1、第7節靜電現象的應用1靜電平衡狀態是指處在電場中的導體內的自由電子不再發生定向移動的狀態。2處于靜電平衡狀態的導體是一個等勢體，其表面是等勢面，其內部電場強度處處為零。3尖端放電現象是導體尖端失去電荷的現象。4金屬殼達到靜電平衡時，其內部不受外部電場影響，金屬殼的這種作用叫靜電屏蔽。一、靜電平衡狀態、導體上電荷的分布1靜電平衡狀態導體中(包括表面)自由電子不再發生定向移動，我們就認為導體達到了靜電平衡狀態。2靜電平衡狀態下導體的特點(1)處于靜電平衡狀態的導體，內部電場處處為零。(2)處于靜電平衡狀態的整個導體是一個等勢體，它的表面是一個等勢面。(3)表面處的電場強度不為零，方向跟導體表面垂直

2、。3導體上電荷的分布(1)處于靜電平衡狀態的導體，內部沒有電荷，電荷只分布在導體的外表面。(2)在導體表面，越尖銳的位置，電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷。二、尖端放電和靜電屏蔽尖端放電靜電屏蔽原理導體尖端的強電場使附近的空氣電離，電離后的異種離子與尖端的電荷中和，相當于導體從尖端失去電荷當金屬外殼達到靜電平衡時，內部沒有電場，因而金屬的外殼會對其內部起保護作用，使它內部不受外部電場的影響應用或防止應用：避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設施防止：高壓設備中導體的表面盡量光滑會減少電能的損失應用：電學儀器外面有金屬殼，野外高壓線上方還有兩條導線與大地相連1自主思考判

3、一判(1)處于靜電平衡狀態的導體內部任意兩點間的電勢差為零。()(2)靜電平衡狀態下的導體內部場強處處為零，導體的電勢也為零。(×)(3)因為外電場和所有感應電荷的電場在導體內部疊加的合電場為0，所以處于靜電平衡的導體內部電場處處為0。()(4)避雷針能避免建筑物被雷擊是因為云層中帶的電荷被避雷針通過導線導入大地。(×)(5)用金屬網把驗電器罩起來，再使帶電金屬球靠近驗電器，則驗電器箔片能張開。(×)(6)飛機輪上裝有拖地線，油罐車后面拖條鐵鏈都是把靜電導入大地。()2合作探究議一議(1)如圖1­7­1所示，把一個帶正電的小球放入原來不帶電的金

4、屬空腔球殼內，小球帶不帶電？圖1­7­1提示：不帶電。小球放入金屬空腔球殼內，平衡后，電荷只分布在金屬空腔球殼的外表面。(2)把手機放在不銹鋼快餐杯中并用蓋子蓋住，手機還能接通嗎？如果放在塑料飯盒中呢？試一試并解釋其中的原因。提示：手機放在塑料飯盒中能夠接通，放在不銹鋼快餐杯中不能接通。這是因為不銹鋼快餐杯能夠形成靜電屏蔽，手機無法接收到外界的電磁信號，所以不能接通。對靜電平衡的理解1靜電平衡實質(1)在達到靜電平衡的過程中，外電場引起導體內自由電荷的定向移動使導體兩側出現感應電荷，感應電荷的電場和外電場方向相反，使合場強減小，隨著感應電荷的繼續增加，合場強逐漸減小，直至合

5、場強為零，自由電荷的定向移動停止。(2)靜電平衡的條件：導體內部的合場強為零，即E合0。2靜電平衡狀態的特點(1)處于靜電平衡狀態下的導體的特點導體內部某處感應電荷產生的場強E與周圍原電場場強E大小相等，方向相反，兩者相互抵消，導體內部處處合場強E合為零，但導體表面的電場強度不為零。整個導體是一個等勢體，導體表面是等勢面，但電勢不一定為零。電場線與導體表面垂直。(2)靜電平衡狀態下的導體的電荷分布特點凈電荷都分布在導體的表面，導體內部沒有凈電荷。感應電荷分布于導體兩端，電性相反，電量相等，遠同近異，如圖1­7­2甲所示。圖1­7­2凈電荷在導體表面分布不

