高考复习专题--静电平衡及电容

高考复习专题--静电

平衡及电容

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

授课教案

教学标题静电平衡;电容器

教学目标1静电平衡状态下导体特点与应用;2电容器问题分析

教学重难点静电平衡状态下导体特点; 电容器动态问题分析

上次作业检

查

授课内容：

1. 静电感应

E中，由于导体内的自由电子在外电场力作用下重新分把金属导体放在外电场

外

布的现象叫作静电感应。（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）。

由带电粒子在电场中受力去分析。静电感应可从两个角度来理解：

①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；

②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动。

2. 静电平衡

（1）静电平衡

E

增大到与原电场等大时，导体内合场强为零，自由电子定向移动停止，这时附

的导体处于静电平衡状态。

注意：没有定向移动不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。

（2）处于静电平衡状态下的导体的特点

①内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。②整个导体是等势体，表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。（因为假如导体中某两点电势不相等，则这两点有电势差，那么电荷就会定向运动）

③表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直；（因为假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导体上的电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了）

④净电荷分布在导体的外表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大。

3. 尖端放电

（1）空气的电离：使分子的正负电荷分离的现象。

（2）尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。

4. 静电屏蔽

（1）定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内场强保持为零，外电场对壳内的仪器也不会产生影响的现象。

（2）静电屏蔽的两种情况及本质

①导体内部不受外部电场的影响。

②接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。

本质：两种情况中，屏蔽的本质是静电感应，使得某一部分空间场强为零，不受电场影响。

5电容器的动态分析的两种情况

(1)定电压问题：平行板电容器充电后,继续与电源的两极相连,因此两极板间的电压不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、Q、E的变化。(U不变) C= Q= E=

(2)定电量问题：平行板电容器充电后,切断与电源的连接,因此电容器带电荷量Q不变,当电容器的d、S、ε变化时,将引起电容器的C、U、E变化。(Q不变)

C= U= E=

例题1、如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为

θ．（）

A．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大

B．保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变

C．断开S，将A板向B板靠近，则θ增大

D．断开S，将A板向B板靠近，则θ不变

例题2、如图所示，让平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度,若不改变两极板带的电量而减小两极板间的距离，同时在两极板间插入电介质，那么静电计指针的偏转角度（）

A、一定减小

B、一定增大

C、一定不变

D、可能不变

（多出部分见背面或另附纸张）作业：学生课堂表现：

学生自我收

获

例1 长为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为＋q 的点电荷放在距导体棒左端R处，如图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于________，方向________。

例 2 将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不与球接触），另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有（）

A. A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向

B. A的位置不变，B向右偏离竖直方向

C. A向左偏离竖直方向，B的位置不变

D. A和B的位置都不变

1：在一个导体球壳内放一个电荷量为＋Q的点电荷，如下图所示，用E表示球壳外任一点的场强，则（）

A. 当＋Q在球壳中央时，E＝0

B. 不论＋Q在球壳内何处，E一定为零

C. 只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0

D. 只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处，E＝0

2. 如图所示，A是带正电的球，B为不带电的导体，A、B均放在绝缘支架

上，M、N是导体B中的两点。以无限远处为电势零点，当导体B达到静电平衡后，说法错．误．的是（）

A. M、N两点电场强度大小关系为E M＝E N＝0

B. M、N两点电势高低关系为φM＝φN

C. M、N两点电势高低关系为φM＞φN＞0

D. 感应电荷在M、N两点产生的电场强度E M′＞E N′

3. 如图中是一块宽大的接地金属板的截面。在板的右侧面附近的P点有一带+q的固定的点电荷，当金属板处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（）

A. 板的左侧面上分布有正的感应电荷，而右侧面上分布

有负的感应电荷

B. 感应电荷在板上任何一点的电场强度方向都是由P点

指向该点

C. 接地线断开后，板上各点电势仍等于地电势

D. 板内离P点最近的一点，合场强最大

4. 如图所示，Q带负电荷，导体P在a处接地，下列说法中正确的是（）

A. 导体P的a端带正电荷，b端不带电

B. 导体P的a端不带电荷，b端带负电荷

C. 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，且正、负电荷的电荷量相等

D. 导体P的a端带正电荷，b端带负电荷，正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量

5. 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的细杆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E a、E b、E c，三者相比（）

A. E a最大

B. E b最大

C. E c最大

D. E a＝E b＝E c

6. 如图所示，一个不带电的表面绝缘的导体P正在向带正电的小球Q缓慢靠近，但不接触，也没有发生放电现象，则下列说法中正确的是（）

A. B端的感应电荷为负电荷

B. 导体内场强越来越大

C. 导体上的感应电荷在C点产生的场强始终大于在B点产生的场强

D. C、B两点的电势始终相同

7．如图1－7－14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．E a＝E b＞E c，φa＝φb＞φc

C．E a＝E b＝E c，φa＝φb＝φc

D．E a＞E c＞E b，φa＞φb＞φc