電場中的導(dǎo)體 省賽獲獎

問題1：為什么帶高壓電的籠內(nèi)的小鳥安然無恙問題2：若在電場中放入導(dǎo)體，會發(fā)生什么現(xiàn)象？第四節(jié)電場中的導(dǎo)體靜電場中的導(dǎo)體（金屬）＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋金屬金屬導(dǎo)體內(nèi)部包含有大量的自由電子，當(dāng)導(dǎo)體未帶電或未受到外電場作用時，這些自由電子在金屬導(dǎo)體內(nèi)作無規(guī)則熱運動。使得其內(nèi)部的自由電子與正電荷彼此中和，因此呈電中性。＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋如果將金屬導(dǎo)體放在外電場中，會出現(xiàn)什么情況呢？以勻強(qiáng)電場為例＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋在外電場作用下，金屬導(dǎo)體中的自由電子將沿外電場反向作定向運動，這樣自由電子必在導(dǎo)體的一端堆積起來，結(jié)果使導(dǎo)體的一端因多余電子而帶負(fù)電，而另一端因缺少電子而帶正電——靜電感應(yīng)。＋＋＋＋＋＋－－－－－－這種電荷在兩端的堆積是否會永遠(yuǎn)進(jìn)行下去嗎？不會!!因為在兩端堆積的正負(fù)電荷也要激發(fā)電場,在導(dǎo)體內(nèi)所激發(fā)的電場與外電場方向相反.開始時，隨著兩端電荷的不斷累積，不斷變大最終,＋＋＋＋＋＋－－－－－－

此時，導(dǎo)體內(nèi)部電場強(qiáng)度處處為零，＋＋＋＋＋＋－－－－－－當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部和表面無自由電荷的定向移動時，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。二、導(dǎo)體靜電平衡的條件:一.導(dǎo)體的靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)任一點場強(qiáng)處處為零，表面上場強(qiáng)垂直于導(dǎo)體表面三、靜電屏蔽由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場內(nèi)的場強(qiáng)為零，遮擋住了外界電場對內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫靜電屏蔽。導(dǎo)體外部的電場影響不到導(dǎo)體內(nèi)部;接地導(dǎo)體內(nèi)部的電場影響不到導(dǎo)體外部兩種情況3、靜電屏蔽的應(yīng)用1、如圖，空心導(dǎo)體一方有一靠近的帶有正電的帶電體，當(dāng)一個重力不計的正電荷以速度V水平飛入空心導(dǎo)體內(nèi)時，電荷將做（）A、向上偏轉(zhuǎn)的類似平拋運動B、向下偏轉(zhuǎn)的類似平拋運動C、勻速直線運動D、變速直線運動+Q+qVC3、長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，將一帶電量為q的點電荷放在距棒左端R處，如圖所示，當(dāng)達(dá)到靜電平衡后棒上感應(yīng)的電荷在棒內(nèi)中點處產(chǎn)生的場強(qiáng)的大小______等于

方向：

+qRL（向左）即指向點電荷三、點電荷的電場電場強(qiáng)度的疊加點電荷Q在真空中形成的電場中，不同點的場強(qiáng)是不同的，那么場強(qiáng)的大小由什么因素決定？

[解析]在點電荷Q形成的電場中，在距離Q為r的P點放一試探電荷qF=kQqr2根據(jù)庫侖定律，q受到的庫侖力的大小:E=Fq=kQr2又由電場強(qiáng)度的定義可得出P點的場強(qiáng)E的大?。?、點電荷的電場大?。哼m用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用q是檢驗電荷，E與q無關(guān)Q是場源電荷，E與Q成正比2、和的區(qū)別：例、關(guān)于……①和……②，下列說法中正確的是（

）（1）①式中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中電荷的電量（2）①式中，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場電荷的電量（3）②式中，Q是放入電場中的電荷的電量（4）②式中，Q是產(chǎn)生電場的電荷的電量

A、（1）（3） B、（2）（3）C、（1）（4）

D、（2）（4）C如果有幾個點電荷同時存在，在幾個點電荷共同形成的電場中，如何求某點的場強(qiáng)？

電場的疊加:

在幾個點電荷共同形成的電場中，某點的場強(qiáng)等于各個電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和，這叫做電場的疊加原理。電場疊加的方法跟求合力的方法相同1、物體在水平方向受到的拉力為F1，推力為F2,求這兩個力的合力？F1F21、如圖，正點電荷Q1和Q2在同一直線上，相距為2r,A、B與Q2的距離分別為r和2r.求A、B兩點的電場強(qiáng)度。Q1Q2BA1、如果Q2為負(fù)點電荷，則B的的電場強(qiáng)度？Q1Q2B+Q1-Q2P

1）

如圖，P點的場強(qiáng)，等于+Q1在該點產(chǎn)生的場強(qiáng)E1和-Q2在該點產(chǎn)生的場強(qiáng)E2的矢量和。

.E1E2EQrPrQP2）、一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在外部產(chǎn)生的電場與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同++++++++++++++例：如圖所示，三個完全相同的的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三個頂點上，a和c帶正電，a所帶電量的大小比b小。已知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段的一條來表示，它應(yīng)是［］

A.F1B.F2

C.F3D.F4cabF4F3F2F1D如圖，在x軸上的x=-1和x=1兩點分別固定電荷量為-4Q和+9Q的點電荷。求：x軸上合場強(qiáng)為零的點的坐標(biāo)。并求在x=-3點處的合場強(qiáng)方向。1-10-4Q+9Q

答案：x=-5，向右正電荷的場強(qiáng)方向為背離正電荷；負(fù)電荷的場強(qiáng)方向為指向負(fù)電荷。如圖所示，半經(jīng)為r的硬橡膠圓環(huán)上帶有均勻分布的正電荷，其單位長度上的帶電量為q，現(xiàn)截去環(huán)上一小段AB，AB長為l(l<<r),則剩余部分在圓心O處產(chǎn)生的場強(qiáng)多大？方向如何？【解析】利用圓環(huán)的對稱性，可以得出這樣的結(jié)果，即圓環(huán)上的任意一小段在圓心處所產(chǎn)生的電場場強(qiáng)，都與相對應(yīng)的一小段產(chǎn)生的場強(qiáng)大小相等，方向相反，相互疊加后為零．由于AB段被截掉，所以，本來與AB相對稱的那一小段所產(chǎn)生的場強(qiáng)就成為了小段可以當(dāng)成點電荷，利用點電荷的場強(qiáng)公式可求出答案．

如圖，在真空中有兩個點電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它們相距0.1m。求電場中A點的場強(qiáng)。A點與兩個點電荷的距離r相等，r=0.1m。

Q2AQ1=2E1cos60°r22kQ1cos60°=代入數(shù)值得：E=2.7×104N/C合場強(qiáng)E的大小為

E=E1cos60°+E2cos60°解：點電荷Q1和Q2的電場在A點的場強(qiáng)分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖中所示。合場強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上，此平分線跟Q1和Q2的連線平行。E1E2E2、一帶正電的絕緣金屬球殼A頂部開孔，有兩只帶正電的金屬球B、C用金屬電線連接，讓B球置于