11难点11静电平衡状态下导体特点与应用

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1、难点11静电平衡状态下导体特点与应用以静电平衡状态下的导体为命题点的考题时现于高考卷面，充分表明当今高考已无热点，然而该类命题以其背景的抽象性、知识的综合性，始终是考牛应考的难点。•难点磁场1.(★★★)一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电细杆如图11-1所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a^c三点的场强大小分別为Ea，Eb,Ec,三者相比A.©最人B.Eb报人C最人D.Ea=Eb=Ec2.(★★★★)在正电荷附近有两个绝缘导体M、N,由于静电感应发生了如图11-2的电荷分布，当用导线将两点联接起來时，导线中是否

2、冇电流流过，如果冇电流，电流的方向是怎样的？3.(★★★)如图11-3所示，而积足够大的、板间距离为d的两平行金属板竖直放置，与直流电压为〃的电源连接，板间放一半径为R(2R

3、球(可视为质点且不影响Q的电场)，从左端以初速度巾滑上金属板，沿光滑的上表面向右运动到右端，在该运动过程中A.小球做匀速直线运动B.小球做先减速，1图11-4图后加速运动C.小球的电势能保持不变D.电场力对小球所做的功为零命题意图：考查对弊电平衡导体特点的理解与应用能力.B级要求.错解分析：由于受思维定势的影响，谋选B,没冇充分考虑到导体的放入.由于静电感应而导致空间电场的变化因素，思维片血化.解题方法与技巧：水平放置的金屈板处于点电荷Q的电场屮而达到静电平衡状态，是一个等势体，其表而处电场线处处与表面垂玄，故带电小球(表面绝缘，电量不变)在

4、导体表面滑动时，电场力不做功，故小球做匀速直线运动，所以A、C、D选项正确.[例2](★★★★)如图11-5所示，绝缘导体A带正电，导体不带电，山于静电感应，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，导线小有无电流流过？方向如何？命题意图：考查对挣电平衡特点及电流产生条件的理解能力.B级要求.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的电势分布可知：5

5、>Ub>U堆，其中，B是电场中处于静电平衡的导体.5尸U沪5.当用导线在不同位置间连接时，电流定山高电势流向低电势，而在电势相等的两点间连接吋，则导线中无电流通过.所以：（1）因为Um=Un，故导线中无电流.（2）因为Um=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.•锦囊妙计高考对静电平衡内容的命题考杳主要集屮于对导体达到静电平衡的动态过程的分析以及对静电平衡导体特点的把握•运用•命题综合性强，背景抽象，常以填空与选择题型呈现于卷面，能考查学生的抽象思维能力及严密的逻辑推理能力，冇较高的区分度.预计在“3+

6、X”的理综测试屮仍有可能再现.一、静电平衡导体的特点孤立的带电导体和处于感应电场中的感应导体，当达到静电平衡时，具冇以下特点：1•导体内部的场强处处为零，E内=0.没有电场线.2.整个导体是等势体，导体表面是等势面,但导体表面的场强并不一定相同.3.导体外部电场线与导体表面垂直，表面场强不一定为零.4.对孤立导体，净电荷分布在外表而上，并且电荷的分布与表而的曲率有关，曲率大的地方电荷分布密.二、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

7、高电势点流向低电势点）.2.—般思路：首先要明确哪个导体是场源电荷，哪个导体是电场屮的导体.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，最后确定冇无电流产生及电流的流向.•歼灭难点训练1.（★★★）如图11-6中，实心金属球人半径为R,带电量为Q，点电荷B带电量为与A球间的距离为匚当3不存在而只有A存在且达到静电平衡状态时，电荷Q在球心O处的电场强度等于.当点电荷B也同时存在并达到静电平衡吋，球心O处的电场强度等于,金属球上的2?图11-7图11-8电荷在球心O处产生的场强的大小等于.2.（★★★★）如图11・7所示，A、3为两

8、个大小不等的导体球壳（Ra>Rb），分别有正电荷q与勾.（1）球壳B与A接触一下后，将3放进A球壳内与内表而接触，则A的带电情况是,3的带电情况是•（2）球売B与4