典型例题-电场中的导体

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1、电场中的导体典型例题　　【例1】A、B为两个大小不等的导体球壳（RA＞RB），分别有正电荷q与2q见图．　　（1）球壳B与A接触一下后，将B放进A球壳内与内表面接触，则A的带电情况是______，B的带电情况是______．　　（2）球壳B与A接触一下后，将B球壳放进A球壳内，使A瞬间接地，再将B与A的内表面接触，则A的带电情况是______；B的带电情况是______．　　[分析]（1）B与A接触一下后，两者电量重新分配．由于A球壳比B球壳大，一定有电荷从B流向A，结果A球壳带电量qA＞q，B球壳带电量qB＜2q，qA＋qB=3

2、q．将B放进A球壳内与A接触，B球壳上的电荷将全部转移到A球壳外表面，A球壳外表面带电量为qA+qB=3q，B球壳不带电．　　（2）B与A接触一下后，A球壳带电qA＞q，B球壳带电qB＜2q．将B放进A球壳内，由于静电感应，A球壳内表面感应出电量－qB，A球壳外表面带电为qA＋qB=3q．A瞬间接地后，A球壳外表面电荷中和．再将B与A的内表面接触，两者电荷正好全部中和．　　[答]（1）外表面带电3q、不带电；（2）不带电、不带电．　　[说明]由于静电平衡时，电荷只分布在外表面，所以A、B两球接触后，无论带电量如何分配，当B放进A内

3、与A内　　表面接触后，它的电荷一定全部转移到A的外表面．　　[例2]如图1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内做出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线（用实线表示电场线，要求严格作图）．　　[分析]导体A处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体A内的每一点感应电荷产生的电场强度都与点电荷Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷Q的电场线重合，且方向相反．　　[答]画出感应电荷形成的附加电场在A圆盘内的三条电场线（实线），

4、如图2所示．　　[说明]（1）在处于静电平衡状态导体的内部，要分析清楚感应电荷产生的电场、施感电荷产生的电场（外电场），以及叠加后的合电场．（2）本小题考查了静电感应、静电平衡状态的特点，电场强度的叠加等知识点．（3）图2中的虚线是为了确定A内的实线而画出的，它并不表示A外部的电场线．　　【例3】将悬在细丝上带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内。C被绝缘固定。另有一个挂在细丝线上的带负电的小球B向C靠近如图1所示，结果将　　[]　　A．A向左偏离竖直线，B向右偏离竖直线　　B．A位置不变，B向右偏离竖直线　　C．A向左偏离竖直

5、线，B的位置不变　　D．A和B的位置都不变　　[误解一]选（D）。　　[误解二]选（A）。　　[正确解答]选（B）。　　[错因分析与解题指导][误解一]认为：由于金属空腔C的静电屏蔽作用，B球的电场被遮档，空腔C内部不受此电场的影响，故A不受力；同理，A球的电场被“屏蔽”，B球不受此电场影响故B也不受力。以上对静电屏蔽的理解前一半正确，后一半失误。　　如图2所示，由于静电屏蔽，C的内侧感应出负电荷，外侧带上等量正电荷。C的内腔有电场线如图，C的外空间也有电场线如图，但C的内部（涂阴影区）场强为零，无电场线。可以很形象地看到：带电体

6、A的电场仅在C的内部“中断”一下，但能“延伸”至外部空间。也就是说，金属空腔C并没有能遮挡A的电场，没有起到静电屏蔽的作用。所以，B球受到C外侧感应电荷电场的影响将向右偏离竖直线。　　当然，假如将C的外侧接地，则外侧正电荷消失，C的外侧空间电场才消失，也即A的电场被遮挡而不对外部空间产生影响，如图3所示。　　[误解二]完全没有理解静电屏蔽现象，以为A、B异性电荷相吸，是不足取的。典型例题　　例1如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔．当枕形导体的A端靠近一带电导体C时（  ）　　A、A端金箔张开，B端金箔闭合　　B、

7、用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合　　C、用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开　　D、选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷　　解析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布．金箔上带电相用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合．选项B正确．　　用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在

8、枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开．选项C正确．　　以上分析看出，选项D正确．　　答：B、C、D　　例2如图所示，长为l的导体棒原来不带电，现将一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电