高中物理 第1章 静电场 第4节 电场中的导体课堂互动教案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教案VIP专享VIP免费

第4节电场中的导体课堂课堂互动三点剖析一、场强叠加原理1.同一直线上的场强叠加时，方向相同的两个电场的合场强等于两场强之和，方向与分场强方向一致；方向相反的两个电场的合场强等于两场强之差，方向与场强大的那个分场强的方向一致.2.不在同一直线上的场强叠加时，其合场强的计算遵守平行四边形定则.【例1】如图1-4-1所示，A、B、C三点为一直角三角形的顶点，∠B＝30°.现在A、B两点放置两个点电荷qa、qb，测得C点场强方向与AB平行，问qa带什么电?qa∶qb是多少?图1-4-1图1-4-2解析：由A、B在C点产生的场强Ec，可作出矢量图（如图1-4-2所示），可知A一定带负电，且Ea∶Eb=，又Ea=k，Eb=k，所以:=，即qa∶qb==1∶8.答案：负电1∶8二、静电平衡和静电屏蔽1.导体在静电平衡状态下的重要特性（1）处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零.（2）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上.2.静电屏蔽的应用静电屏蔽不但可以使金属壳内部不受外部电场的影响，还可以通过用金属壳接地的方法隔离内部带电体对外界的影响.【例2】如图1-4-3所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球缓慢地靠近，但不相碰，则下列结论中正确的是()图1-4-3A.B端的感应电荷越来越多B.导体内的场强越来越大C.感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强D.感应电荷在M点和N点产生的场强相等解析：绝缘导体向带电体移动的过程中，导体中的自由电荷（电子）受到外电场的作用力变大，使电荷不断地做定向移动，由于导体移动缓慢，所以移动导体的过程可将导体视为总是处于静电平衡状态，在导体内部的场强（感应电荷的场强和外电场场强的叠加）应等于零，要使合场强等于零，感应电荷在M、N两点的场强跟电荷Q在M、N两点的场强要满足大小相等、方向相反，再由E=k可得感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强.正确选项为A、C.答案：AC各个击破类题演练1在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，另一个带负电Q2,且Q1＝2Q2，用E1和E2分别表示两个电荷产生的场强的大小，则在x轴上()A.E1＝E2之点只有一处，该处合场强为零B.E1＝E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2C.E1＝E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E2D.E1＝E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2温馨提示处于静电平衡的导体，其内部场强处处为零，即外电场与感应电荷的电场大小相等、方向相反.解析：由点电荷场强公式E=k可知，场强相等的点距Q1比距Q2远，因此在x轴上E1＝E2的点一处在Q1、Q2之间，合场强为2E2;另一个在Q2外侧、合场强为零，不可能在Q1外侧，故B正确.答案：B类题演练2一金属球，原来不带电，现沿球的直径延长线放置一均匀带电细杆MN，如图1-4-4所示.金属球上感应电荷在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比有()图1-4-4A.Ea最大B.Eb最大C.Ec最大D.Ea＝Eb＝Ec解析：金属球上感应电荷的场强和外电场场强的合场强等于零.带电细杆MN在c点的场强最大，所以感应电荷在c点产生的场强最大.答案：C变式提升如图1-4-5所示，两个点电荷相距为r，带电荷量分别为+Q和—Q，在它们之间放一根不带电的导体棒，棒的中点O位于两点电荷连线的中点.当导体棒达静电平衡状态后，感应电荷在O处产生的场强大小为_______，方向为_______.图1-4-5解析：感应电荷在O处产生的场强大小与两点电荷在O处产生的场强大小相等、方向相反.即E=，方向向左指向+Q.答案：向左