关于导体静电平衡条件的应用

当导体在施感电荷作用下发生静电感应而达到平衡状态时，导体内部的场强处处为零，导体表面附近的场强方向处处与导体表面垂直。这里的场强是施感电荷和感应电荷共同产生的总电场的强度。这一点是常考的知识点之一。有关这方面的题型可归纳如下： 　　1.由施感电荷的场强求感应电荷的场强 　　例 1.一电量为 q的正点电荷与导体球的球心相距为 d，如图 1所示，求球面上的感应电荷在球体内离球心为 r的 p点产生的场强。　　解：因为导体球内 p点的场强为零，即正点电荷在 p点产生的场强和球面上感应电荷在该点产生的场强等值反向，所以球面上…     

静电问题例解

一、静电平衡问题 静电平衡的条件是:处于电场中的导体,静电平衡时内部场强处处为零。这里的“场强”指的是外部电场与感应电荷电场送加后的合场强。弄清这一关系是分析同类问题的关键。     

关于导体静电平衡的一个问题

我们知道,将中性金属导体放入外电场(E_0)之中,达成静电平衡后,导体内各点的场强为零,是由于静电感应作用,导体表面产生的感应电荷在导体内激发的电场(E’)和外电场方向相反,将外电场抵消的结果.对此,一些学生提出:如果外电场特别强(当然,应当是实验条件下能实现的电场),感应电荷的电场还能将外电场完全抵消吗?     

推陈出新,能力提升——对2013年安徽高考理综卷第20题的评析

原题.（2013年安徽高考理综卷第20题）如图1所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z＜0的空间,z＞0的空间为真空.将电荷量为q的点电荷置于z轴上z=h处,则在xOy平面上会产生感应电荷.空间任意一点处的电场皆是由点电荷q和导体表面上的感应电荷共同激发的.已知静电平衡时导体内部场强处处为零,则在z轴上z=h/2处的场强大小为（k为静电力常量） （A）k4q/h2.     

谈几个电磁学问题的间接求解

解题中往往会碰到一些较复杂的问题,直接求解这些问题比较难。如果借助一定的等量关系将研究对象加以转换,则可将复杂问题的求解变成简单问题的求解,从而收到化繁为简的效果。 一、挖掘等量关系,转换研究对象 题目中若隐含现成的等量关系,则尽量把这种关系挖掘出来,以实现研究对象的转换。 例1 如图1所示,A为正点电荷,电量为Q,BC为一狭长的空腔导体,长为L,A离B端的距离为r,P是空腔导体内部的中点。导体处于平衡状态,试求导体BC上的感应电荷所产生的电场在P点的电场强度大小。 分析 如果直接求解题中问题,则需将导体上各部分的感应电荷在P点产生的场强进行合成,比较繁琐,而且感应电荷的分布状况未知,是很难求解的。由于BC导体处于静电平衡状态,故P点总的场强应为零,感应电荷在P点产生的场强E,应与场电荷A在P点产生的场强E大小相等、方向相反,彼此抵消。     

带电量大的导体内部电荷量分析

当导体处在静电平衡状态时,导体的内部场强为零,由高斯定理可知,导体内部没有净电荷,导体所带的电荷只能分布在导体表现上.但考虑到电的微粒结构,即当带负电时,就是电子增多;当带正电时,就是电子减少,这样就会产生这样一种想法:当导体表面原子的电子全部失去以后,如果再继续充正电,则内部原子也要开始失去电子了,这时,净的正电荷将在导体的内部出现,这就背离了“电荷只分布于表面”的结论;而且带正电荷愈多,电荷将愈深入导体内部.上述担心是否是合理的呢?就这个问题,本文将做出一个解答.     

静电场中的等效——电像法(高二、高三)

有些处于静电平衡状态的导体,其边界面上的感应电荷分布复杂.在研究边界外空间的电场时,原则上可以利用点电荷的场强公式和叠加原理求得,但运算繁琐,实际应用并不可取.如果此空间中的电场与某些点电荷产生的电场相同,根据静电场的唯一性原理可知,边界面上的所有感应电荷就可用这些点电荷替代.应用时,可通过空间中电场线或电势的分布情况判断.这些电荷称为像电荷,这种等效替代的方法称为电像法.点电荷形成的电场易于确定,这为处理感应电荷的电场开辟了一条新思路.     

求解叠加电场强度的方法总结

<正>电场强度是描述电场力的性质的物理量,是电场中最基本、最重要的概念之一。求解单个电场的场强相对比较容易,当遇到求解多个电场的叠加电场强度时就需要注意了。下面将求解叠加电场强度的方法进行归纳总结,与同学们共勉。1.叠加原理:多个电荷在空间某处产生的电场为各电荷在该处所产生的电场强度的矢量和。2.运算法则:平行四边形定则。3.计算叠加电场强度常用的方法:(1)电场叠加合成法:多个电场在空间某     

金属球壳的静电平衡问题——谈电场的叠加在静电平衡中的应用

在学习“电场中的导体”这部分内容时 ,许多学生反映 ,即使把处于静电平衡状态的导体特点记得再清楚 ,但是在解决具体问题时仍然不能灵活应用 .特别是遇到金属球壳的静电平衡问题 ,常常是无从下手 ,找不到好的解决方法 .本文拟从金属球壳在不同的静电平衡条件下 ,应用电场的叠加的思想讨论其带电、电场强度、电势等问题 .1　孤立带电金属球壳的静电平衡(1 )根据孤立带电导体在处于静电平衡状态时 ,其图 1内部不会有净电荷 ,故金属球壳所带电量全部均匀分布于外表面 .如图 1表示薄金属球壳A带正电q时电荷在外表面的分布情况 .(2 )球壳内部及…     

