高二物理选修3-1 专题静电平衡

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高二物理选修3-1知识点总结

高二物理选修3-1知识点总结高二物理选修3-1课本知识点的整理，对学生复习物理重要内容有很大的作用，下面是店铺给大家带来的高二物理选修3-1知识点，希望对你有帮助。

高二物理选修3-1知识点第一章静电场第1节电荷及其守恒定律一、起电方法的实验探究1. 物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。

2. 两种电荷自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷。

如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷;用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷。

同种电荷相斥，异种电荷相吸。

相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗?不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电。

3. 起电的方法使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电(1)摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同.两种物体相互摩擦时，束缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电.(正负电荷的分开与转移)(2)接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电).(电荷从物体的一部分转移到另一部分)(3)感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移动.(电荷从一个物体转移到另一个物体) 三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电.在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变。

二、电荷守恒定律1. 电荷量：电荷的多少。

在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C。

2. 元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值1.6×10-19C，所有带电体的电荷量等于e或e的整数倍。

(元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗?提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量.另外任何带电体所带电荷量是1.6×10-19C 的整数倍。

人教版高二物理选修3-1第一章《静电场》知识点考点总结(详细)

除非三个条件同时满足：①电场线为直线，②v0=0 或 v0 方向与 E 方向平行。③仅受电场力作用。
熟记几种典型电场的电场线特点：（重点）
①孤立点电荷周围的电场；②等量异种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点)；③等量同种点电荷的电场(连线和中垂线上的电场特点)；④匀强电场；⑤点电荷与带电平板；⑥具有某种对称性的电场；⑦均匀辐射状的电场⑧周期性变化的电场。
荷质比(比荷)：电荷量 q 与质量 m 之比，(q/m)叫电荷的比荷
3、起电方式有三种
①摩擦起电
②接触起电注意：电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
③感应起电：带电体靠近不带电的物体，使不带电的物体带上电的现象。
④光电效应——在光的照射下使物体发射出电子
① “三点共线，两同夹异，两大夹小”
② 近小远大
三、电场：
1、存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。
电场：只．要．电荷存在它周围就．存在电场，电场是客观存在的，它具有力和能的特性。力(电场强度)；能(磁通量)
若电荷不动周围的是静电场，若电荷运动周围不单有电场而且产生磁场，
(4) 匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大．
(5) 等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等． (6) 电场线⊥等势面，且由电势高的面指向电势低的面，没电场线方向电势降低。 (7) 两个等势面永不相交．规律方法 1、一组概念的理解与应用电势、电势能、电场强度都是用来描述电场性质的物理，，它们之间有十分密切的联系，但也有很大区别，解题中一定注意区分，现列表进行比较（1）电势与电势能比较：

高二新人教版物理选修3-1课件1-7 静电现象的应用

[易错分析]对易错选项及错误原因具体分析如下：
易错选项错误原因只考虑到点电荷对带电小球的作用，而忽视了金 A项
属板处在点电荷的电场中，金属板表面是一等势
面，电场方向与金属板平面垂直，小球受的电场力是竖直向下的，水平方向不受力的作用．对带电小球受力分析的错误，造成电场力做功分
C项
析的错误：误认为电场力对小球先做负功后做正功，由动能定理知先减速后加速.
误区 1：静电平衡状态的导体内部场强处处为零，所以导体内部没有电场．点拨：不能说导体内部没有电场．因为导体内部电场强度为零，是指合场强为零，事实上，导体内部每一点都有两个场强，只是叠加的结果使得该点合场强为零．由此我们可以得到如下结论：处于静电平衡状态的导体，感应电荷在导体内任一点的场强 E′与外电场在该点的场强 E0 大小相等，方向相反，即 E′＝－ E0.
易错点：对处于静电平衡状态下的导体理解不透导致错误案例：如图所示，在水平放置的光滑金属板中心正上方有一带正电的点电荷 Q，另一表面绝缘，带正电的金属小球 (可视为质点，且不影响原电场 )自左以初速度 v0 向右运动，在运动过程中 ( )
• A．小球做先减速后加速运动 • B．小球做匀速直线运动 • C ．小球受到的电场力先做负功后做正功 • D．小球受到的电场力做功为零
第七节
静电现象的应用
※ 理解静电平衡状态及特点 ※ 掌握静电平衡时导体上电荷的分布特点 ※ 了解生活中的静电现象及应用
在带电的鸟笼里，鸟儿为什么仍能安全无恙？运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地面，这又是为什么呢？
知识点 1
静电平衡状态下导体的电场
1.静电感应：处于电场中的导体，由于电场力的作用，电荷出现重新分布 2．静电平衡 (1)定义：导体中 (包括表面上)没有电荷定向移动状态．的的现象．

