第9章 静电场-第2节 静电场中能的性质 课件—2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦静电场能的性质专题，覆盖描述电场能的物理量、电势差与场强关系等五大核心考点，依据高考评价体系梳理必备知识与关键能力，分析电势、场强等高频考点权重，归纳轨迹分析、场强叠加等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题情境+模型建构+科学推理”策略，如以2024湖南点电荷电势题为例，用点电荷电势公式及叠加法突破，培养科学思维与物理观念，提供等分法确定电场线等解题技巧，帮助学生掌握得分关键，教师可据此精准指导复习，提升备考效率。

第9章 静电场 第2节 静电场中能的性质 1 考点一 描述电场能的性质的物理量 考点二 电势差与电场强度的关系 考点三 电场线、等势面及运动轨迹问题 考点四 几种常见电场的场强和电势分析 考点五 静电的防止与利用 2 考点一 描述电场能的性质的物理量 3 1.静电力做功的特点 静电力做功与______无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。 2.电势能 （1）定义：电荷在电场中具有的______，称为电势能。 （2）说明：电势能具有相对性，通常把__________或__________的电势能规定为零。 路径 势能 无限远处 大地表面 4 3.电势 （1）定义：电荷在电场中某一点的________与它的________之比。 （2）定义式： 。 （3）标矢性：电势是______，有正、负之分，其正（负）表示该点电势比________高 （低）。 （4）相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取__________的不同而不同。 电势能 电荷量 标量 零电势 零电势点 5 4.静电力做功与电势能变化的关系 （1）静电力做的功等于电荷电势能的________，即 。静电力对电荷 做多少正功，电荷电势能就______多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就 ______多少。 （2）电势能的大小：由可知，若令，则 ，即一个 电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静 电力所做的功。 减少量 减少 增加 6 5.求静电力做功的四种方法 6.判断电势能变化的两种方法 （1）根据静电力做功：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加。 （2）根据<m></m>正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小。 7 7.电势高低的四种判断方法 （1）电场线法：沿电场线方向电势逐渐降低。 （2）电势差与电势的关系：根据<m></m>，将<m></m>、<m></m>的正负号代入，由<m></m>的正负 判断<m></m>、<m></m>的高低。 （3）<m></m>与<m></m> 的关系：由<m></m>知正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处 电势较低。 （4）场源电荷的正负：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负 电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低。空间中有多个点 电荷时，某点的电势可以求代数和。 8 【视角1】　点电荷周围电势公式 例1 (2024·湖南)真空中有电荷量为+4q和−q的两个点电荷，分别固定在x轴上−1和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是( ) D A. B. C. D. [解析] 根据点电荷周围的电势公式φ = k，设x'处的电势为0，得k+k = 0，解得x' = ，故可知当0<x<时，φ<0；当x>时，φ>0。故选D。 9 【视角2】　点电荷电场电势和场强的分析 例2 (多选)如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是( ) BC A.沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B.沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D.将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 10 [解析] 点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图，∠M是最大内角，所以PN>PM，根据点电荷的场强公式E = k(或者根据电场线的疏密程度)可知从M→N电场强度先增大后减小，A错误；电场线与等势面(图中虚线)处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从M→N电势先增大后减小，B正确；M、N两点的电势大小关系为φM>φN，根据电势能的公式Ep = qφ可知正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能，C正确；正电荷从M→N，电势能减小，电场力所做的总功为正功，D错误。 