21导体中的电场和电
流
2.1导体中的电场和电流
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解电源的形成过程。
2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。
（二）过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。
（三）情感、态度与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。教学重、难点：理解电源的形成过程及电流的产生。会灵活运用公式计算电流的大小。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习
教学手段：投影片，多媒体辅助教学设备
教学过程：
（一）引入新课
教师：人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。
但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？
过渡：这节课就来学习有关电流的知识。（板书课题：导体中的电场和电流）
（二）进行新课
教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？
通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。
过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。
1．电源
教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）
分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？
学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R 中的电流只能是瞬时的。
教师：（投影）教材图2.1－2，（如图所示）
提出问题：如果在AB之间接上一个装置P，它能把
经过R流到A的电子取走，补充给B，使AB始终保持一
定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？
引导学生讨论、解释可能会产生的现象。培养、锻
炼学生的思维能力。通过学生回答，发表见解，培养学生语言表达能力。
师生互动，建立起电源的概念。
思考：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？
过渡：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何
特点呢？
2、导线中的电场
教师：（投影）教材图2.1－3，（如图所示）
介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图2.1－4所示。
教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。
说明：教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。
通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。
思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？
过渡：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描述呢？
3、恒定电流
教师：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流（为什么？）。
电流的强弱就用电流这个物理量来描述。
电流的定义：物理上把通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。用I表示电流。电流的定义式是什么？
q
学生：I=
t
教师：回忆一下初中学过的知识，电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？
学生：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（μA）。
它们之间的关系是： 1 mA=10-3A； 1μA=10-6A
教师：1A的物理意义是什么？
学生：如果在1 s内通过导体横截面的电荷量是1 C，导体中的电流就是1 A。即1A=1 C/s
［投影］教材42页例题，教师引导学生分析题意，构建物理模型，培养学生分
通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。
思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？
过渡：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描述呢？
师生共同分析课本上的例题1。
师生互动：讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？
点评：通过对结论的讨论，深化对物理概念和规律的理解。
（三）课堂总结、点评
（四）实例探究
☆关于电流的方向
【例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是___C____
A ．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B ．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C ．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D ．电流的方向有时与正电荷定向移动方向相同，有时与负电荷定向移动方向相同
电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。
☆关于电流的计算
【例2】某电解质溶液，如果在1 s 内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
解析：设在t =1 s 内，通过某横截面的二价正离子数为n 1，一价离子数为n 2，元电荷的电荷量为e ，则t 时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n 1+n 2）e