人教版高中物理选修3-1 静电现象的应用 PPT课件

1、什么是静电感应现象？静电感应的实质是什么？ 2、是什么力使导体中的正负电荷分开，电荷重新分布后，导体会发生什么样的变化呢？
把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为 E0的电场中，结果如何呢？
1、金属导体的微观结构如何？ 2、自由电子如何移动？ 3、自由电子会在什么地方聚积？ 4、电子的聚积会出现怎样的结果？ 5、最终会出现怎样的现象？
静电屏蔽
1.导体球a带电量qa为2×10-7c，球壳b带电量 qb为5×10-7c，将导体球a放入球壳b内与球壳内壁相碰，再将导体球取出，则a、b所 0 ×10-7 。带电量分别为qa= ____c ，qb= 7_____c
2.如图所示，长为 L的导体棒原来不带电，现将一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何？
学习归纳
静电现象的应用静电平衡状态下 1、静电平衡状态导体的电场电场中的导体，内部自由电子不再定向移动 2、静电平衡状态的特征 ①内部的场强处处为零 ②整个导体是个等势体，它的表面是个等势面
导体上电荷的 ①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面分布
②在导体表面，越尖锐的地方，电荷密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。 ①空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内部 ②空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外部--接地
1、静电平衡状态电场中的导体，内部自由电子不再定向移动
静电感应瞬间达到静电平
②整个导体是个等势体，它的表面是个等势面
地球是个大等势体，常被选为零势面
导体上的电荷怎样分布呢？
实验
二、导体上电荷的分布
①导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面 ②在导体表面，越尖锐的地方，电荷密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

人教版高中物理选修3-1 第1章-第7节-静电现象的应用(课件)(共23张PPT)

外的 M 、 N 两点分别放置一个电荷量为+Q 的点电荷，A为导体内一点，MA⊥AN，A、N位于同一水平线上，且MA=AN=r。求枕形金属导体上的感应电荷产生的电场在A点处的电场强度E。
kQ 【解析】由点电荷的电场强度公式 E= 2 ，得：+Q 和+Q 的两个点电荷在 A 点产生的 r
电场强度都为： E=
(2)防止：静电屏蔽也可带来不利的影响．如通讯工具在钢筋结构建筑中接收信号较弱；宇宙飞船返回地球大气层时，与大气层的高速摩擦，在飞船周围形成一层等离子体，对飞船产生静电屏蔽作用，导致
飞船和地面控制中心的通信联络暂时中断．
【特别提醒】
(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
【特别提醒】
(3)导体达到静电平衡后，内部场强处处为
零是指原电场的电场强度E0与导体两端感应电荷
产生的场强E′的合场强为零．
(4)应该注意静电感应与感应起电的区别和
联系，感应起电是运用静电感应现象使物体起电
的一种方法，而静电感应则是电场中导体两端暂
时出现等量相反电荷的现象．
【典型例题】如图所示，在枕形金属导体
2．静电屏蔽的两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响如图：把验电器靠近带电体，箔片会张开，但如果把验电器置于金属网罩内，再靠近带电体，箔片不再张开，说明网罩内不受外电场的影响。
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q。由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场线如图(甲)所示，当把导体壳接地后，＋q在壳内的电场对壳外空间就没有影响了，如图(乙)所示。
第1章第7节

人教版高中物理选修3-1课件：1.7静电现象的应用(共25张PPT)

答案：BCD
解析：金属板接地时，右侧表面仍有感应负电荷，而且a点附近的电荷面密度(单位表面积的电荷量)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.
在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位面密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电．而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象
闪电防护
雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从四条原则．
（二）、导体上的电荷分布：
结论:1.静电平衡时导体内部没有电荷，其电荷只分布在外表面. 思考：电荷在导体外表面的分布又是怎样的呢？
均匀球形导体
结论:2.在导体表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积的电荷量)越大,凹陷的位置几乎没有电荷.
二、静电屏蔽现象
对静电屏蔽的理解
1．现象：一个金属导体壳(网罩)能把壳外电场遮住，使壳内部不受外电场影响，这种现象叫静电屏蔽.
一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端而被闪电直接击中
二是人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因 “跨步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人受伤害．
三是不可到孤立大树下和无避雷装置的高大建筑体附近，不可手持金属体高举头顶．
2．原理：静电屏蔽的原理是静电感应与静电平衡.
3．两种情况
(1)金属壳内部不受外部影响

