电势、静电平衡

1、判断电势高低的常用方法电势用来描述电场能的性质，知道了电场中不同位置的电势就可以求出电势差，电势是标 量，没有方向，但有正负，某点电势的高低与零电势点的选择有关。现介绍判断电场中两 点电势高低的一些常用方法。一、据电势的定义判断在电场中某一点电荷的电势能跟它的电荷量q的比值，叫做这一点的电势，即中=q。 分析时应将、q带符号带入中=8/q计算。例1：将一正电荷从无穷远处移入电场中M点，电势能减少了 8.0 x 10-9/，若将另一等量 的负电荷从无穷远处移入电场中的N点，电势能增加了9.8x 10-9 J，则下列判断正确的是()A. P MP P 0C. PNP P 0解析：取无穷远处电势为0

2、，则正电荷在M点的电势能为-8.0 x 10-9 J，负电荷在N点的 电势能为9.0 x 10-9L。由中=8 /q，M、N点的电势Pm 0，甲n 1 Pm I即 甲n p m 0，则Pa P b ；若 U AB 0，则 PA PbPcB.PA PcPBC.PcPAPbD.Pc PbPA因为UBC =PB -PC = -200V 0，所以Pb PC因为UBC =PB -PC = -200V 0，所以Pb PCPc又UC = U丽 + Uab = 75 + (-200) = -125V 0。所以pA pb，故选项C正确。计算时应注意将表示电势、电势差相对大小的正负号代入公式。三、据电场线的方向与

3、电势升降关系判断例3：如图1所示，A、B为带等量异种电荷的小球，将两个不带电的导体棒C、D放在两球 之间，当用导线将C棒端点x和D棒端点y连接起来的瞬间，导线中电流的方向是（）x T y B. y T x C.无电流流过 D.不能确定图1图1解析：导体棒C、D在异种电荷形成的电场中，由于静电感应，当达到静电平衡状态时，棒 C、D各自为等势体，C、D左右两端带电情况如图1。在静电场中电场线始于正电荷（或无 穷远），止于负电荷（或无穷远），因而可以粗略地画出电场中的电场线。由于沿着电场 线的方向电势越来越低，所以C的电势高于D的电势，当用导线将端点x和y连接瞬间，D 上的自由电子受电场力的作用流向

4、C与C上的正电荷中和，则导线中的电流方向应该是 x y，故选项A正确。四、据电场力做功与电势能变化关系判断电场力的功与电势能的关系W = a-，而中二 / q，据具体题目综合分析比较。 例4：如图2所示，在真空中有两个等量的正电荷q、qB，其连线的垂直平分线PQ上有a、 b两点，哪点的电势高？* 图2解析：设想将一检验电荷q从a点沿PQ移至b点，移动过程中受到qA、qB对它的作用力F、F。R是PQ上任意一点。F = F。由几何知识可知，F、F的合力F与位移夹A BA Ba BR角为零，如图2，故将q沿PQ从a到b的过程中电场力作正功，则W = - 0, 8，又根据电势定义 / q / q，故平

5、 甲。ab a ba baba b由静电力做功的特点可知，将q沿任一路径从a点移到b点，电场力均作正功，因而总有 甲a 甲疽a点电势比b点电势高。复习巩固：1、如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和一q的 试验电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是放上+q时，它们的电势能 A B C放上+q时，它们的电势能 A B B C放上一q时，它们的电势能 A B C2在电场中把一个电量为6X10-6C的负电荷从A点移到B点，反抗电场力做功3X10-5J， 再将电荷从B移到C点，电场力做功1.2X10-5J，求A与B， B与C， A与C两点间电 势差.某带

6、电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示，可以判定 （）粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度粒子在A点的动能小于它在B点的动能粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能A点的电势高于B点的电势做的功为做的功为WAB和WBC，那么（A. FA=FB=FC，WAB=WBC图中实线表示电场中的三个等势面，各等势面的电势值如图中所示。把一个负电荷沿A 一B-C移动，电荷在这三点所受的电场力为FA、FB、FC，电场力在AB段和BC段）FAFBWBCFAFBFC，WABFBFC，WAB=WBC静电平衡知识梳理：导体内的电子在外电场的作用下移动，使导体两端出现感应电

7、荷，最终感应电荷将形成一个电场，抵消掉外加电场，使导体内部电场强度处处为0，这种状态就是静电 平衡。静电平衡的导体是一个等势体，表面是等势面，所以外表的电场强度垂直于导体表面。感 应电荷同样分布于导体两极，且仅分布在导体的外表面。带电量为Q的金属球壳的静电平衡：电荷分布于球壳外表面，内表面不带电。球壳内部无 电场，球壳外部的电场等效于一个电量为Q位于球心的点电荷形成的电场。知识梳理:静电感应的结果是，导体的两极带上等量相反的电荷。静电屏蔽是指金导体的外壳对它的内部起到保护”作用，使它的内部不受外部电场的影响，这种现象称为静电屏蔽 而静电平衡是指导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态叫做静电平

8、衡状态.试题展示：1.如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静 电平衡时，(1)比较A端和B端电势的高低。(2)比较A点和B点场强大小。比较A、B端外表面场强大小。(4)若A端接地，AB导体带什么电？若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗?例题2：为L的导体棒原来不带电，现将一带电量为+q的点电荷放在距导体棒左端R处， 如图所示，当导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强大小等于，万向。基础例题：C1.如图1所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们 I 不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球，下列说法正确

9、的J J 是（） 把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开图1把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上的金属箔片仍张开先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B 上的金属箔片闭合变试：如图1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端金箔张开，B端金箔闭合用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开选项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如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近（不接触，且未发生 放电现象）时，下列说法中正确的是（）A. B端的感应电荷越来越多B .导体内部场强越来越大导体的感应电荷在M点产生的场强小于在N点产生的场强导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等A端与B端积累的正负电荷数目相等一个带绝缘底座的空心金属球A带有4X10-8C的正电荷，上端开有适当小孔；有绝缘 柄的金属小球B带有2X10-8 C的负电荷，使B球和A球内壁接触，如图所示，则A、B 带电量分别为（）QA=10 8 C，QB=10 8 CQA=2X10 8 C，QB = 0QA=0，QB = 2X10 8