电流强度为I =t
q =t e n n )(221+=1100.1100.5219
18?+??×1.6×10-19A=3.2 A 【例3】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R 的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e ，运动速率为v ，求电子绕核运动的等效电流多大？
103 第八章 静电场中的导体和电介质 一、基本要求 1．理解导体的静电平衡，能分析简单问题中导体静电平衡时的电荷分布、场强分布和电势分布的特点。 2．了解两种电介质极化的微观机制，了解各向同性电介质中的电位移和场强的关系，了解各向同性电介质中的高斯定理。 3．理解电容的概念，能计算简单几何形状电容器的电容。 4．了解电场能量、电场能量密度的概念。 二、本章要点 1．导体静电平衡 导体内部场强等于零，导体表面场强与表面垂直；导体是等势体，导体表面是等势面。 在静电平衡时，导体所带的电荷只能分布在导体的表面上，导体内没有净电荷。 2．电位移矢量 在均匀各向同性介质中 E E D r εεε0== 介质中的高斯定理 ∑??=?i i s Q s d D 自 3．电容器的电容 U Q C ?= 电容器的能量 C Q W 2 21= 4．电场的能量 电场能量密度 D E w ?= 2 1 电场能量 ? = V wdV W 三、例题 8-1 下列叙述正确的有（Ｂ） （Ａ）若闭合曲面内的电荷代数和为零，则曲面上任一点场强一定为零。 （Ｂ）若闭合曲面上任一点场强为零，则曲面内的电荷代数和一定为零。
104 （Ｃ）若闭合曲面内的点电荷的位置变化，则曲面上任一点的场强一定会改变。 （Ｄ）若闭合曲面上任一点的场强改变，则曲面内的点电荷的位置一定有改变。 （Ｅ）若闭合曲面内任一点场强不为零，则闭合曲面内一定有电荷。 解：选（B ）。由高斯定理??∑=?0/εi i q s d E ，由 ∑=?=00φq ，但场强则 不一定为零，如上题。 （C ）不一定，受静电屏蔽的导体内部电荷的变动不影响外部场强。 （D ）曲面上场强由空间所有电荷产生，改变原因也可能在外部。 （E ）只要通过闭曲面电通量为0，面内就可能无电荷。 8-2 如图所示，一半径为Ｒ的导体薄球壳，带电量为-Ｑ1，在球壳的正上方距球心Ｏ距离为３Ｒ的Ｂ点放置一点电荷，带电量为＋Ｑ2。令∞处电势为零，则薄球壳上电荷-Ｑ1在球心处产生的电势等于___________，＋Ｑ2在球心处产生的电势等于__________，由叠加原理可得球心处的电势Ｕ0等于_____________；球壳上最高点Ａ处的电势为_______________。 解：由电势叠加原理可得，球壳上电荷-Ｑ1在O 点的电势为 R Q U 0114πε- = 点电荷Ｑ2在球心的电势为 R Q R Q U 02 0221234πεπε= ?= 所以，O 点的总电势为 R Q Q U U U 01 2210123ε-= += 由于整个导体球壳为等势体，则 0U U A =R Q Q 01 2123ε-= 8-3 两带电金属球，一个是半径为２Ｒ的中空球，一个是半径为Ｒ的实心球，两球心间距离ｒ（>>Ｒ），因而可以认为两球所带电荷都是均匀分布的，空心球电势为Ｕ1，实心球电势为Ｕ2，则空心球所带电量Ｑ1=___________，实心球所带电Ｑ2=___________。若用导线将它们连接起来，则空心球所带电量为______________，两球电势为______________。 解：连接前，空心球电势R Q U 2401 1πε= ，所以带电量为
导体中的电场和电流 电源：其作用是在电源内部把电子从正极搬运到负极 导线中的电场：由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同激发形成，由稳定分布的电荷所形成的电场是恒定电场 恒定电流 定义：大小和方向都不随时间变化的电流 电流：描述电流强弱的物理量 公式Q=IT，I=Q/T 一、电流 1、导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流 2、电源可使电路中保持持续电流 二、导线中的电场 1、导线中电场的形成 2、恒定电场 三、恒定电流 定义：大小和方向都不随时间变化的电流 电流：描述电流强弱程度的物理量 公式Q=IT，I=Q/T 单位：安培A 毫安微安 四、电流的微观表达式 1、电流的微观表达式I=NQSV（推导过程略） 2、三种速率的区别 电流传导速率：等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力作用而定向移动形成电流（对整体而言） 电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级为10-5M/S（对每个电子而言） 电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速率与温度有关，通常情况为每秒几百米 电动势 一、电源 1、定义：电源是把其他形式的能转化为电能的装置 2、作用：在导体（或电路）两端保持一定的电压 二、电动势 1、非静电力 2、电动势 （1）定义：静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值 （2）公式：E=W/Q （3）单位：伏特V （4）物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功 （5）方向规定：标量，为研究方便，规定其方向为电源内部电流方向，即由电源负极指向正极 三、内阻 电源内部也是由导体组成，所以也有电阻，叫做电源的内阻。内阻和电动势同为电源的重要
