1-4电场中的导体

1-4电场中的导体
【学习目标】
1.知道静电感应产生的原因；知道静电平衡状态，能应用场强叠加原理解释静电平衡状态。

2.知道当导体处于静电平衡状态时，导体具有的特征；知道静电屏蔽及其应用。

【学习重、难点】
静电平衡状态与静电屏蔽
预习案（10分钟）
【知识链接】
1.金属导体的微观结构：
金属导体是由大量金属原子组成，金属原子可看成由两部分构成：一是原子核最外层价电子；二是剩余部分（原子核与内层电子）----通常称为原子实或称为正粒子。

原子实（正粒子）是不能自由移动的，最外层价电子离原子核较远，原子核对其引力较小，即使在常温下也很容易挣脱原子核对它们的束缚，而在金属内自由移动----故称为自由电
子。

2. 电场的叠加：
若空间如果同时存在几个电场，这些电场会叠加在一
起形成复合电场，复合电场中某点的电场强度等于这
几个电场在同一位置场强的矢量和。

【自学指导】
阅读教材P22-23页，回答下列问题
一、静电平衡
1.静电感应现象：处在外电场中的导体，导体内的会受到电场力的作用而沿电场力方向定向移动，从而会使导体两端出现电荷的现象。

2.静电平衡：
（1）定义：导体中（包括表面上）没有电荷的状态。

（2）特点：
①导体内部场强处处为
②导体表面任意一点的场强方向与该处的导体表面
③净电荷只分布在导体的。

二、静电屏蔽
1.定义：处于状态的中空导体（金属壳、金属网罩），内部场强处处为零，这样，导体外壳使它内部不受影响的现象。

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，都是利用来消除外电场的影响。

【互动探究】
一、处在外电场中的导体是如何达到静电平衡的？
（静电感应的过程分析）二、处于静电平衡的导体有哪些特点：
三、两种静电屏蔽
1.外屏蔽——一个不接地的空腔导体可以屏蔽外电场；
2、静电全屏蔽——一个接地的空腔导体（或金属网罩）可以同时屏蔽内、外电场。

例1.如图所示，求导体内感应电荷在导体中心的O点产生的电场强度。

例2.如图所示，金属球壳的内外表面分别用C 、D 表示，B 球与金属球壳内表面紧密接触，金属小球A 原来带正电，金属球壳与金属小球B 原来不带电，当用一根导线将A 、B 两球连接时，下列判断正确的是（ ）
A. A 与B 带正电，C 球带负电，D 带正电
B. D 带正电，A 带正电，B 与C 不带电
C. 只有A 带正电，其它均不带电
D. A 带正电，D 带负电，B 与C 不带电 【当堂检测】
1.如图所示，A 、B 是两个大小不等，都在上端有开口的金属导体，有绝缘支架，C 是带有绝缘柄的金属小球，A 带正电。

C 从A 上取电荷，并且全部都给B ，方法是C 与A 的________壁接触后，再与B 的______壁接触（填内、外）。

2.有一接地的导体球壳，如图所示，球心O 处放一点电荷q ，达到静电平衡时，则（ ） A.q 的电量变化时，壳外电场随之改变 B.q 在壳外产生的电场强度为零
C.球壳内外表面的电荷在壳外的场强为零
D.q 与壳内表面的电荷在壳外的合场强为零
3.如图所示，A 带正电，若原不带电的导体C 端接地， (1) B 、C 端各带什么电荷？
(2)若此时断开C 与地的连线，B 、C 端带什么电荷？
(3)整个导体净余什么电荷？
(4)若B 端接地，整个导体净余什么电荷？
训练案
1.电工穿的高压作业服是用铜丝编织的，下列说法正确的是（ ） A.铜丝编织的衣服不易拉破
B.电工被铜丝衣服所包裹，体内场强不为零
C.电工被铜丝衣服所包裹，体内场强为零
D.铜丝电阻小，能对人体起保护作用
2.如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，A 、B 是导体内部的两点，导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（ ） A.A 、B 两点场强相等，且都为零 B.A 、B 两点场强不相等
C.感应电荷在A 点产生的场强比在B 点产生的小
D.感应电荷在A 点产生的场强比在B 点产生的大
3.如图所示，空心导体上方有一靠近的带正电的带电体，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（ ） A.向上偏转的类平抛运动 B.向下偏转的类平抛运动
C.匀速直线运动
D.变速直线运动
4.一个不带电的空心金属球，在它的球心放一个正点电荷，其电场分布是图中 ( )
5.如下图，正点电荷Q 的电场中，A 点场强为100N ／C ，C 点场强为36N/C ，B 是AC 的中点，则B 点的场强大小为________N ／C ．
6. 如图所示，在孤立点电荷+Q 的电场中，金属圆盘A 处于静电平衡状态，若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内，试在圆盘A 内做出由盘上感应电荷形成的感应电场的三条电场线（用实线表示电场线，要求严格作图。

）
7. 如图，在真空中有两个点电荷A 和B ，电量分别为－Q 和＋2Q ，它们相距L ，如果在两点电荷连线的中点O 有一个半径为r （2r ＜L ）的空心金属球，且球心位于O 点，求球壳上的感应电荷在O 点处的场强大小方向．。