第7节 《静电现象的应用》导学案
年级：高二年级 学科：物理 编写人：郭春发 审核人：耿长群 时间：2010。9 学习目标
1．理解静电感应现象, 知道静电平衡条件
2．理解静电屏蔽
3．能够解释静电感应现象
知识梳理
1．静电平衡状态下导体的电场
1将一金属导体放入场强为E 0的匀强电场中，如图, 分析自由电子在电场中的移动情况，电○
子会一直移动下去吗？为什么？
2静电平衡条件：__________________________________ ○
3阅读课本总结，处于静电平衡的导体具有哪些特点？ ○
4处于静电平衡状态下导体上的电荷分布具有什么特点？ ○
2．尖端放电
1试解释尖端放电现象的发生过程： ○
2尖端放电现象都有哪些应用？ ○
3．静电屏蔽
1静电屏蔽的原理是什么？ ○
2两种情况：a. 金属内部空间不受壳外部电场的影响 ○
b. 接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响
重难点释疑
1. 用导线连接不同静电平衡导体或同一导体不同部位时，判断电流方向的方法
1判断有无电流要看导线两连接点有无电势差，○判断电流流向要看两点电势高低（电流总是由高电势点流向低电势点）.
2一般思路：首先要明确哪个导体是场源电荷，哪个导体是电场中的导体. 其次，判明两不○
同导体或同一导体不同部位的两点间电势的高低，最后确定有无电流产生及电流的流向.
例1. 如图1所示，绝缘导体A 带正电，导体B 不带电，由于静电感
应，使导体B 的M 端带上负电，而N 端则带等量的正电荷.
（1）用导线连接M 、N ，导线中有无电流流过？
（2）若将M 、N 分别用导线与大地相连，导线中有无电流流过？
方向如何？
错解分析：对电流形成的条件理解不深刻，误认为将M 、N 两点相
连会进行电中和现象，有电流通过.
解题方法与技巧：A 为带正电的场源电荷，由正电荷即形成的电场
图
1 的电势分布可知：U A ＞U B ＞U 地，其中，B 是电场中处于静电平衡
的导体.U M =UN =UB . 当用导线在不同位置间连接时，电流定由高电势
流向低电势，而在电势相等的两点间连接时，则导线中无电流通过. 所以：
（1）因为U M =UN ，故导线中无电流.
（2）因为U M =UN =UB ＞U 地，所以无论用导线将M 还是N 与大地相连，电流均由导体B 流向大地.
2．处于静电平衡的金属导体由导线与地面连接，导体接地后和地球达到静电平衡时，由于接地的导体和地球离得较近，自然不能将接地后的导体视为孤立导体。导体接地仅仅意味
着其电势为零，与大地构成一等势体. 例2. 如图2所示，导体A 附近有一带电体B ，
由于静电感应在导体A 的左右两侧出现感应电
荷+q 和-q . 如果将导体A 接地，则其上只带
净电荷-q .
图2
解释：如图2所示，导体A 与地球连接后构成一
等势体，在带体B 的电场作用下，导体A 右侧（近端）出现感应电荷-q ，而在地球和导体构成的等势体左侧（远端）出现感应电荷+q.