导体中的电场和电流 1．下列叙述中，产生电流的条件是（） A．有自由电子 B．导体两端存在电势差 C．任何物体两端存在电压 D．导体两端有恒定电压 2．下列说法中正确的有（） A．导体中电荷运动就形成了电流 B．电流强度的单位是安培 C．电流强度有方向，它是一个矢量 D．一切导体，只要其两端电势差为零，则电流强度就为零 3．对电流概念的正确理解是（） A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大 B．导体的横截面越大，电流越大 C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大 D．导体中的自由电荷越多，电流越大 4．下列关于电流的说法中，正确的是（） A．金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率 B．温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大 C．电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D．通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速 5．金属导体导电是作定向移动，电解液导电是作定向移动，气体导电是和都作定向移动。 6．通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量是( ) A．20C B．50C C．1200C D．2000C 巩固练习 1.下列说法中正确的是( ). A．电流的方向就是电荷移动的方向 B．在某一直流电源的外电路上，电流的方向是从电源正极流向负极 C．电流都是由电子的移动形成的 D．电流是有方向的量，所以是矢量 2．某一探测器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达探测器的阳极，则探测器电路中的电流为( ). A．0 B．2ne/t C．3ne/t D．4ne/t 3．有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在△t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（） A．nvS△t B．nv△t C． D． ４．若上题中单位体积的导线中有n个自由电子改为单位长度的导线中有n个自由电子，则正确的答案为（） 提高练习 １.银导线的横截面积S，通以大小为I的电流，设银的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为N A.若每个银原子可以提供一个自由电子，则银导线每单位长度上的自由电子数的计算式n=________。
第4节 电场中的导体 作业 1.导体处于静电平衡时，下列说法正确的是( ) A ．导体内部没有电场 B ．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面 C ．导体内部没有电荷的运动 D ．以上说法均不对 2．一金属球，原不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN ，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a 、b 、c 三点的场强大小分别为E a 、 E b 、E c ，三者相比( ) A ．E a 最大 B ．E b 最大 C ．E c 最大 D ． E a ＝E b ＝E c 3．具有一定厚度的空心金属球壳的球心位置处放一正电荷，下面四个图中画出了其空间电场的电场线情况，符合实际情况的是( ) 4．如图所示，棒AB 上均匀分布着正电荷，它的中点正上方有一P 点，则P 点的场强方向为( ) A ．垂直于A B 向上 B ．垂直于AB 向下 C ．平行于AB 向左 D ．平行于AB 向右 5．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN ，如 图
图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比( ) A．E a 最大 B．E b 最大 C．E c 最大 D．E a ＝E b ＝E c 6．在点电荷－Q的电场中，一金属薄圆盘处于静电平衡状态，若薄圆盘与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A点所激发的附加场强E′的方向在下图中正确的是 ( ) 7.如图所示，在球壳内部球心放置带电荷量为＋Q的点电荷，球壳内有A点，壳壁中有B点，壳外有C点，则下列说法正确的是 ( ) A．A、B两点场强均为零 B．E A >E B >E C C．A点场强不为零，B、C两点场强为零 D．A、C两点场强不为零，B点场强为零 8．在如图所示的实验中，验电器的金属箔会张开的是( ) 9．在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q 1，一个带负电Q 2 ，且Q 1 ＝2Q 2 .用E 1 和E 2 图
第十章静电场中的导体和电介质§10-1 静电场中的导体 一、导体的静电平衡 1、金属导体的电结构及静电感应 （1）金属导体：由带正电的晶格和带负电的自由电子组成. 带电导体：总电量不为零的导体； 中性导体：总电量为零的导体； 孤立导体：与其他物体距离足够远的导体. “足够远”指其他物体的电荷在该导体上激发的场强小到可以忽略. （2）静电感应过程：导体内电荷分布与电场的空间分布相互影响的过程. （3）静电平衡状态：导体中自由电荷没有定向移动的状态. 2、导体静电平衡条件 （1）从场强角度看： ①导体内任一点，场强； ②导体表面上任一点与表面垂直. 证明：由于电场线与等势面垂直，所以导体表面附近的电场强度必定与该处表面垂直. 说明：①静电平衡与导体的形状和类别无关.
②“表面”包括内、外表面； （2）从电势角度也可以把上述结论说成：静电平衡时导体为等势体. ①导体内各点电势相等； ②导体表面为等势面. 证明：在导体上任取两点A，B，.由于=0，所以. （插话：空间电场线的画法. 由于静电平衡的导体是等势体，表面是等势面.因此，导体正端发出的电场线绝对不会回到导体的负端.应为正电荷发出的电场线终于无穷远，负电荷发出的电场线始于无穷远.） 二、静电平衡时导体上的电荷分布 1、导体内无空腔时电荷分布 如图所示，导体电荷为Q，在其内作一高斯面S，高斯定理为： 导体静电平衡时其内， ， 即. S面是任意的，导体内无净电荷存在. 结论：静电平衡时，净电荷都分布在导体外表面上. 2、导体内有空腔时电荷分布 （1）腔内无其它电荷情况 如图所示，导体电量为Q，在其内作一高斯面S，高斯定理为：
21导体中的电场和电 流
