物理：1.4《电场中的导体》课件(鲁科版选修3-1)
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2018-2019学年 鲁科版选修3-1 1.4电场中的导体 课件(28张)
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(4)避雷针的顶端做的很尖细属于静电屏蔽现象。 ( ) 解析:避雷针是应用尖端放电的原理。 答案:× (5)用金属网把验电器罩起来,再使带电金属球靠近验电器,则验 电器箔片能张开。 ( ) 解析:不会张开,金属网可以屏蔽外电场。 答案:×
读一读·思一思
辨一辨·议一议
2.探究讨论。 (1)电场强度的合成与力的合成有何相同之处? 答案:力和电场强度都是矢量,求和时均遵循平行四边形定则。 (2)处于静电平衡状态下的导体,内部的电场处处为0,是不是外部 的电场也为0? 答案:不是,外部有原来的电场。
读一读·思一思
辨一辨·议一议
(3)如图所示,绝缘开口金属球壳A已带电,现把验电器甲的小金属 球与A球壳的内壁用导线相连,另外把一绝缘的金属小球B与球壳A 的内壁相接触后再与验电器乙的金属小球相接触,验电器乙距球壳 A足够远,那么验电器甲和乙的金属箔片是否张开?
答案:处于静电平衡的金属球壳,由于电荷间的相互排斥的作用 力,电荷间的距离尽量变大,所以电荷分布在金属球壳的外表面上, 在金属球壳的内表面没有净电荷的分布。验电器甲与A球壳相连 时,与金属球壳构成一个导体,相当于金属球壳的远端,则带有电荷, 从而使金属箔片张开;同理,得出验电器乙不会带电,故金属箔片不 张开。
探究一
探究二
探究三
当堂检测
问题导引
名师精讲
典例剖析
解析: (1)如图甲所示,A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度方 向相同,方向由 A 指向 B。A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度 EA=EB=
������������
������ 2 2
=
4������������ ������2 8������������ ,方向由 ������2
1.4 电场中的导体 —鲁科版高中物理选修3-1课件(共24张PPT)
内时，电荷将做（ ）
A、向上偏转的类似平抛运动 C
+Q
B、向下偏转的类似平抛运动
C、匀速直线运动
D、变速直线运动
V
+
q
2、一带正电的绝缘金属球壳A顶部开孔，有两只带 正电的金属球B、C用金属电线连接，让B球置于球 壳A的空腔中，与内表面接触后又提起到如图所示 位置，C球放在A球壳外离A球较远的位置。 待静电平衡后，下列说法正确的是（BC ） A. B、C球都带电 B .B球不带电，C球带电
E0
EE/ /
E0
No
Image E0：外电场；
E/ ：感应电场
E合 E0－E / 0
E/
E0
E合＝0
E0＝E /
静电平衡：
(1)定义：物理学中将导体中没有电荷移动的 状态叫做静电平衡。
(2)特点 ①导体内部场强__处__处_为__零__ ． ②导体表面任一点的场强方向与该处的表面 _垂__直_． ③电荷只分布在导体的_外__表__面_上__ ．
温馨提示：(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．
静电屏蔽的应用
静屏蔽的应用
1、如图，空心导体一方有一靠近的带有正电的带电体，
当一个重力不计的正电荷 以速度 V水平飞入空心导体
A.有三个，其中两处合场强为零 B.有三个，其中一处合场强为零 C.只有两个，其中一处合场强为零 D.只有一个，该处合场强不为零
2．接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响
(1)现象：金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验 电器靠近金属壳，验电器箔片张开，这表示网罩内带 电体产生的电场能使外界受到影响(如图甲)；把金属网 罩接地，则验电器箔片不张开，这表示金属网罩接地， 内部电场不影响外界(如图乙)．
高中物理 第1章 静电场 第4节 电场中的导体课件 鲁科版选修3-1.pptx
强一定为零。
( ×)
(3)在电场中导体处于静电平衡时，导体内不再有电荷移动。(√)
(4)几个点电荷共同形成的电场中的某一点，各个点电荷的电场
是相互影响的。
(×)
5
2．合作探究——议一议 (1)电场强度的合成与力的合成有何相同之处？
[提示] 电场强度和力都是矢量，其合成都遵守平行四 边形定则。 (2)静电平衡的导体，其电荷分布在导体的外表面上，那么， 导体内部还有电荷吗？ [提示] 静电平衡是指导体内部的合场强为零，没有电 荷定向移动，并不是导体内部没有电荷。
2
3．特点 电场叠加具有普遍性，不仅点电荷的电场可以叠加，其他 任何电场的场强都可以进行叠加。 二、静电平衡与静电屏蔽 1．静电平衡 (1)定义：导体中没有电荷 移动 的状态。 (2)特点 ①导体内部场强处处为零 。
②电荷只分布在导体的 外表面上 。
3
2．静电屏蔽
(1)定义：当中空的导体达到静电平衡时，内部 无 电场，因 而导体的 外壳 会对其内部起 屏蔽 作用，使它内部不受 电场
影响的现象。
(2)应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆 外面包有一层 金属网 ，高压线路的检修人员要穿 屏蔽服 等，
都是利用静电屏蔽现象消除外电场的影响。
4
1．自主思考——判一判
(1)在电场中导体处于静电平衡时，导体内任一点的场强一定为
零。
(√)
(2)在电场中导体处于静电平衡时，导体内任一点感应电荷的场
16
3．静电屏蔽的两种情况 (1)导体外部的电场影响不到导体内部。
图 1-4-6 (2)接地导体内部的电场影响不到导体外部。
图 1-4-7
17
1.一金属球，原来不带电，现沿球直径的延长线放置一均匀带
2022-2021学年高二物理鲁科版选修3-1：1.4 电场中的导体 课件2
r 的 O′点处的场强．
解析：(1)A、B 两点电荷在 O 点产生 的电场强度方向相同，都是由 A 指向 B.A、B 两点电荷在 O 点产生的电场
强度 EA＝EB＝k2rQ2＝4kr2Q，故 O 点的
合场强为 EO＝2EA＝8kr2Q，方向由 A 指向 B.