6、均勻，導體表面尖銳處電荷分布密集，平滑處電荷分布稀疏，凹陷處幾乎沒有電荷，如圖乙所示。典例在真空中有兩個點電荷A和B，電荷量分別為Q和2Q，相距為2l，如果在兩個點電荷連線的中點O有一個半徑為r(rl)的空心金屬球，且球心位于O點，如圖1­7­3所示，則球殼上的感應電荷在O處的場強的大小為多少？方向如何？圖1­7­3解析根據電場的疊加和靜電平衡，球心O處的合場強為0，即感應電荷的電場強度與A、B兩點電荷在O處所產生的合場強等大、反向，即E感EAEBkk，A、B在O處產生的場強方向向左，所以E感向右。答案方向向右求處于靜電平衡狀態的導體的感應電荷產生的場強

7、的方法是：(1)運用Ek求出外電場場強E外的大小和方向。(2)由于導體處于靜電平衡狀態，則滿足靜電平衡條件E合0。(3)由E外E感0，求出感應電場E感的大小和方向。 1如圖1­7­4所示，在原來不帶電的金屬細桿ab附近P處，放置一個正點電荷，達到靜電平衡后()圖1­7­4Aa端的電勢比b端的高Bb端的電勢比d點的低Ca端的電勢不一定比d點的低D桿內c處場強的方向由c指向b解析：選B首先畫出電場線(如圖所示)，沿電場線方向電勢降低，b點電勢比d點低，B正確；金屬桿ab在靜電平衡后是一個等勢體，a點電勢等于b點電勢，也比d點低，選項A、C均錯誤；靜電平衡后的

8、導體內部場強為零，選項D錯誤。2如圖所示，一個方形的金屬盒原來不帶電，現將一個帶電荷量為Q的點電荷放在盒左邊附近，達到靜電平衡后，盒上的感應電荷在盒子內部產生的電場分布情況正確的是()解析：選C金屬盒內部由于處于靜電平衡狀態，因此內部每點的合電場強度都為0，即金屬盒內的每一點，感應電荷產生的電場的電場強度都與點電荷Q在那點產生的電場的電場強度大小相等、方向相反，即感應電荷的電場線與點電荷Q的電場線重合，但方向相反。靜電屏蔽的兩種情況1靜電屏蔽的實質靜電屏蔽的實質是利用了靜電感應現象，使金屬殼內感應電荷的電場和外加電場矢量和為零，好像是金屬殼將外電場“擋”在外面，即所謂的屏蔽作用，其實是殼內兩種

9、電場并存，矢量和為零。2靜電屏蔽的兩種情況導體外部電場不影響導體內部接地導體內部的電場不影響導體外部圖示實現過程因場源電荷產生的電場與導體球殼表面上感應電荷在空腔內的合場強為零，達到靜電平衡狀態，起到屏蔽外電場的作用當空腔外部接地時，外表面的感應電荷因接地將傳給地球，外部電場消失，起到屏蔽內電場的作用最終結論導體內空腔不受外界電荷影響接地導體空腔外部不受內部電荷影響本質 靜電感應與靜電平衡，所以做靜電屏蔽的材料只能是導體，不能是絕緣體1.將懸掛在細線上的帶正電的小球A放在不帶電的金屬球殼C內(不和球殼內壁接觸)，另有一個懸掛在細線上的帶負電的小球B向C靠近，如圖1­7­5所

10、示，則()圖1­7­5AA往左偏離豎直方向，B往右偏離豎直方向BA的位置不變，B往右偏離豎直方向CA往左偏離豎直方向，B的位置不變DA和B的位置都不變解析：選B不接地的空腔導體可以屏蔽外界電場，接地的空腔導體可以屏蔽內部電場，該題中帶正電的小球A放在不帶電的空心球C內，通過靜電感應，空心球外殼帶正電，內壁帶負電。由于金屬空心球C的外殼和帶電小球B帶異種電荷，所以B受C球的吸引往右偏離豎直方向。而由于空心球C能屏蔽小球B所產生的外部電場，使小球A不受外電場的作用，所以A的位置不變，故正確選項為B。2. (多選)如圖1­7­6所示，帶電體Q靠近一個接地空腔導

