靜電平衡習(xí)題典型

1、靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體特點與應(yīng)用以靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體為命題點的考題時現(xiàn)于高考卷面，充分表明當(dāng)今高考已無熱點，然而該類命題以其背景的抽象性、知識的綜合性，始終是考生應(yīng)考的難點。高考對靜電平衡內(nèi)容的命題考查主要集中于對導(dǎo)體達到靜電平衡的動態(tài)過程的分析以及對靜電平衡導(dǎo)體特點的把握與運用 .命題綜合性強，背景抽象，常以填空與選擇題型呈現(xiàn)于卷面，能考查學(xué)生的抽象思維能力及嚴密的邏輯推理能力，有較高的區(qū)分度.預(yù)計在 3+x 的理綜測試中仍有可能再現(xiàn).一、靜電平衡導(dǎo)體的特點孤立的帶電導(dǎo)體和處于感應(yīng)電場中的感應(yīng)導(dǎo)體，當(dāng)達到靜電平衡時，具有以下特點：1 .導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零， e 內(nèi)=0.沒有電場線.2 .整

2、個導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面,但導(dǎo)體表面的場強并不一定相同.3 . 導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直，表面場強不一定為零.4 .對孤立導(dǎo)體，凈電荷分布在外表面上，并且電荷的分布與表面的曲率有關(guān)，曲率大的地方電荷分布密.二、用導(dǎo)線連接不同靜電平衡導(dǎo)體或同一導(dǎo)體不同部位時，判斷電流方向的方法1 . 判斷有無電流要看導(dǎo)線兩連接點有無電勢差，判斷電流流向要看兩點電勢高低（電流總是由高電勢點流向低電勢點）2 .一般思路：首先要明確哪個導(dǎo)體是場源電荷，哪個導(dǎo)體是電場中的導(dǎo)體.其次，判明兩不同導(dǎo)體或同一導(dǎo)體不同部位的兩點間電勢的高低，最后確定有無電流產(chǎn)生及電流的流向.例1如圖11-4所示，水平放置的金屬板正

3、上方有一固定的正點電荷q, 一表面絕緣的帶電的小球（可視為質(zhì)點且不影.小響q的電場），從左端以初速度v0滑上金屬板，沿 l-圖 11-4光滑的上表面向右運動到右端，在該運動過程中a.小球做勻速直線運動b.小球做先減速，后加速運動c.小球的電勢能保持不變d.電場力對小球所做的功為零命題意圖：考查對靜電平衡導(dǎo)體特點的理解與應(yīng)用能力 .b級要求.錯解分析：由于受思維定勢的影響，誤選 b,沒有充分考慮到導(dǎo)體的放 入.由于靜電感應(yīng)而導(dǎo)致空間電場的變化因素，思維片面化.解題方法與技巧：水平放置的金屬板處于點電荷 q的電場中而達到靜電平衡狀態(tài)，是一個等勢體，其表面處電場線處處與表面垂直， 故帶電小球（表 面

4、絕緣，電量不變）在導(dǎo)體表面滑動時，電場力不做功，故小球做勻速直線 運動，所以a、c、d選項正確.r圖 11-5例2如圖11-5所示，絕緣導(dǎo)體a帶正電，導(dǎo)體不帶電，由于靜電感 應(yīng)，使導(dǎo)體b的m端帶上負電，而n端則帶等量的正電荷(1)用導(dǎo)線連接m、n,導(dǎo)線中有無電流流過？(2)若將m、n分別用導(dǎo)線與大地相連，導(dǎo)線中有無 電流流過？方向如何?命題意圖：考查對靜電平衡特點及電流產(chǎn)生條件的理解能力.b級要求.錯解分析：對電流形成的條件理解不深刻，誤認為將m、n兩點相連會進行電中和現(xiàn)象，有電流通過.解題方法與技巧：a為帶正電的場源電荷，由正電荷即形成的電場的電 勢分布可知：uaubu地，其中，b是電場中處

5、于靜電平衡的導(dǎo) 體.um=un=ub.當(dāng)用導(dǎo)線在不同位置間連接時，電流定由高電勢流向低電勢， 而在電勢相等的兩點間連接時，則導(dǎo)線中無電流通過 .所以：(1)因為um=un,故導(dǎo)線中無電流.(2)因為um=un=ubu地，所以無論用導(dǎo)線將 m還是n與大地相連， 電流均由導(dǎo)體b流向大地.難點磁場1.一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電細桿mn,如圖11-1所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球丙宣徑上 點的場強大小分別為ea,eb,ec,三者相比圖 11-1a.ea最大b.eb最大c.ec最大d.ea=eb=ec2.在正電荷附近有兩個絕緣導(dǎo)體 m、n,由于靜電感應(yīng)發(fā)生了如圖11-

6、2的電荷分布，當(dāng)用導(dǎo)線將ab兩點聯(lián)接起來時，導(dǎo)線中是否有電流流過，如果有電流，電流的方向是怎樣的？3.如圖11-3所示，面積足夠大的、板間距離為d的兩平行金屬板豎直放 置，與直流電壓為u的電源連接，板間放一半徑為 r (2rrb),分別 有正電荷q與2q.(1)球殼b與a接觸一下后，將b放進a球殼內(nèi)與內(nèi)表面接觸，則 a 的帶電情況是, b的帶電情況是.圖 11-7(2)球殼b與a接觸一下后，將b球殼放進a球殼內(nèi)，使a瞬間接地， 再將b與a的內(nèi)表面接觸，則a的帶電情況是; b球帶電情況是圖 11-66、如圖11-8所示，將一不帶電的空腔導(dǎo)體 a的內(nèi)壁與一外殼接地的靜 電計相連，又將另一個帶正電的

7、導(dǎo)體 b向a移動，最后b與a接觸，此過 程中靜電計指針將會a.b與a未接觸時指針不張開，接觸時變大b.指針一直不張開c.b與a未接觸時指針不張開，接觸時變小d.b與a靠近時指針張開，接觸時張角最大7、如圖11-9所示，兩個相同的空心金屬球 m和n, m帶-q電荷，n 不帶電，旁邊各放一個不帶電的金屬球 p和r （m、n相距很遠，互不影響）， 當(dāng)將帶正電q的小球分別放入m和n的空腔時a.p、r上均出現(xiàn)感應(yīng)電荷b.p、r上均沒有感應(yīng)電荷c.p上有感應(yīng)電荷，而電荷中圖 11-8r上沒有感應(yīng)電荷d.p上沒有感應(yīng)電荷，而 r上有感應(yīng)圖 11-98、如圖11-10所示，一個帶正電的絕緣金屬球殼 a,頂部開

8、一小孔，有兩只帶正電的金屬球 b、c,用金屬導(dǎo)線連接，讓b球置于球殼a內(nèi)的空 腔中，與內(nèi)表面接觸后又提起，c球放置在a球殼外，待靜電平衡后正確的 判斷是a.b、c兩球都不帶電b.b球不帶電，c球帶電（正電）c.讓c球接地后，b球不帶電（帶負電）d.讓c球接地后，a球殼空腔內(nèi)的場強為零圖 11-10圖 11-119、如圖11-11所示，一導(dǎo)體球a帶有正電荷，當(dāng)只有它存在時，它在空間p點產(chǎn)生的電場強度的大小為 ea,在a球球心與p點連線上有一帶負 電的點電荷b,當(dāng)只有它存在時，它在空間 p點產(chǎn)生的電場強度的大小為eb,當(dāng)a、b同時存在時，根據(jù)場強疊加原理，p點的場強大小應(yīng)為a.ebb.ea+ebc. i e