2、如图所示，真空中，相距为 r 的两个 点电荷 A、B 所带电荷量分别为＋Q 和－Q， 求： (1)两点电荷连线的中点 O 处的场强．
(2)在两电荷连线的中垂线上距 A、B 两点都为
r 的 O′点处的场强．
(2)如图所示，A、B 两点电荷在 O′ 点产生的电场强度的大小 EA′＝EB′ ＝krQ2 ，由矢量图所形成的等边三角 形可知，O′点的合电场强度 EO′＝EA′ ＝EB′＝krQ2 ，方向向右且与线段 AB 的中垂线垂直
二、静电平衡与静电屏蔽
E1
+Q
E0 +Q
E2
先将＋q、－q在O点产生的 场强合成
要因使为O＋点q合、场－强q与为O零点，构放成入等的 电边荷三Q角在形O，点可产求生出的合场场强强必E与0 E方0等向大水反平向向右，大小E0＝E1 ＝E2，如图所示
1.两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，用E1和E2分别 表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直
探究问题： （1）金属导体的微观结构如何？
如果将金属导体放入电场中
（2）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？
-
-
-
-
-
-
E
探究问题： （1）金属导体的微观结构子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？
一、场强叠加原理
如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？
解析：(1)A、B 两点电荷在 O 点产生 的电场强度方向相同，都是由 A 指向 B.A、B 两点电荷在 O 点产生的电场
强度 EA＝EB＝k2rQ2＝4kr2Q，故 O 点的
合场强为 EO＝2EA＝8kr2Q，方向由 A 指向 B.
2、如图所示，真空中，相距为 r 的两个 点电荷 A、B 所带电荷量分别为＋Q 和－Q， 求： (1)两点电荷连线的中点 O 处的场强．
(2)在两电荷连线的中垂线上距 A、B 两点都为
r 的 O′点处的场强．
(2)如图所示，A、B 两点电荷在 O′ 点产生的电场强度的大小 EA′＝EB′ ＝krQ2 ，由矢量图所形成的等边三角 形可知，O′点的合电场强度 EO′＝EA′ ＝EB′＝krQ2 ，方向向右且与线段 AB 的中垂线垂直
二、静电平衡与静电屏蔽
E1
+Q
E0 +Q
E2
先将＋q、－q在O点产生的 场强合成
要因使为O＋点q合、场－强q与为O零点，构放成入等的 电边荷三Q角在形O，点可产求生出的合场场强强必E与0 E方0等向大水反平向向右，大小E0＝E1 ＝E2，如图所示
1.两个固定的异号点电荷，电量给定但大小不等，用E1和E2分别 表示两个点电荷产生的电场强度的大小，则在通过两点电荷的直
探究问题： （1）金属导体的微观结构如何？
如果将金属导体放入电场中
（2）自由电子怎样移动？ （3）自由电子会在什么地方积聚？
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E
探究问题： （1）金属导体的微观结构子会在什么地方积聚？ （4）电子的积聚会出现怎样的结果？
一、场强叠加原理
如果场源电荷不只是一个点电荷，那么电场强度又是多少呢？
高中物理鲁科版选修3-1课件：第一章 静电场 1.4 电场中的导体
第4讲 电场中的导体
11
借题发挥 电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则 (平行四边形定 则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分 进而把矢量运算转化成代数运算.
解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，
第4讲 电场中的导体
12
针对训练 如图2所示，M、N和P是以MN为直径的半圆 弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷 图2 ) 分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为 E1 ；若将 N点处 的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为(
处产生的电场强度. 图4
第4讲 电场中的导体
19
解析
q1 ＋q1 在 O 点的场强大小为 E1＝k ＝3×105 N/C， 方向由 d 2 2
q2 O 指向 B；－q2 在 O 点的场强大小为 E2＝k ＝ 2.4×105 N/C ， d 2 2 方 向由O指向B；设感应电荷在O点的场强为E3，由静电平衡条件知
处处为零，导体外壳使它内部不受 外部电场 影响的现象.
