高中物理-专题练习-2018静电感应和静电屏蔽高中物理一轮复习专题

静电感应和静电屏蔽

一、静电感应现象

1.条件：将导体靠近带电体（把导体放入电场中）

2.本质：电子在电场力的作用下定向移动,造成导体内的自由电子在导体内重新分布,产生感应电荷

3.规律：导体的近端出现与带电体异种电荷,在远端出现等量的同种电荷

4.应用：⑴确定产生电场的带电体的电性，

⑵确定感应导体的远端和近端

(离带电体最远的一端和最近

的一端)，⑶根据“近端感应出与带电体电性相反的电荷，远端感应出与带电体电性相同的电荷”确定各端感应电荷的电性．

例1.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

q a ，b 端电荷量大小为

q b ，则（

） P A B A.导体A 、B 上，q a ＞q b B.导体A 、B 上，q a ＝q b

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

例2.如图所示，一个原来不带电的中空金属球壳，上开一个小孔，若将一个带正电的小球放入且不与球壳接触，则球壳外表面带______电，内表面带______电；若

用手接触一下球壳后球壳内表面带

______电，外表面______

二、静电平衡状态的特点

1.静电平衡状态

导体中（包括表面）没有电荷定向移动的状态，叫做静电平衡状态．2.静电平衡状态的特点⑴导体内部的场强处处为零

内部:金属导体内部是指金属材料所占的空间

(除表面外);

拓展:对于空腔导体,如果空腔内没有带电体的话, 空腔内合场强处处为零

.空腔也可以认为导体“内

部”.导体内部场强处处为零

,是指在导体内部的任意一点外加电场和感应电场的场强都是大小相等

,

方向相反,合场强为零. ⑵导体表面任一点的场强与该处表面垂直⑶净电荷只能分布在外表面上

⑷导体是一个等势体，导体表面是一个等势面。例1.如图，水平放置的长为L 的长方体金属块原来不带电，

现将一电荷量为+q 的点电荷放在与金属块

的左端距离为

R 的地方，点电荷与金属块内的中心点O 在同一水平线上。

（1）达到静电平衡后，金属块上的感应电荷在金属块内中心点O 处产生的场强有多大？方向如何？

（2）若金属块与点电荷在同一平面内有A 、B 二点，标出由盘上感应电荷形成的附加电场的两条电场

线(用实线表示，要求严格作图

)。

＋

P

A

B

a

b

R L

＋q

O

例2. 如图所示，在竖直放置的光滑金属板右侧有一固定的带正电荷Q 的金属小球，金属板表面绝缘，

现在金属板上端放一相同的带正电荷Q 的金属小球（金属小球可视为质点，且不影响原电场）。静止释

放小球，则在运动过程中（）

A ．小球做匀加速直线运动

B ．小球做变加速直线运动

C ．小球受到电场力的为零

D ．小球的机械能守恒

例3. 一个带有绝缘座的空心金属球壳A 带有4×10-8

C 的正电荷，有绝缘柄的金属小球

B 带有2×10-8

C

的负电荷，使

B 球与球壳A 内壁接触.如图所示，则

A 、

B 带电荷量分别为（

）

A.Q A =1×10-8

C ，Q B =1×10-8

C B.Q A

=2×10-8

C ，Q B =0

C.Q A =0， Q

B =2×10-8

C D.Q

A =4×10-8

C ，Q B =-2×10-8

C

例4．如图所示在靠近导体Q 附近有一个带正电的小球

P ，对a 、b 、c 三点，ab=bc ，这三点的场强

E a 、

E b 、E c 及这三点的电势U a 、U b 、U c 应该是（）

A ．E a = E b =E c . U a

= U b =U c

B ．E a < E b

< E c . U a < U b < U c

C ．E a = E b < E c . U a = U b < U c

D ．

E a > E

b > E

c . U a > U b > U

c

三、静电屏蔽及其应用

1.定义：导体壳或金属网罩（无论接地与否）可以把外部电场遮住，使其内部不受外电场的影响，这种现象叫做静电屏蔽．

2.内屏蔽和外屏蔽：

⑴内屏蔽：金属壳内部空间不受外部电场的影响

处于静电平衡状态的导体，外加电场和金属网罩上的感应电荷产生的附加电场在导体内部相互叠加使内部场强处处为零，所以能使导体壳内或金属网罩内的区域不受外部电场的影响．⑵外屏蔽：接地的封闭的金属壳对外部空间没有影响例1.在图所示的实验中，验电器的金属箔会张开的是：

（）

A B C

例2．如图所示，将悬在细丝线上带正电的小球

A 放在不带电的金属空心球

C

内球心位置(不和球壁接触)，另有一个悬挂的带负电的小球B 向C 靠近。静止

后，则A 的位置__________，悬线__________

P

﹢

c

a

b

··

·Q

Q

Q

A

B C

金属网

绝缘底座

地面