2.1导体中的电场和电流 教学目标： （一）知识与技能 1、了解电源的形成过程。 2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。 （二）过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。 （三）情感、态度与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。教学重、难点：理解电源的形成过程及电流的产生。会灵活运用公式计算电流的大小。 教学方法：探究、讲授、讨论、练习 教学手段：投影片，多媒体辅助教学设备 教学过程： （一）引入新课 教师：人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。 但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？
过渡：这节课就来学习有关电流的知识。（板书课题：导体中的电场和电流） （二）进行新课 教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？ 通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。 过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。 1．电源 教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示） 分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？ 学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R 中的电流只能是瞬时的。 教师：（投影）教材图2.1－2，（如图所示）
导体中的电场和电流 课前了解 1.自由电子定向移动就能形成电流，怎么样才能使自由电子定向移动呢？ 答案：使导体两端有电压. 2.将小灯泡接在充满电的电容器两端，看到小灯泡闪亮一下后就熄灭了，而在手电筒里的小灯泡却能正常发光，这是为什么呢？ 答案：在充满电的电容器两端接上小灯泡，电容器中的电荷通过小灯泡电路放电，正负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在小灯泡电路中形成持续的电流.而手电筒中的电池可以使电路中保持有持续的电流. 学习目标 1.知道什么是电源，电源在电路中的作用. 2.理解有电源的电路中导线的内部电场强度的特点，知道恒定电场与静电场的基本性质相同，在静电场中适用的关系在恒定电场中同样适用. 3.知道什么叫恒定电流；知道电流的单位；理解电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系 概述“恒定电流”是高中物理教学的重点章节之一，欧姆定律是本章的基础.从知识内容上来看，它包括:用部分电路和闭合电路欧姆定律解决串、并联电路中的电流、电压、电功率的问题，含有电容器的直流电路问题，含有非理想电表的问题，分析有故障的电路问题，以及实验中测电阻、测电源电动势和内阻等问题，并介绍了简单的逻辑电路.从能力要求来看，要求学生会简化复杂电路和综合分析电路，会用数学知识解决物理中的实际问题，如分析图象、选取实验器材、连接实验电路图和进行误差分析等. 在本章的学习中要讲究分析、解决问题的方法，比如充分利用定量动态分析、等效法的运用、模型的转化、非电学量和电学量的转化，以及极限法、赋值法等，
这些都是学好本章所必须采用的方法.还要注意能量的转化与守恒问题在直流电路中的应用：（1）在纯电阻电路中，电路消耗的电能完全转化为热能；（2）在非纯电阻电路中，例如电路中接有电动机、蓄电池等，电能大部分就要转化为机械能输出对外做功，或转化为化学能储存在蓄电池中.另外，恒定电流中有不少物理量是用其他物理量的比值来定义的，如I= t Q 、R=I U 等，这些式子叫做定义式，而I=nqvS 、R=ρS l 等是这些物理量的决定式，因而学习这一章时，要特别注意定义式与决定式的区别. 知识点剖析 1.理解导线中的电场时要注意 （1）产生稳恒电流的电路中的电场是合电场（E ）.它由两部分组成：一是电源的电场（E 0）；二是导线两侧的堆积电荷的电场（E ′）. （2）稳恒电流的电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的,但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定.就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷. 2.理解恒定电流时要注意 （1）在产生恒定电流的电路中，自由电子在多个位置的定向运动速率不变. （2）通过导体横截面的电荷量跟通过这些电荷量所用时间的比值叫电流.表示电流的强弱.I=q/t. 单位：安培，简称安，国际符号A ，它是国际单位制中的七个基本单位之一. 因为串联电路中电流处处相等，所以横截面较小的导体中自由电子定向移动速率较大. （3）电流是标量，但有方向，一般称双向标量，其大小表示电流的强弱，电流的计算遵循代数加法而不是矢量加法. 电流的方向不变的电流叫做直流电，大小恒定的直流电为稳恒电流.
静电场中的导体与电介质考试题及答案 6 －1 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近，则导体B 的电势将（ ） （A ） 升高 （B ） 降低 （C ） 不会发生变化 （D ） 无法确定 分析与解 不带电的导体B 相对无穷远处为零电势。由于带正电的带电体A 移到不带电的导体B 附近时，在导体B 的近端感应负电荷；在远端感应正电荷，不带电导体的电势将高于无穷远处，因而正确答案为（A ）。 6 －2 将一带负电的物体M 靠近一不带电的导体N ，在N 的左端感应出正电荷，右端感应出负电荷。若将导体N 的左端接地（如图所示），则（ ） （A ） N 上的负电荷入地 （B ）N 上的正电荷入地 （C ） N 上的所有电荷入地 （D ）N 上所有的感应电荷入地 分析与解 导体N 接地表明导体N 为零电势，即与无穷远处等电势，这与导体N 在哪一端接地无关。因而正确答案为（A ）。 6 －3 如图所示将一个电量为q 的点电荷放在一个半径为R 的不带电的导体球附近，点电荷距导体球球心为d ，参见附图。设无穷远处为零电势，则在导体球球心O 点有（ ） （A ）d εq V E 0π4,0= = （B ）d εq V d εq E 02 0π4,π4== （C ）0,0==V E