11 【视角3】　非点电荷产生的电场的场强和电势分析 例3 如图所示，AB、BC、AC是等长的绝缘细棒，构成彼此绝缘的等边三角形，AB、BC棒上均匀分布着负电荷，AC棒上均匀分布着正电荷。已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的 C 绝对值相等且是AC的两倍，AB棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，取无限远处为电势零点，AB棒在O点产生的电势为−φ。关于三根细棒在O点所产生的电场强度和电势，下列说法正确的是( ) A.O点电场强度为零，电势为零 B.O点电场强度大小为2E，方向沿OB指向O；电势为−φ C.O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向B；电势为−1.5φ D.O点电场强度大小为E，方向沿OB指向B；电势为φ 12 [解析] 由场强叠加和对称性可知AB棒在三角形中心O点形成的电场强度方向垂直且指向AB、BC在O点形成的电场强度方向垂直且指向BC，大小也为E，根据几何关系，两电场强度方向的夹角为120°，合场强方向指向B，大小为E；AC形成电场强度的大小为0.5E，方向也指向B，所以O点合场强大小为1.5E，方向指向B，电势是标量，无方向，所以O点电势为−φ −φ+0.5φ = −1.5φ，故选C。 13 【视角4】　等量同种点电荷电场+空间立体问题 例4 (多选)如图所示，真空中有一正方体ABCD−A1B1C1D1，在正方体的顶点A、C1处分别固定一个电荷量相等的正点电荷，则下列说法正确的是( ) AD A.B点和D1点的电势相等 B.B点和D点的场强相同 C.若有一个电子以某一初速度射入该空间中，可能做匀变速运动 D.若有一个电子以某一初速度射入该空间中，可能做匀速圆周运动 14 [解析] 由两个等量同种点电荷周围电势的对称性可知，顶点B、D1处的电势相等，故A正确；由电场叠加和对称性可知，顶点B、D处的电场强度方向不同，则B点和D点的场强不同，故B错误；两个正点电荷形成的电场不是匀强电场，电子不受恒定的电场力，不可能做匀变速运动，故C错误；只在电场力作用下，电子要做匀速圆周运动，则必须受到大小不变的电场力，由等量同种点电荷电场分布图可知，电子在垂直于AC1并过中心点O点的平面内可能绕O点做匀速圆周运动，故D正确。 15 【视角5】　系统的电势能分析与计算 例5 如图，光滑绝缘水平面上，由1、2、3三个带电量均为+q、质量均为m的相同金属小球，均用长为L的三根绝缘细绳连接，A、B、C分别为三根绝缘细绳的中点，O为三角形中心，现选取无穷远处为电势零点(已知单个点电荷q周围空间的电势φ = k，r为到点电荷的距离)，则下列说法正确的是( ) C A.O点的电场强度不为零，且方向向上 B.若长度L可调节，则A、O两点的电势可能相等 C.系统的总电势能为Ep = k D.系统的总电势能为Ep = k 16 [解析] 根据对称性可知1、2、3三处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，根据电场强度的叠加可得O点的电场强度大小为0，故A错误；O点到金属小球的距离均为，A点到金属小球3的距离为L，根据电势叠加，A、O两点的电势分别为φA = k×2+k = (4+)k，φ0 = k×3 = 3k，则A、O两点电势不论在L取何值时都不可能相等，故B错误；1电荷在电场中的电势能Ep1 = (φ2+φ3)q = k，同理可得2和3电荷在电场中电势能Ep2 = Ep3 = k，故整个系统电势能为Ep = = k，故C正确，D错误。 17 考点二 电势差与电场强度的关系 18 1.电势差 （1）定义：在电场中，两点之间电势的差值叫作电势差。 （2）定义式： 。 2.电势差与电势的关系 _________， 。 3.匀强电场中电势差与电场强度的关系 （1）， 为__________________________。 （2）沿电场方向电势降低得最快。 、两点沿电场方向的距离 19 4.由<m></m>可推出的两个重要推论 推论1 匀强电场中的任一线段<m></m>的中点<m></m>的电势<m></m>，如图甲所示。 推论2 匀强电场中若两线段，且 ，则（或 ），如图乙所示。 20 5.<m></m>在非匀强电场中的三点妙用 （1）判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大。 （2）判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，越大， 越 大，进而判断电势的高低。 （3）利用图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律： ，斜 率的绝对值表示电场强度的大小。 21 6.等分法确定电场线及电势高低的解题思路 22 【视角1】　匀强电场中电场强度和电势差的关系 例1 密立根油滴实验装置如图所示，两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接，板间产生匀强电场。用一个喷雾器把 D 密度相同的许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为( ) A.q，r B.2q，r C.2q，2r D.4q，2r 23 [解析] 初始状态下，液滴处于静止状态时，满足Eq = mg，即q = πr3·ρg，当电势差调整为2U时，若液滴的半径不变，则满足q' = πr3·ρg，可得q' = ，AB错误；当电势差调整为2U时，若液滴的半径变为2r时，则满足q' = π(2r)3·ρg，可得q' = 4q，C错误，D正确。 24 【视角2】　等分法确定电场线及电势高低 例2 (多选)(2025·湖南)一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、−q和+2q的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时，电势能均为Ep(Ep>0)。下列说法正确的是( ) AD A.OA中点的电势为零 B.电场的方向与x轴正方向成60°角 C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为 25 [解析] 根据题意可知O点、A点和B点的电势分别为φO = ，φA = −，φB = ，故OA中点的电势为φM = = 0，故A正确；如图，设N点为AB的三等分点，同理易知N点电势为0，连接MN为一条等势线，过A点做MN的垂线，可知电场线沿该垂线方向，指向右下方，由AM = AN可知∠NMA = 45°，故电场的方向与x轴正方向成45°角，故B错误；电场强度的大小为E = ，故C错误，D正确。 26 【视角3】　等分法确定电场线及电势高低+动能定理 例3 如图所示，直角梯形ABCD所在的平面内存在匀强电场，其中∠θ = 60°，BC = 8 cm，CD = 4 cm。在D点有一粒子源，可以沿平面向各个方向发射动能为6 eV的质子，质子经过A点、C点时的动能分别为12 eV和10 eV，不考虑质子间的相互作用。该匀强电场的电场强度大小为( ) D A.50 V/m B.75 V/m C.100 V/m D.200 V/m 27 [解析] 根据几何关系可得AD = 6 cm，根据动能定理得UDAe = EkA−EkD = 6 eV，所以UDA = 6 V。同理可得UDC = 4 V。根据上述关系作图(如图所示)，AE为一条等势线，过D点作AE的垂线交于点F。根据几何关系可得DF = AD = 3 cm，UDF = UDA = 6 V，则E = = 200 V/m。 28 【视角4】　非匀强电场电势差与电场强度的关系 例4 (2025·福建)某种静电分析器简化图如图所示，在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出，恰好做圆周运动，运动轨迹为ABC，半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出，轨迹为弧APQ，其中PBO共线，已知BP电势差为U，|CQ| = 2|BP|，a粒子入射动能为Ek，则( ) D A.B点的电场强度E = B.P点场强大于C点场强 C.b粒子在P点动能小于Q点动能 D.b粒子全程的克服电场力做功小于2eU 29 [解析] a粒子入射动能为Ek，根据动能的表达式有Ek = m，粒子恰好做圆周运动，则eE = ，联立解得E = ，故A错误；由图可知，P点电场线密度较稀疏，则场强小于C点场强，故B错误；已知|CQ| = 2|BP|，因为BC在同一等势线上，且沿电场方向电势降低，则Q点电势低于P点，电子在电势低处电势能大，则b粒子在Q点电势能大，根据能量守恒可知，b粒子在Q点动能较小，故C错误；由电场线密度分布情况可知，沿径向向外电场强度减小，则BP之间平均电场强度大小大于CQ之间的平均电场强度大小，根据U = d，则UCQ<2UBP，则b粒子全程的克服电场力做功W = eUCQ<2eUBP = 2eU，故D正确。故选D。 30 考点三 电场线、等势面及运动轨迹问题 31 1.等势面 （1）定义：电场中__________的各点构成的面。 （2）四个特点： ①在同一等势面上移动电荷时静电力________。 ②电场线一定与等势面垂直，并且从电势____的等势面指向电势____的等势面。 ③等差等势面越密的地方电场强度______，反之______。 ④任意两个等势面都不相交。 电势相同 不做功 高 低 越大 越小 32 2.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 （1）判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向。