3. 处于静电平衡的导体内部有没有电荷？
分析：由于导体是由带正电的原子核和带负电的电子组成的，（如金属导体是由带正电的金属阳离子和带负电的电子组成的），因此导体内部有电荷；但处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，因此导体内部没有净电荷。
巩固练习
1．把一个架在绝缘支座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态，如图，导体表面电荷分布如图，这时导体 ( )
A. A 端电势比B 端电势高 B.A端电势比B 端电势低
C.A 端电势可能比B 端高，可能比B 端低
D.A 端电势与B 端电势相等
2．如图所示，A 球原来带正电，B 和C 是大小不同的两个金属球，原来都不带电，将B 球和C 球接触一起放在A 球的电场中，则下列说法中正确的是
( )
A. 若先将B 球与C 球分开，再移走A 球，则B 、C 球将带上不等量
异种电荷
B. 若用手摸一下B 球，移走A 球后，再分开B 和c 球，则B 、C 将带
上等量正电荷．
C. 若用手摸一下C 球．移走A 球后，再分开B 、C 球，则B 、C 将带上等量负电荷
D. 若用手摸一下B 球，移走A 球后，再分开B 、C 球，则B 、C 将带上不等量负电荷
3．如图所示，将一个不带电的导体B 接地后，向一个带负电
的导体A 靠近．在靠近的过程中，导体的电势将 ( )
A. 升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
4．如图1所示，空腔金属球壳A 不带电，现将一带电量为+Q的点电
荷放在球心O 处，a 、b 、c 三点分别位于空腔内、球壳内、球壳外，
到球心距离分别为r a 、r b 、r c ，则三点场强大小分别为E a =_______、
E b =________、E c =_______，三点的电势U a 、U b 、U c 由高到低的顺序
为_____________
5．绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a ，a 的表面镀有
铝膜，a 近旁有一个绝缘金属球b ，开始时a 、b 都不带电，如图，
现使b 球带电，则（ ）
A. b将吸引a ，吸引住后不放开．
B. b将吸引a ，接触后又把a 排斥开．
C ．a 、b 之间不发生相互作用． D. b立即把a 排斥开．
6．如图所示，原来不带电的导体棒放在电荷q 产生的电场中，达静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生场强大小为E ；现将导体棒右端接地，当再
次达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小为
，E , 则 ( )
, ，, , A. E>E B．E=E C．E
7．如图所示，两个带等量异种电荷的绝缘导体之
间，对称地放着两个相同的导体abcd ，现用导线将a 、b
连接起来，下列判断正确的是 ( )
A. 有电流沿导线从a 流向d B.有电流
沿导线从d 流向a
C. 达到静电平衡后，a 端、d 端均不带电． D.达静电平衡后，b 端、c 端均不带电．
8．如图所示．两个不带电的枕形金属导体B 和C ，相互接触
放在带负电的A 球的电场中，由于静电感应，B 的左端 出现
正电荷，c 的右端出现负电荷．现将C 向右移开．直至移出
电场，在此过程中 ( )
A. B 的左端的正电荷增多，右端出现负电荷．
B ．B 的左端正电荷减少．右端出现负电荷．
C ．B 上的电荷分布不变．
D. 上述三种情况均有可能出现
9．长为L 的细导体棒原来不带电，水平放置，当将带电量为q 的点电荷放在距离细棒左 端R 处时，静电平衡后棒上感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小为
2 22 A．O B．8Kq ／L C．Kq ／R D.Kg／(R+L/2)
10．一个带绝缘座的空心金属球A 带有4XlO C 的正电荷，上端开有适当小孔; 有绝缘
-8 柄的金属小球B 带有2Xl0C 的电荷，使B 球和A 球内壁接触，则A 、B 带电量分别为
-8-8-8 A. QA =10C QB =10C B. QA =2X10C QB =O
-8-8 C. QA =O QB =2x10C D. QA =4x10-8C QB =2X10C -8
11．下列关于等势面的说法正确的是 （ ）
A. 同一等势面上各点电势均相等． B.等势面与电场线可成任意夹角．
C ．任意两个等势面可能相交 D. 匀强电场中等势面相互平行
12．长为L 的导体棒原来不带电，将一带电量为q 的点电荷放在距棒左端R 处，如图所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于多大？
13. 带电量分别为+Q和-Q 的两个点电荷相距为R ，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部的合场强有什么特点，如果棒的中间是空的，合场强又如何?