（D ）R εq V d εq E 020π4,π4== 分析与解 达到静电平衡时导体内处处各点电场强度为零。点电荷q 在导 体球表面感应等量异号的感应电荷±q ′，导体球表面的感应电荷±q ′在球心O 点激发的电势为零，O 点的电势等于点电荷q 在该处激发的电势。因而正确答案为（A ）。 6 －4 根据电介质中的高斯定理，在电介质中电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于这个曲面所包围自由电荷的代数和。下列推论正确的是( ) （A ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内一定没有自由电荷 （B ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分等于零，曲面内电荷的代数和一定等于零 （C ） 若电位移矢量沿任意一个闭合曲面的积分不等于零，曲面内一定有极化电荷 （D ） 介质中的高斯定律表明电位移矢量仅仅与自由电荷的分布有关 （E ） 介质中的电位移矢量与自由电荷和极化电荷的分布有关 分析与解 电位移矢量沿任意一个闭合曲面的通量积分等于零，表明曲面 内自由电荷的代数和等于零；由于电介质会改变自由电荷的空间分布，介质中的电位移矢量与自由电荷与位移电荷的分布有关。因而正确答案为（E ）。 6 －5 对于各向同性的均匀电介质，下列概念正确的是（ ） （A ） 电介质充满整个电场并且自由电荷的分布不发生变化时，电介质中的电场强度一定等于没有电介质时该点电场强度的1/εｒ倍 （B ） 电介质中的电场强度一定等于没有介质时该点电场强度的1/εｒ倍 （C ） 在电介质充满整个电场时，电介质中的电场强度一定等于没有电介质时该
§1. 3、电场中的导体与电介质 一般的物体分为导体与电介质两类。导体中含有大量自由电子；而电介质中各个分子的正负电荷结合得比较紧密。处于束缚状态，几乎没有自由电荷，而只有束缚电子当它们处于电场中时，导体与电介质中的电子均会逆着原静电场方向偏移，由此产生的附加电场起着反抗原电场的作用，但由于它们内部电子的束缚程度不同。使它们处于电场中表现现不同的现象。 1．3．1、静电感应、静电平衡和静电屏蔽 ①静电感应与静电平衡 把金属放入电场中时，自由电子除了无规则的热运动外，还要沿场强反方向做定向移动，结果会使导体两个端面上分别出现正、负净电荷。这种现象叫做“静电感应”。所产生的电荷叫“感应电荷”。由于感应电荷的聚集，在导体内部将建立起一个与外电场方向相反的内电场（称附加电场），随着自由电荷的定向移动，感应电荷的不断增加，附加电场也不断增强，最终使导体内部的合场强为零，自由电荷的移动停止，导体这时所处的状态称为静电平衡状态。 处于静电平衡状态下的导体具有下列四个特点： （a）导体内部场强为零； （b）净电荷仅分布在导体表面上（孤立导体的净电荷 仅分布在导体的外表面上）； （c）导体为等势体，导体表面为等势面； （d）电场线与导体表面处处垂直，表面处合场强不为 0。 图1-3-1 ②静电屏蔽
静电平衡时内部场强为零这一现象，在技术上用来实现静电屏蔽。金属外壳 或金属网罩可以使其内部不受外电场的影响。如图1-3-1所示，由于感应电荷的 存在，金属壳外的电场线依然存在，此时，金属壳的电势高于零，但如图把外壳 接地，金属壳外的感应电荷流入大地（实际上自由电子沿相反方向移动），壳外 电场线消失。可见，接地的金属壳既能屏蔽外场，也能屏蔽内场。 在无线电技术中，为了防止不同电子器件互相干扰，它们都装有金属外壳， 在使用时，这些外壳都必须接地，如精密的电磁测量仪器都装有金属外壳，示波 管的外部也套有一个金属罩就是为了实现静电屏蔽，高压带电作用时工作人员穿 的等电势服也是根据静电屏蔽的原理制成。 1．3．2、 电介质及其极化 ①电介质 电介质分为两类：一类是外电场不存在时，分子的正负电荷中心是重合的， 这种电介质称为非极性分子电介质，如、等及所有 的单质气体；另一类是外电场不存在时，分子的正负电荷中 心也不相重合，这种电介质称为极性分子电介质，如、等。对于有极分子，由于分子的无规则热运动，不加外 电场时，分子的取向是混乱的（如图1-3-2），因此，不加外电场时，无论是极 性分子电介质，还是非极性分子电介质，宏观上都不显电性。 ②电介质的极化 当把介质放入电场后，非极性分子正负电荷的中心 被拉开，分子成为一个偶极子；极性分子在外电场作用 下发生转动，趋向于有序排列。因此，无论是极性分子 图 1-3-2 图1-3-3
2.1导体中的电场和电流DOC最新版 高中物理课堂教学教案2.1导体中的电场和电流年月日课题§2.1导体中的电场和电流课型新授课（课时）教学目标（一）知识与技能1、了解电源的形成过程。2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。（二）过程与方法在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。（三）情感、态度与价值观通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。教学重点、难点理解电源的形成过程及电流的产生。会灵活运用公式计算电流的大小。教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段投影片，多媒体辅助教学设备教学活动（一）引入新课教师：人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？过渡：这节课就来学习有关电流的知识。（板书课题：导体中的电场和电流）（二）进行新课教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。1．电源教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）分别带正、负电荷的a、b两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线r将它们连接起来，分析a、b周围的电场、a、b之间的电势差会发生什么变化？最后，a、b两个导体球会达到什么状态？r中出现了怎样的电流？学生活动：在教师的引导下，分析a、b周围的电场、a、b之间的电势差的变化情况。认识到，最终a、b两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线r中的电流只能是瞬时的。教师：（投影）教材图2.1－2，（如图所示）提