教科版高二物理选修3-1 静电感应、静电平衡专题练习

静电感应专题1、如图所示，面积足够大的、板间距离为d 的两平行金属板竖直放置，与直流电压为U 的电源连接，板间放一半径为 R（ 2R＜ d）的绝缘金属球壳，C、D 是球壳水平直径上的两点，则以下说法正确的是( )A.由于静电感应，球壳上C、D 两点电势差为B.由于静电感应，球壳中心O 点场强为零C.用手摸一下球壳，再拿去平行金属板，球壳带正电D.用手摸一下球壳，再拿去平行金属板，球壳带负电2、如图所示为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电荷的小金属球A 放入空腔中，当静电平衡时，图中a、b、c 三点的场强E 和电势φ的关系是A ．E a＞E b＞E c，φa＞φb＞φc B．Ea=E b＞E c，φa=φb＞φcC．E a=E b=E c，φa=φb=φc D ．Ea＞E c＞E b，φa＞φb＞φc3、如图所示，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a，b端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是：A．闭合 K1，有电子从枕型导体流向地 B．闭合 K2，有电子从枕型导体流向地C．闭合 K1，有电子从地流向枕型导体 D．闭合 K2，没有电子通过K24、把一个带正电的小球A，放入带绝缘支架不带电的空心球壳B内，但不与B的内壁接触，如图所示，达到静电平衡后，下列说法正确的是（）A．球壳 B 内空腔处的场强为零B．球壳外部空间的场强为零C．球壳 B 的内表面上无感应电荷D．若将球壳B 接地则带负电5、如图所示，带电体 Q 靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于零的是( )．A ．导体空腔内任意点的场强B．导体空腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量6．如图所示，P 是一个带电体，N是一个不带电的金属空腔，在下列情况中，放在绝缘板上的小纸屑(图中S)不会被吸引的是( )7.一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电细杆MN ，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上 a,b,c 三点的场强大小分别为Ea,Eb,Ec,三者相比（）A.Ea 最大B.Eb 最大C.Ec 最大D.Ea=Eb=Ec8.如图中，实心金属球A半径为R，带电量为Q，点电荷B带电量为q。

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高二物理选修3-1 专题：静电平衡
【教学三维目标】
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【重点难点】静电平衡状态电场中导体的特点【教学方法】
推理归纳法、问题解决法、实验法【教具准备】
验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干【教学过程】 (一)复习提问
1、什么是静电感应现象？
2、静电感应现象的实质是什么？
3、在静电感应时用手摸一下导体，再移走源电荷，则导体带什么电？
若将导体接地则情况如何？左端接地呢？ (二)新课教学一、电场中的导体
1、金属导体的特征：
由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 2、静电感应现象
问题：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点的场强有影响吗？是什么作用使金属内的电子定向移动的？此移动一直进行吗？
金属导体内部有电场吗？
答：使空间电场重新分布
源电荷的电场使导体内部自由电子定向移动
静电平衡状态：导体（包括表面）
中没有电荷定向移动时的状态叫静电平衡状态
4、静电平衡状态下导体的特点：
⑴内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0）
⑵导体中没有自由电荷定向移动 ⑶净电荷分布在导体表面实验证明：法拉第圆筒实验 ⑷导体表面附近电场线与表面垂直
理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态
5
上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线二、静电屏蔽
1、空腔导体的特点：
净电荷只分布在外表面，内表面不带电，空腔内没有电场
2、静电屏蔽
外部电场对内部仪器没有影响若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，
但内对外有影响
实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小
若将球壳接地，则内外各不影响
3、应用
电学仪器和电子设备外面套有金属罩通信电缆版面包一层铅皮高压带电作业人员穿金属网衣通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱
(三)巩固练习
例1：如图所示，在一个原来不带电的金属导体壳的球心处放一正电荷，试分析A 、B 、C 三
点的场强：
A ．E A ≠0 ，E
B =0 ，E
C =0
B ．E A ≠0 ，E B ≠0 ，E
C =0 C ．E A ≠0 ，E B ≠0 ，E C ≠0
D ．
E A =0 ，E B ≠0 ，E C =0
例2：如图所示，A 、B 是两个架在绝缘支座上的金属球，都不带电，中间用导线连接，现用
一带正电的小球C 靠近B ，用手摸一下B 球，再撤去导线，然后移走C 球，则A 、B 带电情况：
A ．A 球带正电，
B 球带负电
B ．A 球带正电，B 球不带电
C ．A 球不带电，B 球带负电
D ．以上说法都不正确
例3：长为L 的金属棒原来不带电，现将一带电荷量为q 的正电荷放在距棒左端R 处且与棒在
一条线上，则棒上感应电荷在棒内中点O 处产生的场强的大小，方向。

(四)小结
1、静电平衡状态下导体有什么特点？
2、静电屏蔽有哪几种情况？有哪些应用？【布置作业】【教后记】
1、教材并没有安排这一节的内容，但在历届高考中都有体现，所以对于这块知识原则是讲清基础知识，不追求深难偏。

学生对电场强度大小，方向的判断，导体内部外部的区别存在问题，准备在作业纸上让他们逐步解决问题。

B
+
C
q。