应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外
面包有一层金属丝网套，高压线路的检修人员要穿屏蔽服
等，都是利用 静电屏蔽 消除外电场的影响.
第4讲 电场中的导体
6
想一想
导体达到静电平衡后，导体内的电荷还在运动吗？
答案
达到静电平衡后，自由电子没有定向移动而
4
二、静电平衡与静电屏蔽 1.静电平衡：导体中(包括表面上)没有电荷 移动 的状态叫
做静电平衡.
特点：(1)导体内部场强 处处为零.(2)导体表面任一点的场强
方向与该处的表面垂直.(3)净电荷只分布在导体的 外表面上 .
11
借题发挥 电场强度是矢量，合成时遵循矢量运算法则 (平行四边形定 则或三角形定则)，常用的方法有图解法、解析法、正交分 进而把矢量运算转化成代数运算.
解法等；对于同一直线上电场强度的合成，可先规定正方向，
第4讲 电场中的导体
12
针对训练 如图2所示，M、N和P是以MN为直径的半圆 弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°.电荷量相等、符号相反的两个点电荷 图2 ) 分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为 E1 ；若将 N点处 的点电荷移至P点，则O点的场强大小变为E2，E1与E2之比为(
处产生的电场强度. 图4
第4讲 电场中的导体
19
解析
q1 ＋q1 在 O 点的场强大小为 E1＝k ＝3×105 N/C， 方向由 d 2 2
q2 O 指向 B；－q2 在 O 点的场强大小为 E2＝k ＝ 2.4×105 N/C ， d 2 2 方 向由O指向B；设感应电荷在O点的场强为E3，由静电平衡条件知
处处为零，导体外壳使它内部不受 外部电场 影响的现象.
应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外
面包有一层金属丝网套，高压线路的检修人员要穿屏蔽服
等，都是利用 静电屏蔽 消除外电场的影响.
第4讲 电场中的导体
6
想一想
导体达到静电平衡后，导体内的电荷还在运动吗？
答案
达到静电平衡后，自由电子没有定向移动而
4
二、静电平衡与静电屏蔽 1.静电平衡：导体中(包括表面上)没有电荷 移动 的状态叫
做静电平衡.
特点：(1)导体内部场强 处处为零.(2)导体表面任一点的场强
方向与该处的表面垂直.(3)净电荷只分布在导体的 外表面上 .
高中物理 1.4电场中的导体课件 鲁科版选修31
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
特别提醒等量同种负点电荷的电场中电场强度大小的分
布规律与等量同种正点电荷的分布规律完全相同,只是电场强度的方向对 应相反罢了。
-9-
第4节 电场中的导体
探究一
探究二
探究三
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
-6-
第4节 电场中的导体
探究一
探究二
探究三
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
由于在 O 点和在无限远处,电场强度最弱(为零),所以,沿着中垂线电场 强度 E 由 O 点向两边是先增大而后减小的。可以证明,当 sin θ= 32时,P 点 的电场强度达最大值。电场强度的方向总是沿中垂线而背离 O 点的。
由平行四边形定则
求合电场强度
-10-
第4节 电场中的导体
探究一
探究二
探究三
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
解析:(1)如图甲所示,A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度方向相同, 由 A→B。
甲 A、B 两点电荷在 O 点产生的电场强度: EA=EB=(������2���������)���2 = 4������������2������。
荷产生的新电场发生了相互抵消,导体内部的合电场强度为零,电荷受电场 力的合力为零。
高中物理1.4 电场中的导体 课件01(鲁科版选修3-1)
1．静电屏蔽的实质 静电屏蔽的实质是利用了静电感应现象，使金属壳内感 应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电 场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场 并存，矢量和为零而已．
2．导体外电荷产生的电场对导体内空腔无影响 如图 1－ 4－ 3 所示，因场源电荷产生的电场与导体球壳 表面上感应电荷在空腔内的合场强为零， 达到静电平衡状态， 对内实现了屏蔽．
1.4 电场中的导体
场强叠加原理
1.基本知识 (1)内容：若有几个点电荷同时存在，它们产生的电场中 任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电
场强度 的矢量和．这个结论叫做场强的叠加原理．
(2)遵循的法则：场强的叠加遵循 平行四边形 定则．