11、體，空腔里面無電荷。在靜電平衡后，下列物理量中等于零的是()圖1­7­6A導體腔內任意點的場強B導體腔內任意點的電勢C導體外表面的電荷量D導體空腔內表面的電荷量解析：選ABD靜電平衡狀態下的導體內部場強處處為零，且內表面不帶電，故選項A、D正確。由于導體接地，故整個導體的電勢為零，選項B正確。導體外表面受帶電體Q的影響，所帶電荷量不為零，故選項C不正確。3.導體球殼B帶有正電荷Q，其中心處放有導體球A，用細金屬絲通過B上的小孔與地相連(細金屬絲不與球殼B相碰)，如圖1­7­7所示。則導體球A()圖1­7­7A不帶電B帶正電C帶負電D可

12、能帶正電，也可能帶負電解析：選C球殼B帶正電荷后，附近的大地因靜電感應將帶負電荷，由于導體球A與大地相連，相當于近端，因此，A上也會感應出一定量的負電荷。1處于靜電平衡中的導體，內部電場強度處處為零的原因是()A導體內部無任何電場B外電場不能進入導體內部C所有感應電荷在導體內部產生的合電場強度為零D外電場和所有感應電荷的電場在導體內部疊加的結果為零解析：選D導體內部電場強度處處為零是由于感應電荷的電場與外電場疊加的結果，故D正確。2.一金屬球，原來不帶電，現沿球直徑的延長線放置一均勻帶電的細桿MN，如圖1所示，金屬球上感應電荷產生的電場在球內直徑上a、b、c三點的場強大小分別為Ea、Eb、Ec

13、，三者相比，則()圖1AEa最大BEb最大CEc最大 DEaEbEc解析：選C處于靜電平衡狀態的導體內部場強處處為零，故a、b、c三點的場強都為零。處于靜電平衡狀態的導體內部場強為零是感應電荷產生的電場與外電場疊加的結果，所以感應電荷在球內某點產生的電場的場強與MN在這一點產生的電場的場強等大反向。比較a、b、c三點感應電場的場強，實質上是比較帶電體MN在這三點的場強。由于c點離MN最近，故MN在c點的場強最大，感應電荷在c點的場強也最大。正確選項為C。3在醫療手術中，為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導電材料制成，醫生和護士要穿由導電材料制成的鞋子和外套，一切設備要良好接地，甚至病人身體也要良好

14、接地，這樣做是為了()A除菌消毒B消除靜電C利用靜電 D防止漏電解析：選B醫生和護士要穿由導電材料制成的鞋子和外套是為了將身上的靜電導走，B正確。4(多選)每到夏季，各地紛紛進入雨季，雷雨等強對流天氣頻繁發生。當我們遇到雷雨天氣時，一定要注意避防雷電。下列說法正確的是()A不宜使用無防雷措施或防雷措施不足的電器及水龍頭B不要接觸天線、金屬門窗、建筑物外墻，遠離帶電設備C固定電話和手提電話均可正常使用D在曠野，應遠離樹木和電線桿解析：選ABD表面具有突出尖端的導體，在尖端處的電荷分布密度很大，使得其周圍電場很強，就可能使其周圍的空氣發生電離而引發尖端放電。固定電話和手提電話的天線處有尖端，易引發

15、尖端放電造成人體傷害，故不能使用，選項A、B、D正確，C錯誤。5.如圖2為空腔球形導體(不帶電)，現將一個帶正電的小金屬球A放入腔內，靜電平衡時，圖中a、b、c三點的場強E和電勢的關系是()圖2AEa>Eb>Ec，a>b>cBEaEb>Ec，ab>cCEaEbEc，ab>cDEa>Ec>Eb，a>b>c解析：選D本題有很多同學認為Eb0，所以b0，其實空腔球形導體處于靜電平衡后導體是等勢體，內外表面是等勢面，如圖所示，顯然EaEc>Eb0；再考慮到沿電場線方向電勢降低，可以得到a>b>c0，答案為D。6有一接地

