高三物理静电感应、电容器及带电粒子在电场中运动-讲义（学生版）.pdf

静电感应、电容器及带电粒子在电场中运动

课前回顾

1.思考：比较两点电势能高低有什么方法？

2.思考：等量同种电荷形成的电场，从中点沿着中点到无穷远，电场强度的大小如何变化？

2.思考：比较两点电势有哪些途径?

一、静电感应

1.静电平衡

（1）静电平衡：导体中没有电荷定向移动的状态，叫做静电平衡状态．

（2）特征：

①导体内部的场强处处为；（外电场和感应电荷电场的合场强）

②导体是体，表面是等势面；

③导体表面上任一点的场强方向跟表面在该点的切面；

④导体所带的电荷分布在．越尖锐的地方电荷密度越，凹陷的位置几乎没有电

荷．

思考：为什么导体达到静电平衡后，自己是等电势体？

典例剖析

1.不带电的金属导体的内部电荷包括自由电子和金属离子（即金属原子失去自由电子后的剩余

部分），如图所示为导体内部电荷的简化示意图，其中“”表示自由电子，“”表示金属离子．

把导体放到电场强度为的匀强电场中，由于库仑力的作用，导体内部的电荷将重新分布．下图是

同学们画出的四幅图，其中A、B两图描述了导体刚放入电场未达到静电平衡状态时，自由电子和金

属离子的定向运动情况（图中箭头代表它们定向运动的方向）；C、D两图描述了导体达到静电平衡

后，自由电子和金属离子的分布情况．则下图的四幅图中，可能正确的是（）

1

A.B.

C.D.

2.如图所示，一个原来不带电的半径为的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放一个电荷量为的点

电荷，点电荷到金属球的球心距离为．达到静电平衡后，下列说法正确的是（）

A.金属球的左侧感应出负电荷，右侧感应出正电荷

B.点电荷在金属球内产生的电场的场强处处为零

C.金属球最左侧表面的电势高于最右侧表面的电势

D.感应电荷在金属球球心处产生的电场场强大小为

夯实基础

3.一金属容器置于地面上，带电小球用绝缘细线悬挂于容器中，容器内的电场线分布如图所示．容器

内表面为等势面，、为容器内表面上的两点．下列说法正确的是（）

2

A.小球带负电

B.、两点处电势相等

C.同一试探电荷在小球表面的电势能一定大于在点的电势能

D.将同一试探电荷从点沿不同路径移到点，电场力所做的功不同

4.如图所示，一个固定的点电荷的右侧放入两个原来不带电的导体，、、、为导体表面的四个

点，、为导体内部的两个点．在达到静电平衡后，各点的电势分别是、、、、、

；、处的合场强大小分别为和；感应电荷在、处产生的场强大小分别为感和

感，则（）

A.B.感感

C.D.

2.静电屏蔽

（1）由于静电感应，导体外表面感应电荷的电场与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零，

外部电场无法影响导体内部．

（2）由于静电感应，导体壳内表面感应电荷的电场与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠加结果为

零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对外空间没有影响．

典例剖析

5.一个不带电的空心金属球，在它的球心处放一个正点电荷，其电场分布是图中的哪一个（）

3

A.