2018年高中物理第1章静电场第4节电场中的导体随堂演练巩固提升鲁科版选修3_1
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【知识点详解】 1. **静电屏蔽原理**:在高电压操作中,电力工作人员穿戴的屏蔽服是由导电金属材料和纺织纤维混纺制成的,其目的是利用静电屏蔽效应。当处于高压电场中,屏蔽服能形成一个等电位屏蔽面,使人体表面的电位与周围环境相同,从而避免电流通过人体造成伤害。静电屏蔽可以消除或减少电场的影响,保护人体安全。 2. **导体静电平衡**:在静电场中,如果一个导体达到静电平衡,其内部的电场强度为零。这意味着导体内部的电荷重新分布,使得内部任何位置的电场都为零。例如,带正电的小球放在不带电的空心金属球内部或外部,当导体达到静电平衡时,内部电荷会重新分布,可能会导致外部电场改变,但内部电场始终为零。 3. **等电位**:在静电平衡状态下,导体内部各点的电势相等,但并不意味着电势为零。等电位意味着没有电势差,因此导体内部的电荷不会流动。例如,电力工作人员穿屏蔽服后,体内形成等电位区,但电势不一定为零。 4. **点电荷产生的电场**:两个点电荷产生的电场强度取决于它们的电荷量和相对距离。根据库仑定律,电场强度与电荷量的乘积成正比,与距离的平方成反比。例如,题目中提到的正点电荷a、b产生的电场强度,会随着它们电荷量的不等而有所不同,且在它们连线的中垂线上,电场强度的方向取决于这两个点电荷的相对大小。 5. **金属球的感应电荷**:当一个绝缘导体靠近带电物体时,导体会根据静电感应原理在其表面感应出相反电荷,以抵消外部电场的影响。在金属球内部,电场强度为零,感应电荷产生的电场与外部电荷产生的电场相互抵消。 6. **静电平衡条件下的场强**:在静电平衡状态下,导体内部任意点的场强为零,如金属球内部的场强。在球外,导体表面会感应出电荷,这些电荷产生的电场与外部电荷产生的电场相结合,使得导体内部的电场为零。 7. **带电体的场强分布**:当带电体靠近不带电的导体时,导体内的电荷会重新分布,使得导体内部场强为零。例如,题中提到的验电器被金属网罩住后,验电器箔片不会张开,因为金属网屏蔽了外部电场的影响。 通过以上分析,我们可以了解到静电场中的导体如何达到静电平衡、静电屏蔽的作用、电场强度的计算以及电荷分布的影响等因素,这些都是高中物理静电学中的核心概念。掌握这些知识对于理解和解决实际问题,如电力安全、电子设备的防护等具有重要意义。
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