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.docx

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 P B

A B

A. 导体 A、 B 上， q ＞ q

b B.导体A、B上，q＝q＋

a

b

a ab

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 .＋ q O

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

R L

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 ) 。

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=2×10-8C，Q B=0

C.Q A=0，Q B=2×10-8C

D.Q A=4×10-8C，Q B=-2×10-8C

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、 E 及这三点的电势U 、 U

b 、 U 应该是（）

b c a c

A．E=E

b =E.U =U

b

=U

c

a c a

B．E

b < E

c

. U

a

< U

b

< U

c P

a

···﹢

b c

C． E a = E b < E c. U a = U b < U c a

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：（）

金属网

Q Q Q

绝缘底座地面

A C C

B

A B

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 __________

课后练习

1.如图所示 , 一条细线悬挂一个不带电的金属球A 处于静止状态 . 现将一带电球体 B 从左边靠近它（不

接触），则下列说法正确的是（）

A.细线向左偏

B.细线不动

C.细线向右偏

D.无法确定

2.图为法拉第圆筒实验装置的示意图，验电器 A 原来不带电，验电器 B 带有电荷；金属小球 e 直接固定于绝缘手柄上；金属小球 f 用一较长的导体棒相连后固定于绝缘手柄上，则下列操作中，能使验电

器 A 带电的是（）

A. 使 e 与 B 的圆筒外壁接触后再与

B. 使 e 与 B 的圆筒内壁接触后再与

C. 使 f 与 B 的圆筒外壁接触后再与

D. 使 f 与 B 的圆筒内壁接触后再与A的圆筒内壁接触A的圆筒外壁接触A的圆筒内壁接触A的圆筒内壁接触

3. 在电场中导体处于静电平衡时，一定为零的是（）

A. 导体内任一点的场强

B.导体表面上的任一点的场强

C. 导体内任一点感应电荷的场强

D.导体内的电荷

4．在相距 2L 的两点上固定着不等电量的异性电荷+Q、-q ，在其中放入一不带电的金属球，球心O与2L 中点重合，如图所示，达到静电平衡后，金属球上感应电荷的电场在球心处的场强大小和方向（）A． E=k(Q+q)/L2指向 +Q

B． E=k(Q-q)/L2指向 -q Q

·O

q

C．E=kQ·q/L 2指向 +Q﹢-

D．E=kQ·q/(4l)2指向 -q

5．如图所示，带正电的小球A 靠近不带电的金属导体B，由于静电感应，导体 B 左端出现负电荷，右端出现正电荷，下列说法正确的是（）

A．用手摸一下 B 的左端， B 将带正电

B．用手摸一下 B 的右端， B 将带正电A B

﹢

C．用手摸一下 B 的中部， B 将不带电