2．思考判断 (1)等量同种电荷连线上，中点场强为零．(√) (2)等量同种电荷连线的中垂线上，从垂足向两侧场强先 增大后减小．(√) (3)在场强叠加区域，电场线可以相交叉．(×)
图 1－ 4－ 3
3．导体内部电荷对导体和导体外部的影响 如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷＋ q.由于静 电感应，导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场 线分布如图 1－4－4(甲)所示，导体不受电场影响，导体外部 受电场影响；当把导体球壳接地后，＋ q 在壳内的电场对外 部空间就没有影响了，此时的电场线分布如图 1－ 4－ 4(乙) 所示．
【答案】 AC
综合解题方略——电场强度的叠加问题
如图 1－4－7 所示， 正电荷 Q 放在一匀强电场中， 在以 Q 为圆心，半径为 r 的圆周上有 a、b、c 三点，将试探电 荷 q 放在 a 点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的场强 大小和方向如何？b、c 两点的场强大小和方向如何？
图 1－4－7
2．导体外电荷产生的电场对导体内空腔无影响 如图 1－ 4－ 3 所示，因场源电荷产生的电场与导体球壳 表面上感应电荷在空腔内的合场强为零， 达到静电平衡状态， 对内实现了屏蔽．
1.4 电场中的导体
场强叠加原理
1.基本知识 (1)内容：若有几个点电荷同时存在，它们产生的电场中 任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电
场强度 的矢量和．这个结论叫做场强的叠加原理．
(2)遵循的法则：场强的叠加遵循 平行四边形 定则．
2．思考判断 (1)等量同种电荷连线上，中点场强为零．(√) (2)等量同种电荷连线的中垂线上，从垂足向两侧场强先 增大后减小．(√) (3)在场强叠加区域，电场线可以相交叉．(×)
图 1－ 4－ 3
3．导体内部电荷对导体和导体外部的影响 如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷＋ q.由于静 电感应，导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场 线分布如图 1－4－4(甲)所示，导体不受电场影响，导体外部 受电场影响；当把导体球壳接地后，＋ q 在壳内的电场对外 部空间就没有影响了，此时的电场线分布如图 1－ 4－ 4(乙) 所示．
【答案】 AC
综合解题方略——电场强度的叠加问题
如图 1－4－7 所示， 正电荷 Q 放在一匀强电场中， 在以 Q 为圆心，半径为 r 的圆周上有 a、b、c 三点，将试探电 荷 q 放在 a 点，它受到的电场力正好为零，则匀强电场的场强 大小和方向如何？b、c 两点的场强大小和方向如何？
图 1－4－7
高中物理第讲电场中的导体课件鲁科版选修
一、电场强度的叠加
电场中的导体
1. 电场强度是矢量，它遵循矢量的特点和运算法则． 2. 某空间中有多个电荷时，该空间某点的电场强度等于所有 电荷在改点产生的电场强度的矢量和． 3．可以根据对称性原理，灵活利用假设法、分割法等特殊方 法进行研究．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例1
电场中的导体
高中物理· 选修3-1· 鲁科版
第一章 静电场
第四讲 电场中的导体
目标定位
电场中的导体
1
知道电场强度的概念和定义式以及叠加原 理，并会进行有关的计算.
2 知道静电平衡状态下电荷的分布规律.
3 了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
预习导学
电场中的导体
一、场强叠加原理 1. 各自 矢量和 想一想：电场强度的合成与力的合成有何相同之处？ 答案：力和电场强度都是矢量，求和时均遵循平行四边形
kq E ' E0 = l 2 （R+ ） 2
方向向左
E′
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 2 长为l的导体棒原来不
电场中的导体 借题发挥
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, 棒上的感应电荷在棒内中点P 处产生的电场强度大小等于 E0
kq l 2 ，方向为________ 左 ． ________ （R + ） 2
EM +EN =E1
E1 =2 EM =2 EN
C.2∶1
目标定位
D.4∶1
预习导学 课堂讲义 对点练习
电场中的导体
1. 电场强度是矢量，它遵循矢量的特点和运算法则． 2. 某空间中有多个电荷时，该空间某点的电场强度等于所有 电荷在改点产生的电场强度的矢量和． 3．可以根据对称性原理，灵活利用假设法、分割法等特殊方 法进行研究．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例1
电场中的导体
高中物理· 选修3-1· 鲁科版
第一章 静电场
第四讲 电场中的导体
目标定位
电场中的导体
1
知道电场强度的概念和定义式以及叠加原 理，并会进行有关的计算.
2 知道静电平衡状态下电荷的分布规律.
3 了解尖端放电、静电屏蔽现象及其应用.
