高中物理 静电场 静电感应
第8章 第4讲 静电感应与静电平衡 LI
【例2】．如图所示，A、B是两个绝缘金属导体， 把一个带正电的绝缘金属球P移近A，由于静电感 应，a端电荷量大小为qa，b端电荷量大小为qb， 则：（ B D ） A.导体A、B上，qa＞qb B.导体A、B上，qa＝qb C.先撤走P，再将A、B分开后，A带负电，B带正电 D.先将A、B分开，再撤走P后，A带负电，B带正电
E
将导体放入电场后,发生的现象
1.导体内的自由电子在电场力作 用下,会发生定向移动. 2.导体的两表面,一面带正电,一 面带负电.------感应电荷.
3.感应电荷的电场,与原电场叠 加,在导体内为合电场.
将导体放入电场后,发生的现象
4.合电场渐渐减弱,电子受电场 力渐渐减小. 5.当合电场减为零时,电子不再 定向移动.------静电平衡
【例5】.在图所示的实验中，验电器的金属箔 会张开的是：（ B ）
金属网
Q
Q
Q
A
绝缘底座
B
C
地面
注意观察：B图和C图不同。金属网罩一个接地，一个不接地。 A图属于内屏蔽，C图属于外屏蔽。
【例6】. 在水平地面上放置的光滑金属板的上表面绝 缘,在其中心正上方有一带正电Q的金属小球（可视为质 点，且不影响原电场）自左以初速度v0向右运动，则在 运动过程中（ B D ） +Q A.小球做先减速后加速运动 B.小球做匀速直线运动 v0 C.小球受到电场力的冲量为零 D.小球受到电场力做的功为零
·
O
R L
E感 k
q L 2 (R ) 2
方向沿点电荷和棒内中点连线向左 解析：静电感应产生的感应电荷电量是面分布，且电量值未 知，所以不能直接由真空中点电荷的场强公式来求得它们在 球心O处的场强。因此采取变换研究对象的方法，将感应电 荷换成施感电荷，问题就迎刃而解了。 注意题目的三种问法：是问施感电荷产生的场强还是感 应电荷产生的场强还是合场强。
高中物理 第一章 9 第7节 静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
[解析] A 在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带 正电，BC 相互吸引，所以 B 向右偏； 而金属空腔可以屏蔽外 部电场，所以 B 的电荷对空腔 C 的内部无影响，即 AB 之间无 相互的静电力，所以 A 位置不变． [答案] A
3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度__处__处__为__0____．
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的电场强 度方向必与这点的表面_垂__直___． (3)处于静电平衡状态的整个导体是个___等__势___体____，导体的表 面是个___等__势__面_____．
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生 影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响． (2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电 场对腔外空间产生影响．
(2019·湖南衡阳高二期中)如图所示，将 悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的 金属空心球 C 内(始终不与球接触)，现将一个 悬挂在绝缘细线上的带负电的小球 B 放在 C 附近，待稳定后， 以下说法正确的是( ) A．A 对 B 无静电力作用，B 对 A 无静电力作用 B．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 C．A 对 B 的静电力向左，B 对 A 的静电力向右 D．A 的位置不变，B 的位置也不变
②自由电子要向电场 E0 的反方向做定向移动，并在导体的一个 侧面聚集，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩” 的等量的正电荷，导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电 荷，如图乙所示． ③等量异种电荷在导体内部形成与电场强度 E0 反向的电场强 度 E′，在导体内任一点的电场强度可表示为 E 内＝E0＋E′，因 附加电场 E′总与外电场 E0 方向相反，叠加的结果削弱了导体内 部的电场，随着导体两侧感应电荷的继续增加，附加电场 E′增 强，合电场强度 E 内将逐渐减小，当 E 内＝0 时，自由电子的定 向移动也就停止了，这时就达到了静电平衡状态，如图丙所示．
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第9章静电场及其应用9
提示:①将呈电中性状态的金属导体放入场强为E0的静 电场中,导体内自由电子便受到与场强E0方向相反的电 场力作用,如图甲所示.②自由电子要向电场E0的反方 向做定向移动,并在导体的一个侧面聚集,使该侧面出 现负电荷,而相对的另一侧出现“过剩”的等量的正电 荷,导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷,如
【解析】选C.导体棒在点电荷+q的电场中发生静电感 应,左端表面出现负电荷,右端表面出现正电荷.棒内 任何一点都有两个电场,即外电场:+q在该点形成的电 场E0;附加电场:棒上感应电荷在该点形成的电场E′. 达到静电平衡时棒内场强为零,即E′=E0.题中所求的 即为E′,于是我们通过上述等式转化为求E0.棒中点
(2)孤立的带电导体: ①净电荷分布在导体表面,导体内部(含空腔)没有净电 荷.导体内部场强为零. ②导体表面处电场和表面垂直,整个导体是一个等势体. 导体尖端处电荷密度最大,场强最大,易出现尖端放电 现象.
