粒子的运动轨迹，如果点电荷有初速度v0，不论v0的方向如何，带电粒子带何种电荷，电场线均不能成为电荷的运动轨迹.
（2）电场线是直线的情况：在动力学中我们知道，一个物体做直线运动，必须满足物体所受合外力的方向与初速度的方向在一条直线上，或者初速度为零而合外力的方向始终在一条直线上，如果电场线是一条直线，而带电粒子只受电场力（或合外力方向在电场线上），同时满足初速度为零（或初速度的方向在电场线上），电场线才与粒子的运动轨迹重合.
【例4】
如图1-3-9所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A→O→B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受电场力外另一个力的大小和方向变化情况是…( )
图1-3-9
A.先变大后变小，方向水平向左
B.先变大后变小，方向水平向右
C.先变小后变大，方向水平向左
D.先变小后变大，方向水平向右
解析：由等量异种电荷的电场线分布可以得出，从A到O，电场线由疏到密；从O到B，电场线由密到疏，所以由A→O→B，电场强度先由小变大，再由大变小，而电场强度方向沿电场切线方向，为水平向左.由于电子处于平衡状态，所受合外力必为零，故另一个力应与电子所受电场力大小相等、方向相反.电子受的电场力与场强相反，即水平向右，电子由A→O→B的过程中，电场力由小变大，再由大变小，故另一个力方向应水平向左，其大小也应先变大后变小，所以选项A正确.
答案：A
温馨提示
本题考查电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和.在考试中要善于作图分析.
各个击破
类题演练1
下列关于电场强度的说法中，正确的是( )
A.公式E=只适用于真空中的点电荷产生的电场
B.由公式E=可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力成正比
C.在公式F=k中，k是点电荷Q2产生的电场在点电荷Q1处的场强大小；而k是点电荷Q1产生的电场在点电荷Q2处场强的大小
D.由公式E=可知，在离点电荷非常近的地方（r→0），电场强度E可达无穷大
解析：电场强度的定义式E=适用于任何电场，故A错.电场中某点的电场强度由电场本身决定，而与电场中该点是否有试探电荷或引入试探电荷所受的电场力无关(试探电荷所受电场力与其所带电荷量的比值仅反映该点场强的大小，但不能决定场强的大小)，故B错.点电荷间的相互作用力是通过电场产生的，故C对.公式E=是点电荷产生的电场中某点场强的计算式，当r→0时，所谓“点电荷”已不存在，该公式已不适用，故D错.
答案：C
类题演练2
电荷所带电荷量为q1＝3.0×10-10
C，在电场中的某一点所受的电场力F＝6.3×10-7
N，方向竖直向上，试求这一点的电场强度.若在这一点放一电荷量为q＝6.0×10-10
C的电荷时，那么电荷所受电场力是多大 若在这一点不放电荷时，这一点的场强是多大
解析：电场强度是电场本身固有的性质，它不因电场中是否放有电荷而改变.电荷在电场中某处受到的电场力是由该处的场强和带电体的电荷量共同决定的.根据场强的定义式可知：E=
N/C
=2.1×10-3
N/C，方向竖直向上.
电荷q在该点所受的电场力为：F′=Eq′=2.1×103×6.0×10-10
N
=1.26×10-6
N.
答案：2.1×10-3
N/C、方向竖直向上1.26×10-6
N
2.1×10-3
N/C
变式演练1
如图1-3-10所示，用绝缘细线拴一个质量为m的小球，小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则小球带_______电荷，所带电荷量为_______.
图1-3-10
解析：小球受三个力：重力、拉力、电场力，因小球做匀速圆周运动，其合外力总指向圆心，所以应满足Eq=mg，即重力与电场力相互抵消，相当于只受绳子的拉力作用.
答案：负
变式演练2
在匀强电场中，将一质量为m、电荷量为q的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图1-3-11所示.则匀强电场的场强大小为
( )
图1-3-11
A.最大值是
B.最小值为
C.唯一值是
D.以上都不对
解析：物体做直线运动的条件是合外力方向与速度方向在一条直线上，即垂直于速度方向合外力为零，故电场力最小值就等于重力垂直于速度方向的分力，所以B正确.