制作各种低成本验电球

1 制作必要性 人教版高中物理第二册电场一章中静电屏蔽一节,讲解静电平衡状态(处于静电平衡状态的导体,内部的场强处处为零)时,配合法拉弟球(空心球形导体)做验证这一结论的实验时必需要用验电球;此外,在这一章的P117的静电感应、P118的带电小球所受电力大小比较及P126的静电屏蔽三个演示实验中,给枕形导体、球形导体带电时,最好用验电球从起电机上转移电荷(因此,又将验电球称移电球);另外,做许多静电趣味实验时也离不开验电球.     

制作各种低成本验电球

1制作必要性 人教版高中物理第二册电场一章中静电屏蔽一节，讲解静电平衡状态（处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零）时，配合法拉弟球（空心球形导体）做验证这一结论的实验时必需要用验电球；此外，在这一章的P117的静电感应、P118的带电小球所受电力大小比较及P126的静电屏蔽三个演示实验中，给枕形导体、球形导体带电时，最好用验电球从起电机上转移电荷（因此，又将验电球称移电球）；另外，做许多静电趣味实验时也离不开验电球。     

例析电场强度的求解方法

电场强度是静电学中最基本、最重要的概念之一,也是高考的热点.对场强的求解一般可用其定义式、点电荷场强公式以及匀强电场公式等,但有些电场问题还需一些特殊的处理方法,下面做一简单介绍.1对称法例1一半径为R的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为 Q的电荷,现在球壳上挖去半径为r(rR)的一个小圆孔,则此时球心处电场强度的大小为(已知静电力常量为k),方向为.析与解如右图所示,设球壳上挖去M点附近的一个小圆孔,与M点对称的N点附近有一球面,由对称性可知:球壳上除M、N两处外的电荷在球心O处产生的电场的合场强为零,所以球心处的电场强度即为…     

关于静电平衡中导体感应电荷分布的问题

从“处于静电平衡的导体 ,内部场强处处为零 ,导体是等势体”等性质出发 ,并利用电场线这一形象工具 ,可以定性地讨论导体静电平衡的一些问题 ,但是 ,在高中物理教学中 ,对于导体表面上感应电荷的分布问题 ,常常会由于“想当然”而出现错误 .针对这种情况 ,笔者最近在给高中物理教师讲《高中物理疑难问题研讨》(广东省中学教师继续教育课 )时 ,提出了这样的讨论题 :在带正电的点电荷 (带电量为Ｑ)的电场中 ,不带电的导体球处于静电平衡状态 ,设球的半径为Ｒ ,点电荷到球心的距离为ａ =2Ｒ ,如图 1所示 .图 1　　　　　　　　　　　图 2( 1 )…     

巧识题眼

所谓“题眼”就是题目的要害,是命题者设置的主要障碍点。它常常以知识点、隐含条件、联结点、临界点等形式出现。解题中出现的误解、卡壳、毫无思路等情况,往往是因不善于识题眼造成的。因此识题眼是审题和做答的关键。下面举例说明识题眼的一般方法。 例1:长为L的导体棒原来不带电,现将一带量为q的点电荷放在距棒左端K处;如(图一)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多大?     

匀强电场中球形导体静电感应规律定量讨论

将球形导体置于匀强电场中,在球形导体表面将感应出电荷,这些电荷产生的电场使导体外周围空间的电势和场强重新分布,现将在对其进行定量研究的基础上,进而导出球形导体表面上感应电荷的分布规律及电荷量.     

关于静电场中的导体的一点体会

静电平衡下导体的特点是历年来高考的一个热点．对于这类问题，处理的关键在于要明确静电平衡的过程是电荷的移动，感应电荷的形成，最后感应电荷产生电场的生成并稳定的过程．静电平衡状态是导体内（包括表面）没有电荷定向移动的状态．下面我们具体来分析处于静电平衡状态下的导体的几个特点．     

静电场中的导体

1．处于静电平衡状态的导体。其内部的场强处处为零． 处于静电平衡状态的导体,处于外电场和感应电场所叠加的电场中,在这两个电场的共同作用下,导体内部合场强为零．     

导体接地，感应电荷如何变化？

处在外界静电场中的导体,在静电平衡时,感应电荷如何分布?当导体接地时,感应电荷又如何分布?不少物理书刊上常采用图1(a)、(b)来说明. 这两幅插图表明:导体B不接触时,左右两端都有等量异种感应电荷,而一旦接地,右端感应电荷消失(转移到地球),但左端感应电荷似乎不变.     

构建像电荷模型，求解双球电容器电容

1像电荷 电场中的导体处于静电平衡时,表面上的电荷往往是非均匀分布的,例如图1所示,一半径为尺的接地金属导体球,在离导体球心相距为n的位置放置一带电荷量为q的点电荷．很显然,球上感应电荷的分布是非均匀的,要求感应电荷对q的作用力并非易事,这要用到静电场的唯一性定理,利用电像法来求解．     

匀强电场中球形导体静电感应规律定量讨论

将球形导体置于匀强电场中，在球形导体表面将感应出电荷，这些电荷产生的电场使导体外周围空间的电势和场强重新分布，现将在对其进行定量研究的基础上，进而导出球形导体表面上感应电荷的分布规律及电荷量．