-Q
14. 如图所示, 在孤立点电荷+Q的电场中, 金属圆盘A 处于静电平衡状态. 若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内, 试在圆盘A 内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示, 要求严格作图)
第7节 《静电现象的应用》导学案
年级：高二年级 学科：物理 编写人：郭春发 审核人：耿长群 时间：2010。9 学习目标
1．理解静电感应现象, 知道静电平衡条件
2．理解静电屏蔽
3．能够解释静电感应现象
知识梳理
1．静电平衡状态下导体的电场
1将一金属导体放入场强为E 0的匀强电场中，如图, 分析自由电子在电场中的移动情况，电○
子会一直移动下去吗？为什么？
2静电平衡条件：__________________________________ ○
3阅读课本总结，处于静电平衡的导体具有哪些特点？ ○
4处于静电平衡状态下导体上的电荷分布具有什么特点？ ○
2．尖端放电
1试解释尖端放电现象的发生过程： ○
2尖端放电现象都有哪些应用？ ○
3．静电屏蔽
1静电屏蔽的原理是什么？ ○
2两种情况：a. 金属内部空间不受壳外部电场的影响 ○
b. 接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响
重难点释疑
1. 用导线连接不同静电平衡导体或同一导体不同部位时，判断电流方向的方法
1判断有无电流要看导线两连接点有无电势差，○判断电流流向要看两点电势高低（电流总是由高电势点流向低电势点）.
2一般思路：首先要明确哪个导体是场源电荷，哪个导体是电场中的导体. 其次，判明两不○
同导体或同一导体不同部位的两点间电势的高低，最后确定有无电流产生及电流的流向.
例1. 如图1所示，绝缘导体A 带正电，导体B 不带电，由于静电感
应，使导体B 的M 端带上负电，而N 端则带等量的正电荷.
（1）用导线连接M 、N ，导线中有无电流流过？
（2）若将M 、N 分别用导线与大地相连，导线中有无电流流过？
方向如何？
错解分析：对电流形成的条件理解不深刻，误认为将M 、N 两点相
连会进行电中和现象，有电流通过.
解题方法与技巧：A 为带正电的场源电荷，由正电荷即形成的电场
图
1 的电势分布可知：U A ＞U B ＞U 地，其中，B 是电场中处于静电平衡
的导体.U M =UN =UB . 当用导线在不同位置间连接时，电流定由高电势
流向低电势，而在电势相等的两点间连接时，则导线中无电流通过. 所以：
（1）因为U M =UN ，故导线中无电流.
（2）因为U M =UN =UB ＞U 地，所以无论用导线将M 还是N 与大地相连，电流均由导体B 流向大地.
2．处于静电平衡的金属导体由导线与地面连接，导体接地后和地球达到静电平衡时，由于接地的导体和地球离得较近，自然不能将接地后的导体视为孤立导体。导体接地仅仅意味
着其电势为零，与大地构成一等势体. 例2. 如图2所示，导体A 附近有一带电体B ，
由于静电感应在导体A 的左右两侧出现感应电
荷+q 和-q . 如果将导体A 接地，则其上只带
净电荷-q .
图2
解释：如图2所示，导体A 与地球连接后构成一
等势体，在带体B 的电场作用下，导体A 右侧（近端）出现感应电荷-q ，而在地球和导体构成的等势体左侧（远端）出现感应电荷+q.
