1．靜電平衡狀態
(1)概念：導體內的自由電子不發生定向移動時，導體就達到了靜電平衡狀態．
(2)靜電平衡狀態導體的特徵
①處於靜電平衡狀態的導體，內部場強處處為零．
②處於靜電平衡狀態的導體，其外部表面附近任一點場強方向與該點的所在表面垂直．
③靜電平衡狀態下的導體是個等勢體．
④處於靜電平衡狀態的導體內部沒有淨電荷，淨電荷只能分布在導體外表面上．
2．尖端放電
(1)達到靜電平衡時，導體表面越尖的地方，電荷分布的密集度越大．
(2)尖端放電：導體尖端的電荷密度很大，附近的電場很強，使周圍中性空氣分子電離成正負離子，那些所帶電荷與導體尖端的電荷符號相反的粒子被吸引到尖端，與尖端上的電荷中和，這相當於導體從尖端失去電荷，這種現象叫做尖端放電．
(3)應用與防止
應用舉例：避雷針；防止舉例：高壓輸電裝置的表面盡量做得光滑，避免放電．
3．對於處在靜電平衡狀態的導體，以下說法中正確的是( )
a．導體內部既無正電荷，又無負電荷
b．導體內部和外表面處的電場均為零
c．導體處於靜電平衡時，導體表面的電荷代數和為零
d．導體內部電場為零是外加電場與感應電荷產生的電場疊加的結果
答案 d
解析導體處於靜電平衡狀態時，其內部無淨電荷，即其正、負電荷總量相等，電荷量為零.其表面處有淨電荷，以至於該處電場不為零．c是因為有空腔球體和導體兩種。
4．乙個帶電金屬球，當它帶的電荷量增加後(穩定)，其內部場強( )
a．一定增加
b．一定減弱
c．可能增加也可能減弱
d. 不變
答案 d
解析：因為電荷均勻分布在球上，球是中心對稱體所以球中心的電場為零
【概念規律練】
知識點一感應電荷產生的場強的計算
1. 如圖1所示，長為l的導體棒水平放置，原來不帶電，現將一帶電荷量為＋q的點電荷放在距離棒左端r處，當棒達到靜電平衡後，棒上感應電荷在棒的中點處產生的場強等於多少？方向如何？
圖1答案 kq/(r＋)2 方向水平向左
解析導體棒在點電荷＋q的電場中發生靜電感應，左端出現負電荷，右端出現正電荷，棒中任一點都有兩個電場，即外電場——＋q在該點形成的電場e，感應電場——棒上感應電荷在該點形成的電場e′，達到靜電平衡時e＝e′.題中所求的即為e′，於是我們轉化為求e.棒的中點距離＋q為r＝r＋l/2，於是e′＝e＝，e和e′方向相反，水平向左．
2. 如圖2所示，點電荷a和b帶電荷量分別為3.0×10－8 c和－2.
4×10－8 c，彼此相距6 cm.若在兩點電荷連線中點o處放乙個半徑為1 cm 的金屬球殼，求球殼感應電荷在該中點處產生的電場強度．
圖2答案 5.4×105 n/c 方向由o指向a
解析 ＋q1在o點的場強大小為e1＝k＝3×105 n/c，方向由o指向b；－q2在o點的場強大小為e2＝k＝2.4×105 n/c，方向由o指向b；設感應電荷在o點的場強為e3，由靜電平衡條件知e3＝e1＋e2＝5.4×105 n/c，方向由o指向a.
點評處於靜電平衡狀態的導體，其內部場強為零，即外加電場與感應電荷的電場場強大小相等，方向相反，因此只需求出外加電場的場強，便可求得感應電荷產生的場強．
知識點二靜電平衡狀態電勢特點與電荷分布規律
3. 如圖3所示，水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點電荷q，一表面絕緣的帶正電小球(可視為質點且不影響q的電場)，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運動到右端，在該運動過程中( )
圖3a．小球做勻速直線運動
b．小球先做減速運動，後做加速運動
c．小球的電勢能保持不變
d．靜電力對小球所做的功為零
答案 acd
解析由於金屬板處於點電荷q形成的電場中，達到靜電平衡後，金屬板的上表面是乙個等勢面，表面上電場線是垂直向下的，所以小球受到重力、支援力、向下的電場力，合力為零，故小球做勻速直線運動．電場力對小球不做功．選a、c、d.