高中物理电场中的导体的习题及答案 高中物理关于电场中的导体的习题及答案 1.导体处于静电平衡时，下列说法正确的是() A．导体内部没有电场 B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面 C．导体内部没有电荷的运动 D．以上说法均不对 答案：D A．将玻璃板换成钢板 B．向舞区哈一口气 C．将玻璃板和地面用导线连接 D．用一根火柴把舞区烤一烤 答案：D ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头 ②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备 ③固定电话和手提电话均可正常使用 ④在旷野，应远离树木和电线杆 A．①②③B．①②④ C．①③④D．②③④ 答案：B
解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端 放电．固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成 人体伤害，故不能使用． 4．金属球壳原来带有电荷，而验电器原来不带电，如图所示， 现将金属球壳内表面与验电器的金属小球相连，验电器的金属箔() A．不会张开B．一定会张开 C．先张开后闭合D．可能会张开 答案：B 5．(2009长沙市一中高二检测)如图所示，棒AB上均匀分布着 正电荷，它的中点正上方有一P点，则P点的场强方向为() A．垂直于AB向上B．垂直于AB向下 C．平行于AB向左D．平行于AB向右 答案：A 6．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． (3)比较A、B端外表面场强大小． (5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？ 答案：(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB (2)A点和B点场强均为零，EA＝EB＝0 (3)利用电场线分布可知A端分布密，E′A>E′B (4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负 电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关
第六章 静电场中的导体和电介质 将一个带电物体移近一个导体壳，带电体单独在导体空腔内激发的电场是否等于零静电屏蔽的效应是如何体现的 答：带电体单独在导体空腔内激发的电场不为零。静电屏弊效应体现在带电体的存在使导体腔上的电荷重新分布（自由电子重新分布），从而使得导体空腔内的总电场为零。 将一个带正电的导体 A 移近一个接地的导体 B 时，导体 B 是否维持零电势其上面是否带电 答：导体B 维持零电势，其上带负电。 在同一条电场线上的任意两点 a 、b ，其场强大小分别为a E 及b E ，电势分别为a V 和b V ，则以下结论正确的是： (1 ) b a E E =； (2 ) b a E E ≠； (3) b a V V = ； (4) b a V V ≠ 。 答：同一条电场线上的两点，电场强度可以相同，也可以不同，但沿着电场线电势降低，所以选（4）。 电容器串、并联后的等值电容如何决定在什么情况下宜用串联什么情况下宜用并联 解：串： ∑=i i c c 1 1 并：∑=i i c c 当手头的电容器的电容值比所需要的电容值小，宜用并联。当手头的电容器的耐压值比所需要的大，宜采用电容器串联。 两根长度相同的铜导线和铝导线，它们两端加有相等的电压．问铜线中的场强与铝线中的场强之比是多少铜线中的电流密度与铝线中的电流密度之比是多少（已知 m 1082m,104487?Ω?=ρ?Ω?=ρ--..铝铜） 答：电压V 相同和导线长度l 相同，则电场强度E 相同； 由 ρ σE E j = = 得：1107 10 4410827 8=??=ρρ= ? ρ=ρ--..铜 铝铝 铜铝铝铜铜j j j j
第九章 静电场中的导体与电介质 1 第九章 静电场中的导体与电介质 §9-1 导体和电介质 【基本内容】 一、导体周围的电场 导体的电结构：导体内部存在可以自由移动的电荷，即自由电子。 静电平衡状态：导体表面和内部没有电荷定向移动的状态。 1、导体的静电平衡条件 （1）导体内部场强处处为零0=内E ; （2）导体表面的场强和导体表面垂直。 2、静电平衡推论 （1） 静电平衡时，导体内部（宏观体积元内）无净电荷存在； （2） 静电平衡时，导体是一个等势体，其表面是一个等势面。 3、静电平衡时导体表面外侧附近的场强 εσ= E 4、静电平衡时导体上的电荷分布 （1） 实心导体：电荷只分布在导体表面。 （2）空腔导体（腔内无电荷）：内表面不带电，电荷只分布在导体外表面。 （3）空腔导体（腔内电荷代数和为q ）：内表面带电q -，导体外表面的电荷由电荷的守恒定律决定。 5、静电屏蔽 导体上电荷分布的结果，使空腔内部电荷的运动不影响导体外部的电场；导体外部电荷的运动，不影响导体空腔内部的电场。 二、电介质与电场 1、电介质的极化 （1）电介质的极化：在外电场作用下，电介质表面和内部出现束缚电荷的现象。 （2）极化的微观机制 电介质的分类：（1）无极分子电介质——分子的正、负电荷中心重合的电价质；（2）有极分子电介质——分子的正、负电荷中心不重合的电介质。 极化的微观机制：在外电场作用下，（1）无极分子正、负电荷中心发生相对位移，形成电偶极子，产生位移极化；（2）有极分子因有电偶矩沿外电场取向，形成取向极化。 2、电介质中的电场 （1）电位移矢量 E D ε= 其中ε——介电质的介电常数，0εεεr =，r ε——介电质的相对介电常数。
静电场中的导体与电介质作业 1．题号：40743001 分值：10分 如图下所示，一半径为1R 的无限长导体，单位长度带电量为λ，外有一半径为2R ， 单位长度带电量为λ-的圆筒形导体，两导体同轴，内外圆柱面间充满相对电容率为 r ε的均匀电介质。求：（1）该导体系统内外的电场分布；（2）两导体轴心处的电势（设 外圆筒面外任意一点P 的电势为零，P 点与中心轴的距离为P R ）；（3）电介质中的极化强度；（4）画出r E -曲线。 2．题号：40743002 分值：10分 半径为1R 的金属球带电荷量Q +，外罩一半径为2R 的同心金属球壳，球壳带电量 Q +，厚度不计，内外两球面间充满相对电容率为r ε的均匀电介 质。求：（1）该球面系统内外的电场分布；（2）球心处的电势；（3）电介质中的极化强度；（4）画出r E -曲线。 3．题号：40743003 分值：10分 一个半径为R 电容率为ε的均匀电介质球的中心放有点电荷q ，求(1)电介质球内、外电位移的分布；(2)电介质球内、外电场强度和电势的分布；(3)球体表面极化电荷的密度。 4．题号：40743004 分值：10分 如图所示，带电量为Q 、半径为0R 的金属球置于介电常量为ε，半径为R 的均匀介质球内。求（1）介质层内、