答案：B
类题演练3
静电在各种产业和日常生活中有着重要的应用,如静电除尘、静电复印等，所依据的基本原理几乎都是让带电的物质微粒在电场作用下奔向并吸附到电极上.现有三个粒子a、b、c从P点向下射入由正、负电极产生的电场中，它们的运动轨迹如图1-3-12所示.则
…( )
图1-3-12
A.a带负电荷，b带正电荷，c不带电荷
B.a带正电荷，b不带电荷，c带负电荷
C.a带负电荷，b不带电荷，c带正电荷
D.a带正电荷，b带负电荷，c不带电荷
解析：两等量异种点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线的方向均相同，即电场强度方向都相同，总与中垂面（或中垂线）垂直且指向负点电荷一侧，正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反.
答案：B
类题演练4
相距为a的A、B两点分别带有等量异种电荷Q、－Q，在A、B连线中点处的电场强度为
( )
A.零
B.，且指向－Q
C.，且指向－Q
D.，且指向－Q
解析：E=EA+EB=，方向指向负电荷一侧.
答案：D
变式演练3
如图1-3-13所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的点电荷q（负电荷），不计重力，下列说法中正确的是( )
图1-3-13
A.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大
B.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C.点电荷运动到O点时加速度为零，速度达最大值
D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到粒子速度为零
解析：由等量正点电荷的电场分布可以知道，O点的场强为零，离O无穷远处的场强也为零，而中间任意一点的场强不为零，可见从O经P到无穷远处，合场强不是单调变化的，而是先增大后逐渐减小，其中必有一点P′，该点场强最大，该处电场线也最密.如果点电荷q的初始位置P在P′之下或正好与P′重合，粒子从P到O的过程中，加速度就一直减小，到达O点加速度为零，速度最大；如果粒子的初始位置在P′点之上，粒子从P到O的过程中，加速度先增大后减小，速度一直增大，到达O点时速度有最大值.
答案：C第2节
静电力
库仑定律
课堂互动
三点剖析
一、怎样正确理解“点电荷”
点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型.类似于力学中的质点，实际中并不存在.如果带电体间的距离比它们自身的线度大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，这样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用到此方法.
一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定.例如，一个半径为10
cm的带电圆盘，如果考虑它和10
m处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷；而如果这个电子离圆盘只有1
mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面.
【例1】
下列哪些物体可视为点电荷( )
A.电子和质子在任何情况下都可视为点电荷
B.均匀带电的绝缘球体在计算库仑力时可视为点电荷
C.带电的细杆在一定条件下可以视为点电荷
D.带电的金属球一定不能视为点电荷
解析：能否看成点电荷取决于带电体间距离与它们自身的大小之间的关系，而不是取决于其他的条件.如果它们之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计，这样的带电体就可以看作是点电荷.
答案：BC
二、库仑定律
1.库仑定律与万有引力定律的比较
定律
共同点
区别
影响大小的因素
万有引力定律
①都与距离的平方成反比②都有一个常量
与两个物体的质量有关
m1、m2、r
库仑定律
与两个物体的电荷量有关
Q1、Q2、r
2.应用库仑定律解题应注意的问题
（1）在理解库仑定律时，有人根据公式F=k,设想当r→0时，得出F→∞的结论.从数学角度分析是正确的，但从物理角度分析，这一结论是错误的.错误的原因是：当r→0时两电荷已失去了作为点电荷的前提条件，何况实际电荷都有一定大小，根本不会出现r→0的情况.也就是r→0时，不能再利用库仑定律计算两电荷间的相互作用力了.
（2）将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向两者分别进行.即用公式计算库仑力大小时，不必将表示电荷Q1、Q2的带电性质的正、负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入公式中从而算出力的大小；力的方向根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引加以判断.
（3）要统一国际单位.
（4）如果一个点电荷同时受到另外两个或更多的点电荷的作用力，可根据静电力叠加的原理求出合力.
【例2】
两个相同的金属小球，电荷量之比为1∶7，相距为r、两者接触后再放回原来的位置，它们间的库仑力可能变为原来的_______倍.
解析：当两球带同种电荷时，即q2=7q
接触后每球所带电荷量
q1′=q2′=q=4q,F′=k
当两球带异种电荷时，即q2=-7q
接触后每球电荷量
q1″=q2″=-=-3q,F″=k,
又因为F=k
解得：F′=F，F″=
F.
答案：或
温馨提示
完全相同的异体球接触时，其电荷量先中和后均分，由于题目没有明确带电性质，故应都考虑.本题强调的是金属“小”球，因此将其看作点电荷，应用库仑定律进行计算.