【典例示范】 长为l的导体棒原来不带电,现将一带电荷量为+q的点 电荷放在距棒左端R处,如图所示.当棒达到静电平衡后, 下列关于棒上的感应电荷在棒内中点处产生的场强大 小和方向判断正确的是 ( )
(2)应用:电学仪器外面有_金__属__壳__,野外高压线上方还有 _两__条__导__线__与大地相连,都是利用静电屏蔽消除外电场的 影响.
主题一 静电平衡下的导体 【问题探究】如图所示,将一不带电的金属导体ABCD放 到场强为E0的匀强电场中.
(1)导体ABCD内部自由电子怎样移动?电子的移动最终 会出现怎样的结果?
(2)“整体观”法: ①当两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连 接时,就可把它们看作是一个大导体,再用“远近观” 判断它们的带电情况,如有些问题所提到的“用手触摸 某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导 体.
高中物理选修3-1静电现象的应用知识点
高中物理静电现象的应用知识点一、静电感应现象1. 导体：容易导电的物体叫导体。
2. 导体中存在大量自由电荷。
常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。
3. 静电感应现象：放入电场中的导体，其内部的自由电子在电场力的作用下向电场的反方向作定向移动，致使导体的两端分别出现等量的正、负电荷。
这种现象叫静电感应现象。
4. 感应电荷：静电感应现象中，导体不同部分出现的净电荷。
二、静电平衡状态下导体的电场1. 静电场中导体内电场分布2. 静电平衡：电场中导体内(包括表面上)自由电荷不再发生定向移动的状态叫做静电平衡状态。
3. 静电平衡导体的特性：(1)导体内部场强处处为零(2) 导体是等势体,表面为等势面(3)导体外部表面附近场强方向与该点的表面垂直三、导体上电荷分布1. 法拉弟圆桶实验2. 静电平衡时，超导体上电荷分布规律：导体内部无净电荷，电荷只分布在导体的外表面在超导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷位置几乎没有电荷。
四、静电屏蔽1. 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住，使其不受外电场的影响。
2. 静电屏蔽的两种情况：导体内腔不受外界影响;接地导体空腔外部不受内部电荷影响。
3. 静电屏蔽的本质：静电感应与静电平衡4. 静电屏蔽的应用：电学仪器和电子设备外面金属罩、通讯电缆外层金属套电力工人高压带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣、帽、手套、鞋高中物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。
有的同学不注重听课前的这一环节，会说我在初中从来就没有这个习惯。
这里我们需要注意，高中物理与初中有所不同，无论是从课程要求的程度，还是课堂的容量上，都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。
在每次上课前，抽出一段时间(没有时间的限制，长则20分钟，短则课前的5、6分钟，重要的是过程。
)将知识预先浏览一下，一则可以帮助我们熟悉课上所要学习的知识，做好上课的知识准备和心理准备;二则可以使我们明确课堂的重点，找出自己理解上的难点，从而做到有的放矢地去听课，有的同学感到听课十分吃力，原因就在于此。
8.1静电场—高考物理回归课本基础知识填空
静电场—知识点填空1．电荷及起电方式（1）两种电荷①电荷的分类：电荷和电荷用丝绸摩擦过的玻璃棒带电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电。
②电荷间的相互作用：同种电荷相互，异种电荷相互。
（2）摩擦起电：当两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带电，失去电子的物体则带电。
（3）感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或带电体，使导体靠近带电体的一端带电荷，远离带电体的一端带电荷，这种现象叫做静电感应，利用使金属导体带电的过程叫做感应起电。
2．电荷守恒定律和元电荷（1）电荷守恒定律：电荷既不会，也不会，它只能从一个物体转移到，或者从物体的一部分转移到；在转移过程中，电荷的保持不变。
（2）电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交换的系统，保持不变；（3）元电荷：叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量或者等于e，或者是，元电荷e的数值最早是由美国物理学家测得的，在我们的计算中，可取e C。
3．探究影响电荷间相互作用力的因素（1）实验现象：（如图下图所示）①小球带电荷量一定时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度；②小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度；（2）实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而，随着距离的增大而；4．库仑定律（1）点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小，以致带电体的、及对它们之间的作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做；（2）库仑定律①内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的成反比，作用力的方向在；②公式：122q q F kr =，其中k =22N m /C ⋅，叫做静电力常量；③③适用条件：①；②；（3）库仑的实验①库仑扭秤实验是通过悬丝比较静电力F 大小的；实验结果发现静电力F 与距离r 的成反比；②库仑在实验中为研究F 与q 的关系，采用的是用两个的金属小球接触，电荷量的方法，发现F 与1q 和2q 的成正比。