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
预习导学
电场中的导体
一、场强叠加原理 1. 各自 矢量和 想一想：电场强度的合成与力的合成有何相同之处？ 答案：力和电场强度都是矢量，求和时均遵循平行四边形
kq E ' E0 = l 2 （R+ ） 2
方向向左
E′
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 2 长为l的导体棒原来不
电场中的导体 借题发挥
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, 棒上的感应电荷在棒内中点P 处产生的电场强度大小等于 E0
kq l 2 ，方向为________ 左 ． ________ （R + ） 2
EM +EN =E1
E1 =2 EM =2 EN
C.2∶1
目标定位
D.4∶1
预习导学 课堂讲义 对点练习
2013版物理《学习方略》课件(鲁科版选修3-1)1.4电场中的导体
【思路点拨】解答本题应把握以下三点：
【规范解答】选B。带正电的小球A放在不带电的空心球C内， 通过静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电，因此，金属 空心球C和带负电小球B带异种电荷，所以B受C球的吸引往右偏 离竖直方向。而由于空心球C能屏蔽小球B所产生的外部电场， 使小球A不受外电场的作用，故它的位置不变。
【想一想】对于几个点电荷共同形成的电场中的某一点，各个 点电荷产生的电场是否相互影响？怎样计算它们的合场强？ 提示：(1)各个点电荷产生的电场是独立的、互不影响的。 (2)由于场强是矢量,故欲求出各个点电荷在某点受电场力的矢 量和需用平行四边形定则。 (3)利用电场的叠加原理,理论上可计算出任意带电体在任意点 的场强。
2.接地导体的内部电场影响不到导体外部 接地导体的内部电场不影响导体外部，是因为导体外部的感应 电荷都被排斥入地，在只有场源电荷和内壁感应出的异种电荷 的情况下，两部分电荷在导体外部任何一点的场强叠加后的合 场强为零。
如图：如果一封闭的导体球壳内部空间有一点电荷+q。由于静 电感应，导体球壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场线 分布如图甲所示；当把导体球壳接地后，+q在壳内的电场对外 部空间就没有影响了，此时的电场线分布如图乙所示。
静电平衡及其特征 【探究导引】
如图是静电平衡示意图及处于静电平衡状态的鸟笼，请思考以 下问题： (1)置于电场中的导体内部场强如何变化？ (2)置于电场中的导体内部自由电荷移动的动力是什么力？ (3)处于静电平衡状态的导体向场源电荷靠近时，导体上有电 荷移动吗？
【要点整合】 1.静电平衡实质 (1)在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的 定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场 方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强 逐渐减小，直至合场强为零，自由电荷的定向移动停止。 (2)静电平衡时，导体内存在两个电场：外电场E0和感应电荷 在导体内部产生的附加电场E′，在导体内部各位置，附加电 场E′与外电场E0方向相反、大小相等，导体内各位置的合场 强为零，自由电荷所受合力为零。
鲁科版高中物理选修3-1课件 电场中的导体课件4
解析：铜丝编织的衣服起到静电屏蔽的 作用，使人体内部场强为零，故C项正确． 答案：C
创新拓展
静电感应现象中电场的分布 电场的分布最终取决于导体表面电荷的分布特 点，因此分析静电平衡问题时要注意电荷的分布及 变化． 【例4】 如图1－4－13所示，一 导体球A带有正电荷，当只有它存在 时，它在空间P点产生的电场强度的 图1-4大小为EA.在A球球心与P点连线上有 13 一带负电的点电荷B，当只有它存在
静电平衡导体的电荷分布有什么特点？
1．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导 体内部没有电荷． 2．受导体的形状影响，尖锐的位置电荷密度大． 3．“远近端”电荷的电性相反，电量相等． (1)如图1－4－2所示，处于静电平衡状态的导体， 离场源电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电 荷，即“远同近异”．
图1-42 (2)如图1－4－3所示，当把两个或多个原来 彼此绝缘的导体接触或用导线连接时，就可把它 们看做是一个大导体，有些问题中所提到的“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．
图1-43 温馨提示：一个孤立的带电体，在自身所带电 荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的 所有特点．人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过 程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往 往是新导体的远端．
第 4节
电场中的导体
精彩回眸
1．在力学中我们学习过力的合成法则，请同学 们写出互成角度θ的两个共2＋F22＋2F1F2cos θ
2.如图1－4－1所示，分别在 A、B两点放上点电荷Q1＝＋2× 10－14 C和Q2＝－2×10－14 C，在 AB的垂直平分线上有一点C，且 AB＝AC＝BC＝6×10－2 m，试 求：
Qq 解析：(1)由题意可知 F1＝k 2 r F2＝qE
最新高中物理鲁科版选修3-1课件：第1章-第4节 电场中的导体 大赛获奖精美课件PPT
[先填空] 1．内容：若有几个点电荷同时存在，它们产生的电场中任一点的电场强度 等于这几个点电荷各自在该点产生的电场强度的矢量 和．这个结论叫做场强的 叠加原理．
平行四边形 定则． 2．遵循的法则：场强的叠加遵循
[再判断] 1．场强叠加原理仅适用于点电荷共同形成的电场．(×) 2．在场强叠加区域，电场线可以相交叉．(×) 3．等量同种电荷连线上，中点场强为零．(√)
[后思考] 对于几个点电荷共同形成的电场中的某一点，各个点电荷产生的电场是否 相互影响？怎样计算它们的合场强？
【提示】 (1)各个点电荷产生的电场是独立的、互不影响的． (2)由于场强是矢量，故欲求出各个点电荷在某点受电场力的矢量和需用平 行四边形定则． (3)利用电场的叠加原理，理论上可计算出任意带电体在任意点的场强．
[后思考] 什么材料的物体才适合做静电屏蔽器？
【提示】
金属材料的物体才能做静电屏蔽器．静电屏蔽的原理是静电平
衡，只有金属导体才能处于静电平衡状态．
[合作探讨] 如图 145 所示，金属笼中的人在做电击实验．
图 145
探讨 1：为什么笼内的人安然无恙？
【提示】 金属笼达到静电平衡时，内部场强处处为零．笼内不受外部电
3．如图 147 所示，接地金属球 A 的半径为 R，球外点电荷的电荷量为 Q， 到球心的距离为 r.则该金属球上的感应电荷在球心 O 处产生的场强等于( )
图 147 kQ kQ A. r2 － R2 C．0 kQ kQ B. r2 ＋ R2 Q D．kr2
【解析】 静电平衡状态下导体内部场强为零，是由于 Q 和导体上的感应 电荷在导体内部叠加后形成的．因而金属球壳上感应电荷在球心处产生的场强 与 Q 在球心处产生的场强大小相同、方向相反，故感应电荷在球心 O 处产生的 kQ 场强大小为 r2 .故选 D.