【例3】
两个质量分别是m1、m2的小球，各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度θ1，θ2，如图1-2-1所示.则下列说法正确的是( )
图1-2-1
A.若m1＞m2，则θ1＞θ2
B.若m1＝m2，则θ1＝θ2
C.若m1＜m2，则θ1＞θ2
D.若q1＝q2，则θ1＝θ2
解析：这是一道带电体平衡问题，分析方法仍然与力学中物体的平衡方法一样.小球受到三个力的作用：重力、绳子拉力、静电斥力.采用正交分解法并列出平衡方程得，
k-F拉
sinθ=0,F拉
cos
θ-mg=0，所以
tanθ=，由此式可见，正确选项为B、C.
答案：BC
各个击破
类题演练1
真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50
cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6
C，求它们所受的库仑力.
解析：如下图所示，每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，只求出其中一个点电荷受的库仑力即可.
以q3为研究对象，共受到F1和F2的作用，q1=q2=q3=q，相互间的距离r都相同.
F1=F2=k=0.144
N
根据平行四边形定则，合力为
F=2F1cos30°=0.25
N.
答案：0.25
N
类题演练2
如图1-2-2所示，半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为+Q
的电荷，另一电荷量为+q的点电荷放在球心O上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r（rR）的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少 方向如何 （已知静电力常量k）
图1-2-2
解析：由于球壳上带电均匀，原来每条直径两端相等的一小块圆面上的电荷对球心+q的力互相平衡.现在球壳上A处挖去半径为r的小圆孔后，其他直径两端的电荷对球心+q的力仍互相平衡，剩下的就是与A相对称的B处、半径也等于r的一小块圆面上电荷对它的力F，B处这一小块圆面上的电荷量为：
qb=
由于半径rR，可以把它看成点电荷.根据库仑定律，它对中心+q的作用力大小为：
F=，其方向由球心指向小孔中心.
答案：k，方向由球心指向小孔中心
类题演练3
如图1-2-3所示，带电量分别为+q和+4q的两个点电荷A、B相距L，求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态
图1-2-3
解析：A、B两点电荷同性相斥，相互作用的静电力均沿AB连线向外.若能平衡，第三个电荷C对A、B的作用力方向必沿A、B连线向内.故C必与A带异性电，且在A、B连线上.
设C带电荷量为－Q，距A为x，则距B为L-x，对A、C分别列平衡方程.
对A：
对C：
联立解得：x=，Q=-q.
答案：-q，置于距A点处
变式提升
如图1-2-4所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是( )
图1-2-4
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
解析：根据“同电相斥、异电相吸”规律，确定电荷c受到a和b的库仑力方向，考虑a的带电荷量大于b的带电荷量，故Fb＞Fa，Fb与Fa的合力只能为F2，故选项B正确.
答案：B第1节
静电现象及其微观解释
课堂互动
三点剖析
一、静电感应与感应起电
1.感应起电
用一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近验电器的金属球（注意：不要接触），会看到验电器的指针发生偏转，这说明验电器的指针带上了电.保持玻璃棒的位置不变，用手接触验电器的金属球，发现指针偏角为零.先把手移开，再把玻璃棒移开，会发现指针又发生了偏转.这种把一带电物体靠近导体也可以使导体带电的方式叫感应起电.感应起电和摩擦起电的不同是前者没有接触只是靠近，后者必须直接接触.
2.为什么能发生感应起电的是导体而不是绝缘体？
感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分.只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能那么自由地移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能.
【例1】
如图111所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确的是( )
图1-1-1
A.把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开
B.把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开
D.先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合
解析：虽然A、B起初都不带电，但带正电的导体C对A、B内的电荷有力的作用，使A、B中的自由电子向左移动，使得A端积累了负电荷，B端积累了正电荷，其下部贴有的金属箔片因为接触带电，也分别带上了与A、B同种的电荷.由于同种电荷间的斥力，所以金属箔片都张开，A正确.C只要一直在A、B附近，先把A、B分开，A、B上的电荷因受C的作用力不可能中和，因而A、B仍带等量异种的感应电荷，此时即使再移走C，因A、B已经绝缘，所带电荷量也不能变，金属箔片仍张开，B正确.但如果先移走C，A、B上的感应电荷会马上在其相互之间的库仑力作用下吸引中和，不再带电，所以箔片都不会张开，C错.先把A、B分开，再移走C，A、B仍然带电，但重新让A、B接触后，A、B上的感应电荷完全中和，箔片都不会张开，D错.