高中物理复习提升-第一章静电场知识点总结
第一章 静电场知识点总结 第一讲 电场力的性质一、 电荷及电荷守恒定律1、自然界中只存在两种电荷，一种是正电，即用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电；另一种带负电，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电，毛皮带正电。
电荷间存在着相互作用的引力或斥力。
电荷在它的周围空间形成电场，电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电荷量，简称电量。
元电荷ｅ＝1.6×10－19C ，所有带电体的电荷量都等于ｅ的整数倍。
２、使物体带电叫做起电。
使物体带电的方法有三种：（１）摩擦起电；（２）接触带电；（３）感应起电。
３、电荷既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量不变。
这叫做电荷守恒定律。
二、点电荷如果带电体间的距离比它们的大小大得多，带电体便可看作点电荷。
三、库仑定律１、内容：在真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
２、公式：221r Q Q kF =，Ｆ叫库仑力或静电力，也叫电场力，Ｆ可以是引力，也可以是斥力，Ｋ叫静电力常量，公式中各量均取国际单位制单位时，Ｋ＝9.0×109N ·m 2/C 2３、适用条件：（１）真空中；（２）点电荷。
四、电场强度１、电场：带电体周围存在的一种物质，由电荷激发产生，是电荷间相互作用的介质。
只要电荷存在，在其周围空间就存在电场。
电场具有力的性质和能的性质。
２、电场强度：（１）定义：放入电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量的比值叫做该点的电场强度。
它描述电场的力的性质。
（２）q F E =，取决于电场本身，与ｑ、Ｆ无关，适用于一切电场；2rQK E =，仅适用于点电荷在真空中形成的电场。
（３）方向：规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点的受力方向相同。
（４）多个点电荷形成的电场的场强等于各个点电荷单独存在时在该点产生场强的矢量和。
高中物理备课参考 静电现象的应用
静电屏蔽包括两种情况： （1）金属壳内部不受外部影响 如图 l—4—2（a）图所示，使带电的金属球靠近验电器，由于静电感应，验电器的箔片 张开，这表示验电器受到了外电场的影响。
如果事先用金属网罩把验电器罩住，如图 1—4—2（b）图所示，验电器的箔片就不张 开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不张开。这表明金属网罩能把外电场挡住， 使罩内不受外电场的影响。
电荷。现金属板接地，正电荷通过接地导线移向大地，静电平衡时左侧表面不带电，整个金
属板的电势都为零。所以选项 A 错误，选项 B、C 正确。 金属板接地时，右侧表面上仍有感应负电荷，而且 a 点附近的电荷面密度（单位表面面
积的电荷量）比 b 点附近的电荷面密度要大些，场强要强（大）些，电场线也密一些；整个 金属板是等势体，右侧表面是等势面，电场线与等势面垂直，可见 a、b 两点的场强方向都 垂直指向右侧面，方向相同，选项 D 也正确．
（2）导体静电平衡条件：E 内=0 由于静电感应，在导体两侧出现等量异种电荷，在导体内部形成与场强 E0向的场强 E'， 在导体内任一点的场强可表示为 E 内=E0+E′。 因附加电场 E′与外电场 E0方向相反，叠加的结果削弱了导体内部的电场，随着导体两 侧感应电荷继续增加，附加电场 E′增强，合场强 E 内将逐渐减小。当 E 内=0 时，自由电子 的定向运动也停止了。如图 1—4—1（c）。 说明： ① 导体静电平衡后内部场强处处为零，是指电场强度 E0，与导体两端感应电荷产生的 场强 E′的合场强为零。 ② 金属导体建立静电平衡状态的时间是短暂的。 ③ 静电平衡时，电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷分布 越密，附近电场强度越大。 （3）导体静电平衡时，有如下特点： ① 导体内部处处场强为零。假设内部场强不为零，那么自由电荷必定受到电场力的作 用，在电场力的作用下发生定向移动，说明导体尚未达到静电平衡．导体内部场强为零，是 外加电场 E0与感应电荷产生的电场 E′相互叠加的结果，即 E0+ E′=0 （E′与 E0大小相等， 方向相反）。 ② 导体表面处场强与表面垂直，假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导 体上的自由电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了。 ③ 电荷只分布在导体表面外。因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未 被抵消的电荷。假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零。 2. 静电屏蔽 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可以利用金属外壳或者金属网 封闭某个区域，使得该区域不受外部电场的影响，这一现象叫做静电屏蔽。
高二物理竞赛第章静电场和静电感应和静电平衡复习课件
在表面凹进（曲率为负值）部分 最小，E也最小
(2)介质层内外的电势(；2)导体表面上紧贴导体外侧处，任意一
点的场强垂直于该点的表面。
D)
0 r
方向:沿径向.