16、的導體球殼，如圖3所示，球心處放一點電荷q，達到靜電平衡時，則()圖3Aq的電荷量變化時，球殼外電場隨之改變Bq在球殼外產生的電場強度為零C球殼內、外表面的電荷在殼外的合場強為零Dq與球殼內表面的電荷在殼外的合場強為零解析：選D當導體球殼接地時，殼內電荷在殼外表面所產生的感應電荷流入大地，這時殼內電荷與殼內表面的感應電荷在殼內壁以外(包含導體殼層)任一點的合場強為零。故選項D正確。7.如圖4所示，A為空心金屬球，B為金屬球，A、B原來不帶電，將另一帶正電荷的小球C從A球開口處放入A球中央，不接觸A球，然后用手接觸一下A球，再用手接觸一下B球，再移走C球，則()圖4AA球帶負電荷，B球帶正電荷B

17、A球帶負電荷，B球不帶電CA、B兩球都帶負電荷DA、B兩球都帶正電荷解析：選B首先帶正電荷的小球C從A球開口處放入A球中央。根據靜電感應現象可知，A球內表面帶負電荷，外表面帶正電荷。用手接觸A相當于把A接地，由大地傳導過來的電子與A球外表面正電荷中和，使A球外表面不帶電，A球外表面電勢為零，此時A球對外起靜電屏蔽作用，A球內的電場不影響外部。用手接觸B時，無電荷移動，B球不帶電。當帶正電荷的C球從A球內移走后，A球內表面所帶的負電荷移至外表面，所以此時A球帶負電荷。由上述可知，選項B正確。8.如圖5所示 ，一導體球A帶有正電荷，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度的大小為EA。在A球球心

18、與P點連線上有一帶負電的點電荷B，當只有它存在時，它在空間P點產生的電場強度大小為EB。當A、B同時存在時，根據場強疊加原理，P點的場強大小應為()圖5AEB BEAEBC|EAEB| D以上說法都不對解析：選D當帶電導體球周圍無其他導體或帶電體存在時，導體球上的電荷將均勻分布在導體球表面。根據題意，均勻分布在導體球上的電荷在P點產生的場強為EA。當把點電荷B放在A球球心與P點的連線上后，雖然導體球所帶的總電荷量未變，但因靜電感應，導體球上的電荷將重新分布，直到再次達到靜電平衡。這時，導體球上的電荷在P點產生的電場強度EA不等于EA。由于點電荷不涉及電荷如何分布的問題，它在P點產生的場強與周圍

19、是否存在其他電荷無關，所以仍為EB。當點電荷與導體球A同時存在時，P點的場強應由EA與EB疊加而成，而不是由EA與EB疊加，這樣就能立即斷定A、B、C三個選項都是不對的。9如圖6所示，一塊光滑鐵板水平放置，在鐵板上方高為h處依次有電荷量為Q和電荷量為Q的兩個點電荷，一個電荷量為q的絕緣小球從鐵板的左端以初速度v0向右運動，并一直沿著鐵板表面到達鐵板的右端，則在小球通過鐵板的過程中()圖6A先減速運動，后加速運動B先加速運動，后減速運動C先減速運動，后加速運動，再減速運動D一直勻速運動解析：選D因為鐵板處于靜電平衡狀態，因此鐵板表面附近的電場強度與鐵板處處垂直，小球在水平方向上不受力，因此一直以

20、速度v0做勻速運動。選項D正確。10.如圖7所示，xOy平面是無窮大導體的表面，該導體充滿z<0的空間，z>0的空間為真空。將電荷量為q的點電荷置于z軸上zh處，則在xOy平面上會產生感應電荷。空間任意一點處的電場皆是由點電荷q和導體表面上的感應電荷共同激發的。已知靜電平衡時導體內部電場強度處處為零，則在z軸上z處的電場強度大小為(k為靜電力常量)()圖7Ak BkCk Dk解析：選D設點電荷為正電荷(不影響結果)，則導體表面的感應電荷為負電荷。如圖所示，設所求點為A點，取其關于xOy平面的對稱點為B，點電荷在A、B兩點的場強大小分別為E1、E2，感應電荷在A、B兩點的電場強度的大