选用 轨迹和电场线（等势线）的交点更方便。 （2）判断静电力的方向：从轨迹的弯曲方向判断受力方向，从而分析电场线的方向或 电荷的正负。 若已知电场线和轨迹，所受静电力的方向与电场线（或电场线的切线）共线。 若已知等势线和轨迹，所受静电力的方向与等势线垂直。 （3）判断静电力做功的正负及电势能的增减：若静电力方向与速度方向成锐角，则静 电力做正功，电势能减少；若静电力方向与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势 能增加。 33 【视角1】　已知等势面定性分析能量变化 例1 (2025·北京)某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则( ) D A.小球沿MA运动的加速度比沿MB的大 B.小球分别运动到A、B点时速度大小不同 C.若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大 D.若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 34 [解析] 等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得a = gsin θ(θ为坡面与水平面夹角)，MB对应的等高线更密集，坡面更陡，小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，A错误；A、B在同一等高线，小球下落高度相同，根据机械能守恒，运动到A、B点时速度大小相同，B错误；等势线越密集，电场强度越大，B处等势线更密集，A点电场强度比B点小，C错误；等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。故选D。 35 【视角2】　已知等势面定量分析能量变化 例2 如图所示，虚线O、A、B、C、D是某匀强电场中的5个平行且等距的等势面，一电子经过O时的动能为10 eV，从O到C的过程中克服电场力所做的功为6 eV，电子运动轨迹如图中实线所示，已知等势面A的电势为2 V，电子经过等势面C时的速率为v，求: 36 （1）等势面B上的电势； [解析] 因等势面间距相等，由U = Ed得相邻虚线之间电势差相等， 电子由O到C，qUOC = −6 eV 即eUOC = 6 eV 故UOC = 6 V 各虚线电势如图所示，电子由O到C，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，得φB = 0 37 （2）该电子经过等势面C时的电势能； [解析] 电子运动轨迹如图中实线所示，φC = −2 V 电子经过C时，电势能Ep = −eφC = 2 eV 38 （3）该电子经过等势面A时速度的大小。 [解析]由O到A，WOA = EkA−EkO = −2 eV 所以EkA = 8 eV 由O到C，WOC = EkC−EkO = −6 eV 所以EkC = 4 eV 则EkA = 2EkC 根据EkA = mv2 得该电子经过等势面A时速度的大小 vA = vC = v 39 【视角3】　点电荷电场+已知轨迹分析能量 例3 (多选)(2023·全国)在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM = ON，则小球( ) BC A.在运动过程中，电势能先增加后减少 B.在P点的电势能大于在N点的电势能 C.在M点的机械能等于在N点的机械能 D.从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功 40 [解析] 由题知，OP>OM，OM = ON，则根据点电荷的电势分布情况可知φM = φN>φP，则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且EpP>EpM = EpN，则带负电的小球在M点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC正确；从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，D错误。 41 考点四 几种常见电场的场强和电势分析 42 1.等量点电荷电场特点对比 等量异种点电荷 等量同种点电荷 电场线分布图 __________________________________________ ________________________________________________ 电荷连线上的电场强度 沿连线先变小后变大 43 等量异种点电荷 等量同种点电荷 电荷连线上的电 场强度 点最小，但不为零 点为零 中垂线上的电场 强度 点最大，向外逐渐减小 点最小，向外先变大后变小 关于 点对称位 置的电场强度 等大同向 等大反向 续表 44 2.