答案：
二、电荷守恒定律
1.在近代物理学中，一对正、负电子的湮灭，转化为一对光子；一个中子衰变成一个质子和一个电子.这种事实与电荷守恒定律矛盾吗？
不矛盾.这种情况下带电粒子总是成对湮灭和产生，两种电荷数目相等、正负相反，而光子和中子都是中性的，本身不带电，所以电荷的代数和不变.因此电荷守恒定律也可以叙述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的.
2.完全相同的带电金属球接触后的电荷量分配原则
（1）若带同种电荷，两金属球接触后总电荷量平分.
（2）若带异种电荷，两金属球接触后电荷量先中和再平分.
图1-1-2
【例2】
绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的附近有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1-1-2所示，现使a、b分别带正、负电，则可能的情况是( )
A.b将吸引a，吸引后不放开
B.b先吸引a，接触后又把a排斥开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b立即把a排斥开
解析：因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球将向b靠拢并与b接触，当小球a与b接触后，将对两球所带的电荷进行重新分配，结果两球带同种电荷将会被排斥开；若a、b原来带电荷量相等，则a、b接触后中和而都不带电，a、b将自由分开.
答案：B
温馨提示
电场的性质就在于对放入其中的电荷或微小物体有力的作用，两球原来带异种电荷一定会相互吸引.虽然两小球不一定完全相同，但相互接触后电荷量仍然会重新分配，相互作用力会发生变化.
三、静电的应用和防护
1.静电危害产生的主要原因：静电力和静电火花
2.防止静电危害的主要途径、方法及其措施
（1）尽量减少静电的产生，如改造起电强烈的工艺环节；采用起电较少的设备，使用抗静电材料等.
（2）给静电释放提供通道，如设备接地，适当增加工作环境的湿度等.
【例3】
为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下列措施中不是防止静电危害的是( )
A.油罐车后面装一条拖地的铁链
B.电工钳柄上套有绝缘胶套
C.飞机轮上装搭地线
D.印刷车间中保持适当的湿度
解析：防止静电危害是不让其产生火花、高压，而钳柄上的绝缘胶套是防止操作时漏电，而不是防静电的，其余几个均是防止静电危害的，因此应选B.
答案：B
各个击破
类题演练1
如图1-1-3所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B，均放在绝缘支
座上.若先将C移走，再把A、B分开，则A_______电，B_______电.若先将A、B分开，再移走C，则A带_______电，B带_______电.
图1-1-3
解析：导体A、B放在电荷附近,A、B两端出现等量的异种电荷，若分开A、B，则A带负电，B带正电，若C先移走，则A、B上的电荷会中和.
答案：不带 不带 负 正
变式提升1
如图1-1-4所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B（不接触）时，验电器的金箔张角减小，则( )
图1-1-4
A.金属球可能不带电
B.金属球可能带负电
C.金属球可能带正电
D.金属球一定带负电
解析：验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥.张开角度的大小决定于两金箔带电荷的多少.如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减少，选项B正确，同时否定选项C.如果A球不带电，在靠近B球时,发生静电感应观象,使A球电荷发生极性分布，靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷.A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,因距离的不同而表现为吸收作用,从而使金箔张角减小.
答案：AB
类题演练2
把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况可能是( )
A.其中一个带电，一个不带电
B.两个小球原来带等量异种电荷
C.两个小球原来带同种电荷
D.两个小球原来带不等量异种电荷
解析：两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，说明接触后两小球肯定带同种电荷.由此可知正确选项应为?A、C、D.
答案：ACD
变式提升2
有一质量较小的小球A，用绝缘细线悬吊着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们先相互吸引，接触后又互相排斥，则以下判断中正确的是( )
A.接触前，A、B一定带异种电荷
B.接触前，A、B可能带异种电荷
C.接触前，A球一定不带任何净电荷
D.接触后，A球一定带负电荷
解析：用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近小球A时，先相互吸引，说明接触前A不带电或带正电，故B对，而接触后，二者相互排斥，说明二者又肯定带了同种电荷，但是何种电荷我们无法判断.故只能选B.
答案：B
类题演练3
人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘，这是因为( )
A.人造纤维的导电性好，容易吸引灰尘
B.人造纤维的导电性好，容易导走静电，留下灰尘
C.人造纤维的绝缘性好，不易除掉灰尘
D.人造纤维的绝缘性好，容易积累静电，吸引灰尘
解析：人造纤维比棉纤维容易沾上灰尘是由于人造纤维易带电，使灰尘产生静电感应而被吸引.而易带电的原因是绝缘性好不易导走静电而使电荷积累，所以D正确.
答案：D