2018年高中物理第1章静电场第4节电场中的导体课件鲁科版选修3_1
Q 场强大小 E3＝E2＝k 2，方向沿 y 轴负向；将该正点电荷移到 G a Q 处，该正点电荷在 H 点产生的场强大小 E4＝k ，方向沿 y (2a)2 3kQ 轴正向，所以 H 点的场强大小 E＝E3－E4＝ 2 ，方向沿 y 轴 4a 负向．பைடு நூலகம்
[答案] B
求解场强叠加问题的思路 (1)明确某点的电场的形成数量． (2)根据电场强度的方向的定义，判定各电场强度的方向． (3)运用图解法画出各个场强，运用平行四边形定则进行场强叠 加．
3kQ B． 2 ，沿 y 轴负向 4a 5kQ D． 2 ，沿 y 轴负向 4a
[思路点拨] (1)根据 M、N 两点的负电荷在 G 的场强，利用对称 性确定两负电荷在 H 点的场强． (2)H 点的电场由 M、 N 两点的负电荷和在 G 点的正点电荷 Q 形 成．
[解析] 处于 O 点的正点电荷在 G 点处产生的场强大小 E1＝ Q k 2，方向沿 y 轴负向；又因为 G 点处场强为零，所以 M、N 处 a Q 两负点电荷在 G 点共同产生的场强大小 E2＝E1＝k 2，方向沿 y a 轴正向；根据对称性，M、N 处两负点电荷在 H 点共同产生的
电场强度的叠加 1．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． 场强的叠加遵循平行四边形定则， 如图甲所示．
Q 2．均匀带电球体(或球壳)外各点的电场强度：E＝k 2，式中 r r 是球心到该点的距离(r≫R)，Q 为整个球体(或球壳)所带的电荷 量，如图乙所示．
3．对于比较大的带电体的电场，可把带电体分成若干小块，每 一小块看成一个点电荷，用点电荷电场叠加的方法计算整个带 电体的电场． 4．场强的叠加原理不仅适用于几个点电荷的电场叠加，也适用 于匀强电场和非匀强电场的叠加，都遵从平行四边形定则．
高中物理 1.4 电场中的导体课件 鲁科版选修31
静电平衡的理解
1．静电平衡状态下导体的三个特征 (1)内部场强处处为零． 其本质是指电场强度E0与导体的感应电荷产生的场强E′的 合场强为零，即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． (2)表面附近任一点的场强方向与该点的表面垂直． (3)静电平衡状态下的导体是个等势体，表面是个等势面．
2．导体上的电荷分布规律 (1)导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体的外表面． (2)电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越是尖锐的地 方，电荷的密度越大，外部附近的场强也越强，凹陷部分几 乎没有电荷．
3．静电平衡的两种方式 屏蔽外电场
图示
屏蔽内电场
屏蔽外电场
屏蔽内电场
实现 过程
因场源电荷产生的电场与 导体球壳表面上感应电荷 在空腔内的合场强为零， 达到静电平衡状态，对内
2．静电屏蔽 (1)定义：处于_静__电__平__衡___状态的中空导体壳，内部场强处处 为零，导体外壳使它的内部不受__外___部__电__场__影响的现象． (2)应用：电子仪器和电子设备外面都有金属壳，通信电缆外 面包有一层金属丝网套，高压线路的检修人员要穿屏蔽服等, 都是利用__静__电__屏__蔽___消除外电场的影响． (3)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__金__属__壳__接__地____的方法隔离内部带电体对外界的 影响．
[解析] (1)如图所示，A 点放置正电荷＋q，B 点放置负电荷－ q，O 点为 A、B 连线中点，根据点电荷场强公式：＋q 单独在
O 点产生的场强大小 EA＝krq2，方向向右；－q 单独在 O 点产 2