外的D 、E 的分布；（2）介质层内、外表面上的束缚电荷面密度。 5．题号：40843012 分值：10分 如下图所示，真空中的球形电容器的内、外球面的半径分别为1R 和2R ，所带电荷量为Q ±。求：（1）该系统各区间的场强分布；（2）该系统各区间的电势分布；（3）该系统的电容。 6．题号：40842020 分值：10分 （1）．一电荷面密度为σ “无限大”均匀带电平面，若以该平面处为电势零点，试求带电平面 x ＞0 空间的电势分布。 （2）．如图所示，真空中的球形电容器的内、外半径分别为1R 和2R ，所带电荷量为Q ±。求该电容器的电容。 静电场中的导体与电介质作业解答 1．题号：40743001 分值：10分 解答及评分标准： （1）由高斯定理得出电场分布：0 2032 022 1 11 =>= <<= §1导体中的电场和电流 【典型例题】 【例1】如图验电器A 带负电，验电器B 不带电，用导体棒连接A 、B 的瞬间，下列叙述中错误的是（ A ） A 、有瞬时电流形成，方向由A 到B B 、A 、B 两端的电势不相等 C 、导体棒内的电场强度不等于零 D 、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动 【解析】A 、B 两个导体，由A 带负电，在A 导体周围存在指向A 的电场，故B 端所在处的电势B ?应高于A 端电势A ?；另外导体棒中的自由电荷在电场力的作用下，发出定向移动，由于导体棒中的自由电荷为电子，故移动方向由A 指向B ，电流方向应有B 到A 。 【答案】A 【例2】在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U 的作业下被加速，且形成的电流强度为I 的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子的质量为m ，电荷量为e ，进入加速电场之前的速度不计，则在t 秒内打在荧光屏上的电子数为多少？ 【解析】本题已知的物理量很多，有同学可能从电子被电场加速出发，利用动能定理来求解，如这样做，将可求得电子打到荧光屏的速度，并不能确定打到荧光屏上的电子数目，事实上，在任何相等时间里，通过电子流动的任一横截面的电荷量是相等的，荧光屏是最后的一个横截面，故有t 时间里通过该横截面的电量Q=It ，这样就可得到t 时间里打在荧光屏上的电子数目，n=e It e Q = 【例3】如图所示的电解槽中，如果在4s 内各有8c 的正、负电荷通 过面积为0.8㎡的横截面AB ，那么 ⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向； ⑵电解槽中的电流方向如何？ ⑶4s 内通过横截面AB 的电量为多少？ ⑷电解槽中的电流为多大？ 【解析】⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动 ⑵电解槽中的电流方向向右 ⑶8C 的正电荷向右通过横截面AB ，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C ⑷由电流强度的定义I=4 16=t Q =4A 【基础练习】 一、选择题： 1、下列关于电流的说法中正确的是（ ） A 、只要导体中有电荷运动，就有电流 B 、导体中没有电流时，导体内的电荷是静止的 C 、导体中的电流一定是自由电子定向移动形成的 D 、电流可能是由正电荷定向移动形成的，也可能是负电荷定向移动形成的 2、形成持续电流的条件是（ ） 1一个未带电的空腔导体球壳，内半径为R ．在腔内离球心的距离为d 处( d < R )，固定一点电荷+q ，如图所示. 用导线把球壳接地后，再把地线撤去．选无穷远处为电势零点，则球心O 处的电势为 (A) 0 ． (B) d q 04επ． (C) R q 04επ-． (D) )1 1(40R d q -πε． 2三块互相平行的导体板，相互之间的距离d 1和d 2比板面积线度小得多，如果2d 1＝d 2 两面上电荷面密度分别为σ1和σ2，如图所示．则比值σ1 / σ2 (A) 1． (B) 2． (C) 3． (D) 4． 3 图示一均匀带电球体，总电荷为+Q ，其外部同心地罩一内、外半径分别为r 1、r 2的金属球壳．设无穷远处为电势零点， 则在球壳内半径为r 的P 点处的场强和电势为： (A) 2 04r Q E επ=，r Q U 04επ=． (B) 0=E ，204r Q U επ=． (C) 0=E ，r Q U 04επ=． (D) 0=E ， 104r Q U επ=． 4当一个带电导体达到静电平衡时： (A) 导体表面曲率较小处电荷密度较小． (B) 导体表面曲率较小处电势较高． (C) 导体内部任一点电势都为零． (D) 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零． ［ ］ 5 两个同心薄金属球壳，半径分别为R 1和R 2 (R 2 > R 1 )，若内球壳带电荷Q ，则两者的电势分别为U 1和U 2 (选无穷远处为电势零点)．现用导线将两球壳相连接，则它们的电势为 (A) U 1． (B) )(2 1 21U U +． (C) U 1 + U 2． (D) U 2． 6当平行板电容器充电后，去掉电源，在两极板间充满电介质，其中正确的结果是 (A) 极板上自由电荷减少 (B) 两极板间的电势差变大 (C) 两极板间电场强度变小 (D) 两极板间的电场强度不变 7一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图．当两极板带上恒定的等量异号电荷时，其正确的结论是： (A) 极板左半边电荷密度大． +Q 高中物理 2.1 导体中的电场和电流教案新人教版选修3-1 一、教学目标 （一）知识与技能 1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。 （二）过程与方法 通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理 解。 （三）情感态度与价值观 通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇 于探究与日常生活有关的物理学问题。 三、重点与难点： 重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。 