3. 处于静电平衡的导体内部有没有电荷？
分析：由于导体是由带正电的原子核和带负电的电子组成的，（如金属导体是由带正电的金属阳离子和带负电的电子组成的），因此导体内部有电荷；但处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零，因此导体内部没有净电荷。
巩固练习
1．把一个架在绝缘支座上的导体放在负电荷形成的电场中，导体处于静电平衡状态，如图，导体表面电荷分布如图，这时导体 ( )
A. A 端电势比B 端电势高 B.A端电势比B 端电势低
C.A 端电势可能比B 端高，可能比B 端低
D.A 端电势与B 端电势相等
2．如图所示，A 球原来带正电，B 和C 是大小不同的两个金属球，原来都不带电，将B 球和C 球接触一起放在A 球的电场中，则下列说法中正确的是
( )
A. 若先将B 球与C 球分开，再移走A 球，则B 、C 球将带上不等量
异种电荷
B. 若用手摸一下B 球，移走A 球后，再分开B 和c 球，则B 、C 将带
上等量正电荷．
C. 若用手摸一下C 球．移走A 球后，再分开B 、C 球，则B 、C 将带上等量负电荷
D. 若用手摸一下B 球，移走A 球后，再分开B 、C 球，则B 、C 将带上不等量负电荷
3．如图所示，将一个不带电的导体B 接地后，向一个带负电
的导体A 靠近．在靠近的过程中，导体的电势将 ( )
A. 升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
4．如图1所示，空腔金属球壳A 不带电，现将一带电量为+Q的点电
荷放在球心O 处，a 、b 、c 三点分别位于空腔内、球壳内、球壳外，
到球心距离分别为r a 、r b 、r c ，则三点场强大小分别为E a =_______、
E b =________、E c =_______，三点的电势U a 、U b 、U c 由高到低的顺序
为_____________
5．绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a ，a 的表面镀有
铝膜，a 近旁有一个绝缘金属球b ，开始时a 、b 都不带电，如图，
现使b 球带电，则（ ）
A. b将吸引a ，吸引住后不放开．
B. b将吸引a ，接触后又把a 排斥开．
C ．a 、b 之间不发生相互作用． D. b立即把a 排斥开．
6．如图所示，原来不带电的导体棒放在电荷q 产生的电场中，达静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生场强大小为E ；现将导体棒右端接地，当再
次达到静电平衡时，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小为
，E , 则 ( )
, ，, , A. E>E B．E=E C．E
7．如图所示，两个带等量异种电荷的绝缘导体之
间，对称地放着两个相同的导体abcd ，现用导线将a 、b
连接起来，下列判断正确的是 ( )
A. 有电流沿导线从a 流向d B.有电流
沿导线从d 流向a
C. 达到静电平衡后，a 端、d 端均不带电． D.达静电平衡后，b 端、c 端均不带电．
8．如图所示．两个不带电的枕形金属导体B 和C ，相互接触
放在带负电的A 球的电场中，由于静电感应，B 的左端 出现
正电荷，c 的右端出现负电荷．现将C 向右移开．直至移出
电场，在此过程中 ( )
A. B 的左端的正电荷增多，右端出现负电荷．
B ．B 的左端正电荷减少．右端出现负电荷．
C ．B 上的电荷分布不变．
D. 上述三种情况均有可能出现
9．长为L 的细导体棒原来不带电，水平放置，当将带电量为q 的点电荷放在距离细棒左 端R 处时，静电平衡后棒上感应电荷在棒内中点处产生的电场强度大小为
2 22 A．O B．8Kq ／L C．Kq ／R D.Kg／(R+L/2)
10．一个带绝缘座的空心金属球A 带有4XlO C 的正电荷，上端开有适当小孔; 有绝缘
-8 柄的金属小球B 带有2Xl0C 的电荷，使B 球和A 球内壁接触，则A 、B 带电量分别为
-8-8-8 A. QA =10C QB =10C B. QA =2X10C QB =O
-8-8 C. QA =O QB =2x10C D. QA =4x10-8C QB =2X10C -8
11．下列关于等势面的说法正确的是 （ ）
A. 同一等势面上各点电势均相等． B.等势面与电场线可成任意夹角．
C ．任意两个等势面可能相交 D. 匀强电场中等势面相互平行
12．长为L 的导体棒原来不带电，将一带电量为q 的点电荷放在距棒左端R 处，如图所示，当达到静电平衡后棒上感应的电荷在棒内中点处产生的场强的大小等于多大？
13. 带电量分别为+Q和-Q 的两个点电荷相距为R ，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部的合场强有什么特点，如果棒的中间是空的，合场强又如何?
-Q
14. 如图所示, 在孤立点电荷+Q的电场中, 金属圆盘A 处于静电平衡状态. 若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内, 试在圆盘A 内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示, 要求严格作图)