几种常见等势面的比较 电场 等势面（虚线）图样 特点 匀强电场 ___________________________________________ 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 __________________________________ 以点电荷为球心的一簇球面 45 电场 等势面（虚线）图样 特点 等量异种点电荷 的电场 _________________________________________ 两电荷连线的中垂面为等势面 等量同种正点电 荷的电场 _____________________________________________ 在电荷连线上，中点电势最低；在 中垂线上，中点电势最高 续表 46 【视角1】　一对等量同种电荷电场场强和电势分析 例1 如图所示，M、N为两个固定在同一水平面上且电荷量相等的正点电荷，在MN连线中点O沿竖直方向固定一光滑绝缘细杆，在O点上方P处静止释放一套在细杆上的带正电小球，运动一段时间后到达O点，不考虑空气阻力的影响，则小球在这一运动过程中，下列情况不可能出现的是( ) C A.小球的加速度一直增大 B.小球的加速度先减小后增大 C.小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，再做加速度增大的加速运动 D.小球的电势能一直增加 47 [解析] 等量同种点电荷在其中垂线上的电场强度在O点以上，电场强度的大小从0先增大后减小。若开始时小球的位置在场强最大点的下方，小球的加速度逐渐增大，小球做加速度增大的加速运动；如果开始时小球的位置在场强最大点的上方，小球的加速度可能先减小后增大，小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的加速运动，故AB不符合题意；如果开始时小球的位置在场强最大点的上方，而且电场力最大的时候电场力大于重力，所以小球的加速度先减小然后反向增大，所以小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动；当经过了电场力的最大点后，又做加速度减小的减速运动，最后再做加速度增大的加速运动，小球的速度先增大，然后减小，最后又增大，故C符合题意；小球向下运动的过程中电场力一直做负功，所以小球的电势能一直增大，故D不符合题意。 48 【视角2】　一对等量异种电荷电场场强和电势分析 例2 (2024·北京)如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP = QN，下列说法正确的是( ) C A.P点电场强度比Q点电场强度大 B.P点电势与Q点电势相等 C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小也变为原来的2倍 D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变 49 [解析] 由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，A错误；由沿电场线方向电势越来越低知，P点电势高于Q点电势，B错误；由电场叠加得P点电场强度E = k+k，若仅两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，而PQ间距不变，故P、Q两点间电势差变大，C正确，D错误。 50 【视角3】　不等量同种电荷场强和电势的分析 例3 (多选)(2025·山东)球心为O，半径为R的半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上，带电量分别为+2q和+q的小球甲、乙刚好静止于碗内壁A、B两点，过O、A、B的截面如图所示，C、D均为圆弧上的点，OC沿竖直方向，∠AOC = 45°，OD⊥AB，A、B两点间距离为R，E、F为AB连线的三等分点。下列说法正确的是( ) BD A.甲的质量小于乙的质量 B.C点电势高于D点电势 C.E、F两点电场强度大小相等，方向相同 D.沿直线从O点到D点，电势先升高后降低 51 [解析] 对甲、乙两小球受力分析如图所示，甲、乙两小球分别受到重力、支持力、库仑力作用保持平衡。 设OC与AB线段交点为G点，由几何关系2Rsin∠OAB = R 解得∠OAB = ∠OBA = 30° 因此有∠OGA = 105°，∠OGB = 75° 根据正弦定理，对甲有 对乙有 因为sin 45°<sin 75° F电与F电'是一对相互作用力，可得m甲>m乙，A错误； 52 根据点电荷场强公式E = ，由场强叠加知识，可知C到D之间的圆弧上各点场强方向都向右下方，若有一正试探电荷从C运动到D的过程中，电场力做正功，电势能减小，故可判断C点电势高于D点电势，B正确； 两带电小球连线上的电场分布可以等效成一对等量异种点电荷的电场和在A点带电量为3q的正点电荷的电场相互叠加的电场。在等量异种点电荷的电场中E、F两点电场强度大小相等，方向相同。但是A点带电量为3q的正点电荷在E、F两点的电场强度不同。E、F两点电场强度大小不同，C错误； 电势是标量，OD与AB线段的交点距离两带电小球最近，所以该点电势最高，那么沿直线从O点到D点，电势先升高后降低，D正确。