21、小分別為EA、EB。由題意，B點的合場強為零，EBE2，由對稱性，EAEB，故A點場強為EEAE1。11.如圖8所示，在玻璃管中心軸上安裝一根直導線，玻璃管外繞有線圈，直導線的一端和線圈的一端分別跟感應圈的兩放電柱相連。開始，感應圈未接通電源，點燃蚊香，讓煙通過玻璃管冒出。當感應圈電源接通時，玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓，立即可以看到，不再有煙從玻璃管中冒出來了。過一會兒還可以看到管壁吸附了一層煙塵。請思考這是什么原因。圖8解析：當感應圈電源接通時，玻璃管中的導線和管外線圈間就會加上高電壓，形成強電場。含塵氣體經過電壓靜電場時被電離。塵粒與負離子結合帶上負電，在強電場中受靜電力作用

22、偏轉后被吸附在帶正電的管壁上。答案：見解析12.如圖9所示，長為l的金屬桿原來不帶電，在距其右端d處放一個電荷量為q的點電荷。圖9(1)金屬桿中點處的電場強度為多少？(2)金屬桿上的感應電荷在桿中點處產生的電場強度為多大？解析：(1)金屬桿處于靜電平衡狀態，其內部場強處處為零。因此，金屬桿中點處的電場強度為0。(2)點電荷q在金屬桿中點處產生的場強E點kkq/2，方向水平向左。由于桿中點處的場強為零，所以感應電荷在桿中點處產生的場強與點電荷在該處產生的場強大小相等，方向相反，所以，感應電荷在桿中點處產生的場強大小E感E點kq/2。答案：(1)0(2)kq/2對爸爸的印象，從記事的時候，就有了，

23、他留給我的印象就是沉默少言的，但是臉上卻始終有微笑，不管家里遇到了什么樣的困難，只要有爸爸在，一切都能夠雨過天晴的，小時候，家里很窮，可是作為孩子的我們（我和哥哥），卻很幸福。爸爸從來不會因為缺錢，而讓我們感覺得些許的拮據和緊張，哪怕的低三下氣的問人借錢，爸爸都會按時給我們交了學費，從來都不會給我們兄妹倆拖欠學費。爸爸閑下來的時候，就會給我和哥哥講他們生活的那個年代，很苦很累，還經歷過自然災害，窮的時候，連飯都吃不飽。在我的印象里，最深的一件事情就是過年的時候，不管這一年錢賺的多還是少，爸爸總會讓媽媽帶著我和哥哥去買新衣服，當然了，媽媽也必須買新的，唯有爸爸，他是家里面唯一一個可以穿舊衣服過新

24、年的人，這就是我關于爸爸的兒時的印象，他愛家人，從來不肯委屈自己的妻子和孩子。成長歲月里的爸爸在我們漸漸成長的的歲月里，作為孩子，我們都有了自己的認知和想法，青春期的叛逆，我們也給爸爸惹了不少禍，但是，不管我們闖的禍有多大，最后都是爸爸出面，來擺平解決一切。在這個漸漸懂事的過程中，爸爸扮演著一位良師的角色，事情過后，爸爸也會趁機好好的教育我們，讓我們懂得，我們做的是對的，值得鼓勵的，還是不對的，今后需要去改正的。爸爸在社會上經歷的多了，懂得的道理也比我們多很多。我們是在跌跌撞撞的認知中去探索這個社會，而爸爸就是這條探索道路的指明燈！在我們長大的青春光陰里，我們在爸爸身上看到了責任、懂得了承擔的

25、重要性！爸爸，在我們的生活中，必不可少，他讓我們（大哥和我）擁有了正確的人生觀和價值觀，他教會了我們如何看待這個世界，如何去更好的創造自己想要的生活！漸漸上了年紀的爸爸：我只想用“漸漸上了年紀”來形容現在的爸爸，不想要用已經“老去”來形容爸爸。沒錯，歲月是真的很無情的，不知不覺間，爸爸的眼角多了些許的皺紋，額頭的皺紋也不自覺的來向他報到了，爸爸再偉大，也終究抵不過歲月的蹉跎。兩角鬢白的爸爸，讓我們看著多了很多的心疼，一向雷厲風行、無所不能的爸爸，漸漸地，變得老了，特別是當我們都成家以后，爸爸也算是把他一生最重要的任務也都完成了，上了年紀的爸爸，更多的心思，留在了媽媽的身上，一路走來，是媽媽的陪