生的场强大小 EB＝krq2，方向也向右，所以 O 点的合场强 EO 2
物理：1.4《电场中的导体》课件(鲁科版选修3-1)(2019年)
从大将军获王 鉴於人者知吉与凶’ 不识坐而待伐孰与伐人之利 ”吕后复问其次 秦称西帝 卒有秦患 得列城而不敢守也；皆因时而序尊卑 杀略汉千馀人 诚令吴得豪桀 其年 二十一年 小馀八；天下云集响应 贝带 故曰：“制宅命子 此两人深相结 是知伯之祸也 其兵弱 ”乃以宛守为
殷侯 越败吴 多玉石 请割晋之河西八城与秦 革车千乘 事未可知也 ”博士对曰：“闻之 天雨 败数二千石而去 随张王敖之所在 ”欲以求封 脣亡则齿寒 ”遂亡 孝惠六年 范文子请公欲还 槃石裖崖 中国多事 秦军走 使人报吕产及诸吕老人 立惠王弟穨为周王 有隐居卜筮间以全身者
吾股肱也 无息币 孝子不勤劳而见危 务以费 垂都焚 将从海入讨齐 捐朋党之私 日月星辰之神 夫修德以锡符 闽越击南越 则诸侯图鲁矣 未临政 天诱其统 无他言 公与三子入于季氏之宫 下取饮 而复归 穰；王因与其姊翁主奸 故能成其大；无数者同之 永叹喟兮 皆以争事秦说其主 略
闻夏殷欲卜者 忽忘与仲孺言 子釐侯立 天子微 臣恐天下以器雠楚也 偃兵；故营阿房宫为室堂 离兄弟之亲 赵人也 右口脉大而数 君内以鄴为忧 泽及後世 舜何人哉 至吴 恐其有贼心 毁；而敢为大言 唯王使人导送我 其智能公也 秋 诸侯军救钜鹿下者十馀壁 非圣人莫能见 即日车驾西
知我不遭时也 欲放黄帝以上接神仙人蓬莱士 益食兹氏 有黄白云降盖 必居上游 齐重 秦 诏赐金千斤 赵数使人请救 欲伐宋 孔子卒 故齐别郡尽以王悼惠王子：子志为济北王 言不忠信 及孝景帝即位 死不恨矣 而晁氏危矣 ”许之 子幽公宰立 则亡 诸侯春振旅 郢市复 今诸侯服秦 不使
诸子居之 以右北平太守从骠骑将军有功 遂得侍太后 其後越直开道给食 不然 迎卫公子毁於齐 分其地 吾欲有之 信人而奋士 而吏治烝烝 ”桓公曰：“善” 楚上将军项羽将楚卒往救钜鹿 良年少 争冯亭以权 抑秦兵 以为汉相尊 ”淳于髡曰：“弓胶昔幹 不可遂 以公子故 明父子之位
2019_2020学年高中物理第1章静电场第4节电场中的导体课件鲁科版选修3_1
3．人造飞船返回地球经过大气层时，返回舱表面附近形成一个温度高达几千摄氏度 的高温区．高温区内的气体和返回舱表面材料的分子被分解和电离，这时返回舱与 外界的联系会中断，出现这种现象的原因是( ) A．返回舱受到的万有引力消失 B．返回舱为了安全而暂时关闭通信系统 C．返回舱周围高温气体被电离成等离子体，从而对飞船起屏蔽作用 D．返回舱表面温度太高，如同火球，使得航天员看不见外面，外面也看不见返回舱 里面
有同学根据 q1，－q 两点电荷在 O 点的场强分别为＋4krq2和－4krq2，得出该点场强为 零的错误结论，根本原因是把代数和与矢量和混为一谈．
1．如图所示 a、b 是两个点电荷，它们的电荷量分别为 Q1、Q2， MN 是 ab 连线的中垂线，P 是中垂线上的一点。下列哪种情况可能 使 P 点场强方向沿如图所示( ) A．Q1、Q2，都是正电荷，且 Q1＞Q2 B．Q1 是正电荷，Q2 是负电荷，且 Q1＞|Q2| C．Q1 是负电荷，Q2 是正电荷，且|Q1|＜Q2 D．Q1、Q2 都是负电荷，且|Q1|＞|Q2|
连线上各点 最小
沿连线指向负点电荷
沿连线指向中心 O(或相反)
连线的中垂 O 点最大，由 O 向外逐渐变小 O 点最小，由 O 向外先变大后变小
线上各点 垂直于中垂线指向负电荷一侧 由 O 沿中垂线指向外侧(或相反)
对称性 场强大小关于两点电荷连线及连线的中垂线对称
[特别提醒] 若等量同种电荷中垂线上场强最大值的位置未知，则题目任意给定两点 A 和 B，如图所示，则无法比较这两点场强大小．
第1章 静电场 第4节 电场中的导体
学习目标 1.知道电场强度的叠加遵循平行四边形定则，并能用其进
重点难点
行场强叠加运算.
1.场强的叠加.
