第三節(jié) 電場(chǎng)中的導(dǎo)體

1、第一章電場(chǎng)6第三節(jié)電場(chǎng)中的導(dǎo)體知識(shí)要點(diǎn)：知識(shí)要點(diǎn)：1、金屬導(dǎo)體的特征金屬導(dǎo)體的特征：由做熱振動(dòng)的正離子和在它們之間做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的自由電子組成。2、靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)：金屬導(dǎo)體在靠近某帶電體時(shí)，金屬導(dǎo)體里的自由電子受到帶電體的作用而發(fā)生重新分布，使金屬導(dǎo)體的兩個(gè)端面出現(xiàn)等量的異種電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)。由于靜電感應(yīng)而使導(dǎo)體兩端出現(xiàn)的等到量異種電荷叫感應(yīng)電荷。3、靜電感應(yīng)產(chǎn)生的原因：將導(dǎo)體放入電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力作用

2、下發(fā)生定向移動(dòng)，使導(dǎo)體兩端分別出現(xiàn)等量異種電荷，故導(dǎo)體中的自由電荷受到電場(chǎng)力的作用自由電荷受到電場(chǎng)力的作用是產(chǎn)生靜電感應(yīng)的原因。4、靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài)：導(dǎo)體中（包括表面）沒(méi)有電荷定向移動(dòng)的狀態(tài)叫做靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài)。5、導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)特點(diǎn)：⑴導(dǎo)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零；⑵凈電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上，導(dǎo)體內(nèi)部沒(méi)有凈電荷；⑶整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面。說(shuō)明：凈電荷是指導(dǎo)體內(nèi)正負(fù)電荷

3、中和后所剩下的多余電荷。6、在分析靜電感應(yīng)過(guò)程時(shí)應(yīng)明確：⑴對(duì)金屬導(dǎo)體，在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定向移動(dòng)的是自由電子而正離子并不定向移動(dòng)；⑵由于電子定向移動(dòng)在導(dǎo)體兩端出現(xiàn)等量異種電荷，故感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中要產(chǎn)生附加電場(chǎng)；⑶導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零的本質(zhì)為：外電場(chǎng)和感應(yīng)電荷的電場(chǎng)的合電場(chǎng)為零。7、靜電屏蔽現(xiàn)象靜電屏蔽現(xiàn)象是指金屬網(wǎng)罩內(nèi)不受外界電場(chǎng)的影響。如果把金屬網(wǎng)罩接地還可以使網(wǎng)罩內(nèi)的帶電體對(duì)外界不發(fā)生影響。說(shuō)明：在靜電屏蔽現(xiàn)象中，金

4、屬網(wǎng)罩可以使罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響，但并不是在網(wǎng)罩內(nèi)沒(méi)有外電場(chǎng)，而是金屬罩上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與外電場(chǎng)抵消，從而使外電場(chǎng)不對(duì)網(wǎng)罩內(nèi)產(chǎn)生影響。典型例題典型例題例1一金屬球，原來(lái)不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長(zhǎng)線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，abcMN三者相比（）AEa最大；BEb最大；CEc最大；DEa=Eb=Ec。例1圖例2在開口的絕緣金屬殼A的內(nèi)部，

5、有一帶正電的小球Q，球殼外用絕緣絲線吊有一帶負(fù)電的小球B，如圖所示，在下列四種情況中，B球受到A的作用力嗎？若受A的作用，是吸引力還是排斥力？⑴Q不跟A接觸，如圖a所示；⑵Q跟A接觸，如圖b所示；⑶Q不跟A接觸，但A接地，如圖c所示；⑷Q不跟A接觸，A先接地然后斷開，再取走Q。AAABQBQBQabc例2圖第一章電場(chǎng)8第四節(jié)電勢(shì)差和電勢(shì)能知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn)：1、電勢(shì)差電勢(shì)差：電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí)，電場(chǎng)力所做的切WAB與電荷

6、電量q的比值WABq叫做AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB，也叫電壓電壓。⑴定義式：UAB=WABq；⑵單位：伏特（V）1V=1JC；⑶電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差只取決于A、B兩點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置，與被移動(dòng)的電荷無(wú)關(guān)，與零電勢(shì)點(diǎn)選取無(wú)關(guān)；⑷電勢(shì)差是表征電場(chǎng)的能的性質(zhì)的物理量。2、電勢(shì)電勢(shì)：電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)是指這點(diǎn)跟所選零電勢(shì)點(diǎn)之間的電勢(shì)差。即UA=UAO（O點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)）⑴電勢(shì)具有相對(duì)性，必須先確定零電勢(shì)點(diǎn)才能確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)的值

7、。一般取大地或無(wú)窮遠(yuǎn)的電勢(shì)為零電勢(shì)。⑵電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身和零電勢(shì)位置決定，與檢驗(yàn)電荷無(wú)關(guān)。3、電勢(shì)和電勢(shì)差都是標(biāo)量，但它們都有正負(fù)。電勢(shì)的正負(fù)表示比零電勢(shì)高或低，當(dāng)取無(wú)窮遠(yuǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)可以推證：正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)都為正值，負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值。4、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系：電勢(shì)差表示電場(chǎng)中兩點(diǎn)電勢(shì)的高低，UAB=UAUB=UBA。5、沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。沿著電場(chǎng)線的方向，電勢(shì)越來(lái)越低。（重要結(jié)論）6、電勢(shì)能電勢(shì)

8、能：電荷在電場(chǎng)中所具有的與電荷位置有關(guān)的勢(shì)能，叫電勢(shì)能。電荷q在電場(chǎng)中A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能電勢(shì)能εA=qUA，電勢(shì)能與重力勢(shì)能一樣也是相對(duì)的，與參考位置選取有關(guān)。7、電場(chǎng)力的功⑴功的計(jì)算：WAB=UABq，在電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功與路徑無(wú)關(guān)，只取決于起止位置的電勢(shì)差和電荷的電量，這一點(diǎn)與重力做功和高度差的關(guān)系相似。⑵電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力

9、做正功時(shí)，電荷的電勢(shì)能減??；電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加負(fù)功時(shí)，電荷的電勢(shì)能增加；電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的多少等于電荷電勢(shì)能的變化量，所以電場(chǎng)力的功是電荷電勢(shì)能變化的量度。場(chǎng)力的功是電荷電勢(shì)能變化的量度。（重要結(jié)論）典型例題：典型例題：例1、在電場(chǎng)中一個(gè)電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功30eV，已知B點(diǎn)的電勢(shì)為110V，則A點(diǎn)的電勢(shì)UA=________V。說(shuō)明：1eV等于1個(gè)電子通過(guò)電勢(shì)差為1V的兩點(diǎn)間時(shí)獲得的能量。1eV=1.61019

10、1(J)=1.61019J。例2、A、B是電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，且A點(diǎn)電勢(shì)高于B點(diǎn)，則可知（）A把負(fù)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加；B把正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；C無(wú)論移動(dòng)的是正電荷還是負(fù)電荷，電荷的電勢(shì)能都要減少；D無(wú)論是否有電荷移動(dòng)，A點(diǎn)電勢(shì)能總是大于B點(diǎn)的電勢(shì)能。例3、如果把q=1.0108C的電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)移至電場(chǎng)中的A點(diǎn)，需要克服電場(chǎng)力做功W=1.2104J，那么⑴q在A點(diǎn)的電勢(shì)能和A點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？⑵