26、伴和默默的奉獻，才讓爸爸能夠在外工作的時候，毫無雜念！媽媽，就是爸爸最為堅強的后盾，而我們，是爸爸努力奮斗的最大動力，如今，爸爸漸漸地老了，作為兒女，我們無法讓時光倒流，能做的就是多陪伴他們，讓他們的晚年生活能夠幸福！爸爸的一生，都在付出，為了家和家人而付出，如今的我們，都已經成家，更加體會到了為人父母的心酸苦楚，我們能做的就是常回家看看！讓父母不感到孤獨！我們都是母親身上掉下來的一塊肉，我們跟母親之間的關系，血濃于水，彼此間的那種愛，是神圣而又不可侵犯的，是媽媽給了我們生命，也是媽媽無怨無悔的把我們撫養成人，在我們成長的過程中，不管是好還是不好，媽媽都一味的去包容，去引領著我們我和媽媽的溫情

27、小生活，母愛，總是那么的偉大！都說慈母多敗兒，其實啊，母親在我們的生活著，扮演著不可或缺的角色，沒有母親的無私奉獻，又怎會有我們的今天呢？更多的時候，是我們忽略了母親的重要性，甚至是把母親對我們的關心和愛護變成了理所當然！其實啊，也是因為我們從出生的時候，就擁有了母親的愛，也就變得不那么的珍惜了！我覺得，我們生活在這個世上，更要好好地對待我們的母親，在我的記憶深處，母親總是很慈祥的，她也有屬于她自己的小憂愁，但是，卻從來都不會讓我們知道，不管生活中，遇到了什么困難或者坎坷，她總是自己一個人想辦法面對和解決！以至于曾經的我一直覺得母親是萬能的，沒有什么困難事情是母親不能解決的！兒時記憶中，最深刻

28、的一件事情就是那年的的大冬天，下了很厚很厚的雪，我跟哥哥上學的地方是需要騎著自行車去的，媽媽早早的叫醒了我和哥哥，并且告訴我們下大雪了，路上滑，要早點出發，路上慢一點走，當我們吃了早飯準備出發的時候，媽媽也跟著一起出發了。大冬天的，天黑黑的，母親拿著手電筒，給我和哥哥照明，因為下了雪，有的路段不好走，我們就推著自行車，一路上有說有笑的，時不時的哥哥還會調皮一下，就這樣，母親拿著照明燈，一路護送我和哥哥到了學校，現在回想起來曾經的歲月，滿滿的回憶，滿滿的溫暖！不知不覺間，我們就都長大了，哥哥也成家了，有自己的孩子，媽媽看著我們生活幸福，她也就是開心滿足了，可是，歲月卻是那么的無情，不知不覺間，媽

29、媽的眼角就多了些許的皺紋，她在歲月的淘洗中，漸漸地老去了！她沒有多么偉大的理想，唯一的希望，就是我們都能夠生活的健康，平安，快樂，幸福！母親，從來都不曾奢望我們能夠有多么大的豐功偉績，最大的心愿就是我們平安快樂，她的一生心血，都在我們這些孩子身上，而對于她自己，似乎總是少了很多的關心，作為兒女，長大后的忙碌，確實忽略了對母親的愛，當我們真正的意識到母親老去的時候，歲月一晃已經過去了幾十年！母愛，雖然平凡，但是卻很偉大，我跟媽媽的溫情小生活，那些記憶中的點滴，一直縈繞在腦海中，讓我感受到幸福，感受到溫暖！愛你，親愛的媽媽，愿你生活幸福，健康平安！其實也就是平凡的一年，和往常相比較，也沒有太多的區別，唯一的不同就是自己就業了，不再是學生了，也不再是那個向父母伸手就要錢的小姑娘了！步入社會的自己，很開心，同時也很緊張，畢竟社會才是一個真正的大染缸，才能