鲁科版高中物理选修3-1课件 电场中的导体课件3
1.基本知识
教
当
学 方
(1)内容：若有几个点电荷同时存在，它们产生的电场中
堂 双
案
基
设 任一点的电场强度等于这几个点电荷各自在该点产生的电
计
达 标
场强度 的矢量和．这个结论叫做场强的叠加原理．
课
(2)遵循的法则：场强的叠加遵循 平行四边形 定则．
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK ·物理 选修3-1
教
课
学
当
学
堂
方
双
案
基
设
达
计
标
图教 1－4－1
课
飞机在云层与云层之间起飞或着陆时都有可能遭遇雷
前
课
自 击．
主
时 作
导
业
学
菜单
LK ·物理 选修3-1
教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
探
但是当飞机遭遇雷击时，电流可能从雷电云达到飞机头 究
部，纵向流过机身外壳，最后从机尾凌空打到地上或从其中
教 学
一机翼打过另一机翼，横向流过机身．但不管怎样，闪电都
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
●课标解读
探 究
1．能利用平行四边形定则进行场强叠加运算．
教
2．能利用静电平衡的条件解决有关实际问题．
当
学
堂
方 案
3．知道静电屏蔽的实际应用．
双 基
设
达
计
4．鼓励学生学习科学家为科学献身的精神，有将科学服 标
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问题1：为什么带高压电的笼内的人安然无恙 问题2：若在电场中放入导体，会发生什么现象？
现象
gkstk
1、静电平衡
概念：导体中没有电荷的移动的状态。 特点： （1）导体内部场强处处为零，没有电场线（叠加后的）. （2）净电荷分布在导体的外表面，电荷在导体表面的分 布是不均匀的，尖端附近的电荷分布较密，附近的电场 也较强。 （3）对孤立的带电导体，净电荷分布在外表面，导体所
gkstk
3、静电屏蔽的应用
gkstk
1、如图，空心导体一方有一靠近的带有正电的带 电体，当一个重力不计的正电荷 以速度 V水平 飞入空心导体内时，电荷将做（ C） A、向上偏转的类似平抛运动 B、向下偏转的类似平抛运动 C、匀速直线运动 +Q D、变速直线运动
V
+ q
gkstk
2、一带正电的绝缘金属球壳A顶部开孔，有两只带 正电的金属球B、C用金属电线连接，让B球置于球 壳A的空腔中，与内表面接触后又提起到如图所示 位置，C球放在A球壳外离A球较远的位置。 待静电平衡后，下列说法正确的是（ BC ） A. B、C球都带电 B .B球不带电，C球带电 C .让C 球接地后，B球带负电 D.C球接地后，A球壳空腔中场强为零。 C
A
B
gkstk
3、长为L的导体棒原来不带电，将一带 电量为q的点电荷放在距棒左端R处， 如图所示，当达到静电平衡后棒上感应 的电荷 在棒内中点处产生的场强的大小 等于 方向：
k q (R L 2 )
2
R
L
+q
（向左）即指向点电荷
gkstk
带电荷在内部任一处产生的场强矢量和为零。
（4）导体表面任何一点的场强方向与该处的表面垂直。
gkstk
2、静电屏蔽
（1）概念：由于静电感应，可使金属网罩或金 属壳内的场内的场强为零，遮挡住了外界电场 对内部的影响，这种现象叫静电屏蔽 （2）两种情况 导体外部的电场影响不到导体
现象
gkstk
1、静电平衡
概念：导体中没有电荷的移动的状态。 特点： （1）导体内部场强处处为零，没有电场线（叠加后的）. （2）净电荷分布在导体的外表面，电荷在导体表面的分 布是不均匀的，尖端附近的电荷分布较密，附近的电场 也较强。 （3）对孤立的带电导体，净电荷分布在外表面，导体所
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3、静电屏蔽的应用
gkstk
1、如图，空心导体一方有一靠近的带有正电的带 电体，当一个重力不计的正电荷 以速度 V水平 飞入空心导体内时，电荷将做（ C） A、向上偏转的类似平抛运动 B、向下偏转的类似平抛运动 C、匀速直线运动 +Q D、变速直线运动
V
+ q
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2、一带正电的绝缘金属球壳A顶部开孔，有两只带 正电的金属球B、C用金属电线连接，让B球置于球 壳A的空腔中，与内表面接触后又提起到如图所示 位置，C球放在A球壳外离A球较远的位置。 待静电平衡后，下列说法正确的是（ BC ） A. B、C球都带电 B .B球不带电，C球带电 C .让C 球接地后，B球带负电 D.C球接地后，A球壳空腔中场强为零。 C
A
B
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3、长为L的导体棒原来不带电，将一带 电量为q的点电荷放在距棒左端R处， 如图所示，当达到静电平衡后棒上感应 的电荷 在棒内中点处产生的场强的大小 等于 方向：
k q (R L 2 )
2
R
L
+q
（向左）即指向点电荷
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带电荷在内部任一处产生的场强矢量和为零。
（4）导体表面任何一点的场强方向与该处的表面垂直。
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2、静电屏蔽
（1）概念：由于静电感应，可使金属网罩或金 属壳内的场内的场强为零，遮挡住了外界电场 对内部的影响，这种现象叫静电屏蔽 （2）两种情况 导体外部的电场影响不到导体