四、教学过程 （一）先对本章的知识体系及意图作简要的概述 （二）新课讲述----第一节、导体中的电场和电流 1．电源： 先分析课本图2。1-1 说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手） 【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源） 类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、B的 水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作 用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在 这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。 教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢? 让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B 中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置） 2．导线中的电场： 结合课本图2。1-4分析导线中的电场的分布情况。 导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。 通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。 恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。 3．电流（标量） （1）概念：电荷的定向移动形成电流。 2.1 导体中的电场和电流 教学目标： 1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。 引言： 人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。 但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？这节课学习有关电流的知识。 一、电源： 1、导体中产生电流的条件： （1）存在自由电荷：金属导体——自由电子 电解液——正、负离子 （2）导体两端存在电势差：当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流 2、电源：就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。 （从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置） 3、电源的作用:保持导体两端的电势差(电压),使导体中有持续的电流. 二、导线中的电场（恒定电场）： 1、恒定电场：假设在电源正、负极之间连一根导线，导线内很快形成沿导线方向的电场，导体内的电场线保持和导线平行。 导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。（动态平衡） 由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场. 2、产生原因：导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果： 其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。 其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。 3、性质：在恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，基本性质与静电场相同，静电场的各种概念都适用。 思考题 我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么? 区分静电平衡和动态平衡。（动态平衡） 三、恒定电流（标量） 第1章静电场 第4节电场中的导体 [课时作业] 对应学生用书第90页 一、选择题 1．(多选)如图所示,在真空中把一绝缘导体向带负电的小球P缓缓靠近(不相碰)．下列说法中正确的是( ) A．B端的感应电荷越来越多 B．导体内场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等 解析：导体移近电荷Q时,导体中电荷受到的外界电场力变大,使电荷不断移动,故A正确．由于导体缓慢移动,且静电平衡是以光速完成的,所以导体AB总是处于静电平衡状态,其内部场强为零,故B 错．因合场强为零,感应电荷在M、N两点产生的场强应与点电荷Q在M、N两点产生的场强等大反向, 由E＝k Q r2 可知C对,则D错．该题易出错的地方是对外电场(点电荷Q)的场强、感应电荷的场强分不清,以及对三者关系不明确,正确选项为A、C. 答案：AC 2．(多选)a、b、c、d分别是一个菱形的四个顶点,∠abc＝120°.现将三个等量的正点电荷＋Q分别固定在a、b、c三个顶点上,下列说法正确的有( ) A．d点电场强度的方向由O指向d B．O点电场强度的方向由d指向O C．d点的电场强度大于O点的电场强度 D．d点的电场强度小于O点的电场强度 解析：a、c两点的点电荷在d点的电场强度叠加后方向由O指向d,b点的点电荷在d点的电场强度的 方向由O 指向d,所以d 点的电场强度的方向由O 指向d,选项A 正确；同理,O 点场强的方向也由O 指向d,选项B 错误；设菱形的边长为L,则a 、c 两点的点电荷在d 点的电场强度沿竖直方向的分量均为E y ＝kQ L 2cos 60°＝kQ 2L 2,故d 点的电场强度为E d ＝2×kQ 2L 2＋kQ L 2＝2kQ L 2；a 、c 两点的点电荷在O 点的场强叠 加后为0,故O 点的电场强度为E O ＝ kQ ? ?? ??L 22＝4kQ L 2,所以E d 第二章 恒定电流 §1导体中的电场和电流
导体和电介质
高中物理2.1导体中的电场和电流教案新人教版选修3-1
2.1 导体中的电场和电流
鲁科版高中物理选修3-1 课时作业：第1章 第4节 电场中的导体
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