點評靜電平衡狀態下的導體是乙個等勢體，其外表面是乙個等勢面，因而在其表面上電場線與表面垂直．
4．如圖4所示，在絕緣板上放有乙個不帶電的金箔驗電器a和乙個帶正電荷的空腔導體b.下列實驗方法中能使驗電器箔片張開的是( )
圖4a．用取電棒c(帶絕緣柄的導體棒)先跟b的內壁接觸一下後再跟a接觸
b．用取電棒c先跟b的外壁接觸一下後再跟a接觸
c．用絕緣導線把驗電器跟取電棒c的導體部分相連，再把取電棒與b的內壁接觸
d．使驗電器a靠近b
答案 bcd
解析在a選項中先和b的內壁接觸後，由於b的內壁本身沒有電荷，所以再接觸a時驗電器箔片不張開；而b項中可以使c球帶電，從而使a球帶電；c項中用絕緣導線實際上將驗電器和b連成了乙個導體，導體棒靠近b的外表面時感應帶電a球因接觸而帶電；d項中是感應起電．所以b、c、d項正確．
點評處於靜電平衡狀態的導體，其電荷只能分布在導體的外表面上．因為導體內部的場強處處為零，導體內部就不可能有未被抵消的電荷．假如內部某處有靜電荷，在它附近的場強就不可能為零．
知識點三靜電遮蔽
5．下列實驗中，驗電器的金屬箔會張開的圖是( )
答案 b
解析 a中不會張開，金屬網可以遮蔽外電場．b中會張開，因為金屬網未接地，網內的帶電體可以對外界產生影響．c中不會張開，因為金屬網已接地，網內的帶電體對網外無影響，網外的帶電體對網內也無影響．
6. 如圖5所示，原來不帶電的金屬球殼內壁接地，將一帶正電的小球放入其中，但不與球殼接觸，則( )
圖5a．球殼內壁帶負電
b．球殼外壁帶正電
c．球殼外壁不帶電
d．若將接地線去掉再移出正電荷，殼外壁帶負電
答案 acd
解析球殼內正電荷產生電場，使球殼處於靜電平衡狀態，在球殼的內表面出現等量異種電荷，球殼的外表面出現等量同種電荷，當球殼接地時，不論內表面接地還是球殼外表面接地，待穩定後球殼的電勢必定為零．球殼的外表面無感應電荷，球殼外也沒有靜電場，這就是接地導體殼的靜電遮蔽作用．故a、c選項正確．若將接地線斷開再移去殼內正電荷時，殼內表面的負電荷就會分布到球殼的外表面上，內壁不再帶電．故d選項正確．
【方法技巧練】
一、感應電荷電場線的確定方法
7. 如圖6所示，在孤立點電荷＋q的電場中，金屬圓盤a處於靜電平衡狀態．若金屬圓盤平面與點電荷在同一平面內，試在圓盤a內做出由盤上感應電荷形成的附加電場的三條電場線．(用實線表示，要求嚴格作圖)
圖6答案如圖所示
解析畫出感應電荷形成的附加電場在a圓盤內的三條電場線(實線)如圖所示．導體a處於靜電平衡狀態，因此內部每點的合場強都為零，即導體a內的每一點，感應電荷產生的電場強度都與點電荷q在那點的電場強度大小相等、方向相反，即感應電荷的電場線與點電荷q的電場線重合，且方向相反．
方法總結處於靜電平衡狀態下導體內部由點電荷產生的電場(外電場)、感應電荷產生的電場，其實際電場為疊加後的合電場，且為零．因此，根據外加電場情況便可確定感應電荷的電場分布情況．
二、電荷分布情況的確定方法
8. 如圖7所示，a為空心金屬球，b為金屬球，將另一帶正電的小球c從a球開口處放入a球**，不接觸a球，然後用手摸一下a球，再用手接觸一下b球，再移走c球，則( )
圖7a．a球帶負電，b球帶正電
b．a球帶負電，b球不帶電
c．a、b兩球都帶負電
d．a、b兩球都帶正電
答案 b
解析首先帶正電的小球c從a球開口處放入a球**，根據靜電感應現象可知，a球內表面感應帶負電荷，外表面感應帶正電荷，手接觸a相當於a接地，由地面上來的電子與a球外表面正電荷中和，使a球外表面不帶電，a球外表面電勢為零，此時a球對外起靜電遮蔽作用，a球內的電場不影響外部．
靜電場單元
專題九 電場考點例析 電場是電學的基礎知識，是承前啟後的一章 通過這一章的學習要系統地把力學的 三大方法 複習一遍，同時又要掌握新的概念和規律。這一章為歷年高考的重點之一，特別是在力電綜合試題中巧妙地把電場概念與牛頓定律 功能關係 動量等力學知識有機地結合起來，從求解過程中可以考查學生對力學 電學有...
靜電場習題
c 質點的加速度是0.125m s2 d 質點的加速度是0.5m s2 8 一物體由靜止開始做勻加速運動，前3 s內的位移是45 cm，則第5 s內的位移是 a.15 cm b.45 cmc.81 cmd.125 cm 9 質點從靜止開始做勻加速直線運動，在第1個2s 第2個2s和第5個2s內三段位...
靜電場練習
1.關於同一電場的電場線，下列表述不正確的是 a.電場線是客觀存在的b.電場線越密，電場強度越小 c.沿著電場線方向，電勢越來越低 d.電荷在沿電場線方向移動時，電勢能減小 2.如圖所示，a b為豎直向上的電場線上的兩點，一帶電質點在a點由靜止釋放，沿電場線方向向上運動，到b點恰好速度為零，下列說法...