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电场中的导体总结

来源:小奈知识网
第三节 电场中的导体

知识要点:

1、金属导体的特征:由做热振动的正离子和在它们之间做无规则热运动的自由电子组成。 2、静电感应:金属导体在靠近某带电体时,金属导体里的自由电子受到带电体的作用而发生重新分布,使金属导体的两个端面出现等量的异种电荷,这种现象叫做静电感应。由于静电感应而使导体两端出现的等到量异种电荷叫感应电荷。

3、静电感应产生的原因:将导体放入电场中,导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动,使导体两端分别出现等量异种电荷,故导体中的自由电荷受到电场力的作用是产生静电感应的原因。

4、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。 5、导体处于静电平衡状态的特点: ⑴导体内部的场强处处为零;

⑵净电荷只分布在导体的外表面上,导体内部没有净电荷; ⑶整个导体是一个等势体,导体表面是一个等势面。

说明:净电荷是指导体内正负电荷中和后所剩下的多余电荷。

6、在分析静电感应过程时应明确:⑴对金属导体,在电场力作用下发生定向移动的是自由电子而正离子并不定向移动;⑵由于电子定向移动在导体两端出现等量异种电荷,故感应电荷在导体中要产生附加电场;⑶导体达到静电平衡时,内部场强处处为零的本质为:外电场和感应电荷的电场的合电场为零。

7、静电屏蔽现象是指金属网罩内不受外界电场的影响。如果把金属网罩接地还可以使网罩内的带电体对外界不发生影响。

说明:在静电屏蔽现象中,金属网罩可以使罩内不受外电场的影响,但并不是在网罩内没有外电场,而是金属罩上产生的感应电荷的电场与外电场抵消,从而使外电场不对网罩内产生影响。

典型例题

例1一金属球,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Ea、Eb、Ec, a b c M N 三者相比( )

A Ea最大; B Eb最大; C Ec最大; D Ea=Eb=Ec。 例1图

例2在开口的绝缘金属壳A的内部,有一带正电的小球Q,球壳外用绝缘丝线吊有一带负电的小球B,如图所示,在下列四种情况中,B球受到A的作用力吗?若受A的作用,是吸引力还是排斥力?

⑴Q不跟A接触,如图a所示; ⑵Q跟A接触,如图b所示;

⑶Q不跟A接触,但A接地,如图c所示;

⑷Q不跟A接触,A先接地然后断开,再取走Q。

A A A B Q B Q B Q a b c 例2图

(参考答案:例1:C;例2:⑴B球受A球的吸引力而向右偏;⑵B球受A球的吸引力而向右偏;⑶B球不受A球的作用力;⑷B球将受到排斥力而向左偏。)

练习题:

1、用一个带负电荷的物体,可以使另一个不带电导体( ) A 只能带正电; B只能带负电;

6

C 既可带正电,也可带负电; D 无法使其带电。

2、有一绝缘空心金属球A,带有4×10-6C的正电荷,一个有绝缘柄的金属小球B,带有2×10-6C的负电荷,若将B球跟A球的内壁相接触,静电平衡后,A球上的带电量为_______C,B球上的带电量为________C,电荷分布在____________。

3、一个带电金属球,当它带的电量增加后(稳定),其内部场强( ) A 一定增强; B 一定减弱; C 可能增强也可能减弱; D 不变。

4、手拿不带电金属棒靠近带正电的验电器,那么验电器的金箔张开的角度( ) A 因金属棒本来不带电,所以张角不变;

B 因为金属棒即使有感应电荷,也要通过人体导入地球上,所以张不变;

C 因为金属棒上感应电荷是等量异种电荷,对验电器的作用抵消,所以张角不变; D 略有减小,因为金属棒感应有负电荷。

5、如图所示,在+Q形成的电场中有两个相互接触的金属 Q A B 导体A和B,均放在绝缘支座上,若先将+Q移走,再把A、B 分开,则A_______电,B_______电;若先将A、B分开,再

移走+Q,则A_______电,B_______电。 5题图

6、如图,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q -Q +2Q 和+2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半 A O B 径为r 的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应

电荷在O点处的场强大小为___________,方向__________________. 6题图

7、如图所示,左边是一个原先不带电的导体,右边是后来靠近导体的带正电金属球,若用绝缘工具沿图示中某条虚线将导体切开,将导体分为A、B两部分,所带电量的绝对值分别为QA、QB,则下列结论正确的有( )

A 沿图中虚线d切开,A带负电,B带正电,且QA > QB; B + C B 只沿虚线b切开才有A带正电,B带负电,且有QA = QB; d C沿图中虚线a切开,A带正电,B带负电,且QB > QA; a D 沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,并有 A b QA = QB的结论,且每部分带电量的多少与所切的位置无关;

E 沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,并有 7题图 QA = QB的结论,但每部分带电量的多少与所切的位置有关;

7

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