D Q
E 4 r 2 a r b
0r
4r 2 r a
Q
rb
(2) U Edl
4 0 r 2
Q
p
Q
4
(a1b1)4Qbra来自b0r0
Q 11 Q
U 40r (rb)40b a r b
Q
0r a
4 0 r
rb
（3）金属球的电势等于
U1 raE1dr ab E2dr b E3dr (4)取厚度为dr的球壳体积元:
三、有导体存在时静电场场量的计算原则 1.静电平衡的条件
E内 0 或U c
2.基本性质方程
E ds
i
qi
S
0
3.电荷守恒定律
LEdl 0
Qi 常 数.
i
※电容和电容器
一.孤立导体的电容 C q
单位：F
导体表面电场强度同表面曲率的关系
u
C是与导体的尺寸和形状有关,与 无关的常数。 解:利用高斯定理可求得场强分布:
40rab ra a b
习题集(p25)3、在半径为R的导体球壳薄壁附近与球心相
距为d(d＞R)的P点处，放一点电荷q，求：
(1)球壳表面感应电荷在球心O处产生的电势和场强；
(2)空腔内任一点的电势和场强；
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（2）整个导体是一个等势体，
表面是一个等势面
例1 长为l的导体棒原来 不带电，现将一带电荷 量为+q的点电荷放在距 棒左端R处，如图所示．当棒达到静电平衡后， P点的场强等于 零 ， 棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场强度
kq l 2 (R ) 水平向左 ． 大小等于_________ ，方向为___________ 2
内容
描述
课件名称
静电感应
课程内容
静电感应现象以及处于静电感应状态导体的特点
教学设计
激趣导入：通过对生活中常见的静电现象的介绍引 导出使物体带电的三种方式 知识新授：认识静电感应现象，学习静电感应现象 产生的本质，理解处于静电平衡的导体的特点 课堂练习：通过几道小题练习以上内容，巩固所学 习的知识 课堂小结：总结本次课的知识内容
相等 导体棒上各点电势 _________ 。
例2 使带电的金属球靠近不带电的验电器， 验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上 感应电荷的分布情况，正确的是（ B ）
知识总结
1.了解了使物体带电的三种方式 2. 从本质上理解了静电感应现象和产生的 原因 3. 学习了处于静电平衡的导体的特点
-
-
-
-
-
-
E
置于电场中的导体，自由电荷（金属导体中是 电子）受电场力作用，将发生定向移动。
-
E’
E
感应电荷在导体内部产生电场E’，与原电场叠 加。只要内部合场强不为零，自由电子就会继 续做定向移动。
-
E’=E
E
当内部合场强为零时，即E’=E时，电荷不再 发生定向移动。
处于静电平衡状态导体的特点：
静电感应
主讲教师：刘劲松
使物体带电的三种方式
1. 接触带电 2. 摩擦起电 3. 静电感应
是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重新分布的现象。 一个带电的物体与不带电的导体相互靠近时由于电荷间的相互作用，会使导体
内部的电荷重新分布，异种电荷被吸引到带电体附近，而同种电荷被排斥到远
离带电体的导体另一端。
导体AB左右两端出现了等量的异种电荷
把AB导体分开之后，A与B仍然带有等量的异种电荷
感应起电
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导体， 可以使导体带电的现象，叫做静电感应． 规律：近端感应异种电荷 远端感应同种电荷 （2）感应起电：利用静电感应使物体带电， 叫做感应起电．
一、静电平衡状态下导体的电场