故选BD。 53 【视角4】　多个点电荷电场场强和电势分析 例4 (多选)如图，两对等量异号点电荷+q、−q固定于正方形的4个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则( ) AB A.L和N两点处的电场方向相互垂直 B.M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左 C.将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功 D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零 54 [解析] 两个正电荷在N点产生的场强方向由N指向O，N点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在N点产生的场强方向由N指向O，则N点的合场强方向由N指向O，同理可知，两个负电荷在L处产生的场强方向由O指向L，L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在L处产生的场强方向由O指向L，则L处的合场强方向由O指向L，由于正方形两对角线垂直平分，则L和N两点处的电场方向相互垂直，故A正确；正方形底边的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则M点的场强方向向左，故B正确；由图可知，M和O点位于两等量异号电荷的等势线上，即M和O点电势相等，所以将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做功为零，故C错误；由图可知，L点的电势低于N点电势，则将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功不为零，故D错误。 55 考点五 静电的防止与利用 56 1.静电平衡 （1）定义：导体放入电场中时，感应电场与原电场的电场强度在导体内部大小相等且 方向相反，使得叠加电场强度为零时，自由电荷不再发生__________，导体达到静电 平衡状态。 定向移动 57 （2）处于静电平衡状态的导体的特点 ①导体内部的电场强度__________。 ②导体是一个等势体，导体表面是等势面。 ③导体表面处的电场强度方向与导体表面______。 ④导体内部没有净电荷，净电荷只分布在导体的外表面上。 ⑤在导体外表面越尖锐的位置，净电荷的密度（单位面积上的电荷量）越大，凹陷的 位置几乎没有净电荷。 处处为零 垂直 58 2.尖端放电 导体尖端周围电场使空气______，电离出的与导体尖端电荷符号相反的电荷与尖端的 电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷。 电离 59 3.静电屏蔽 处于电场中的封闭金属壳，由于内部电场强度处处为___，从而外电场对壳内仪器不会 产生影响。 0 现象1：由于静电感应，导体外表面感应电荷的电场与外电场在 导体内部任一点的场强的叠加结果为零，从而外部电场影响不 到导体内部，如图甲所示。 现象2：由于静电感应，接地导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表 面以外空间叠加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没 有影响，如图乙所示。 （2） 静电屏蔽的应用：有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩，有的通信电缆的 外面包有一层铅皮等都是用来防止外电场的干扰，起屏蔽作用的。 60 【视角1】 静电除尘 例1 如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，则以下说法正确的是( ) C A.A点的电场强度小于B点的电场强度 B.A点的电势高于B点的电势 C.尘埃在A点的电势能大于在B点的电势能 D.尘埃在A点受到的静电力小于在B点受到的静电力 61 [解析] 由题图可知，A点电场线比B点密集，因此A点的电场强度大于B点的电场强度，故尘埃在A点受到的静电力大于在B点受到的静电力，故A、D错误；由题图可作过B的等势线，交A所在电场线于B'，则可知，B'点更靠近正极板，故B点的电势高于A点电势，因为负电荷在电势越高的地方电势能越小，在电势越低的地方电势能越大，所以尘埃在B点的电势能小于在A点的电势能，故B错误，C正确。 62 【视角2】 静电感应 例2 如图所示，A为带负电荷的小球，将带有绝缘支架的不带电的导体棒PQ靠近A放置，图中开关S1、S2开始均为断开状态，则( ) C A.导体棒P端带负电，Q端带正电 B.仅闭合S1，瞬间有向右的电流经过S1 C.仅闭合S2，Q端的感应电荷会减少 D.感应电荷在P端产生的场强小于在Q端产生的场强 63 [解析] 导体棒处在负电荷的电场中，由于静电感应现象，导体棒P端要感应出正电荷，Q端会出现负电荷，故A错误；静电平衡后，导体是等势体，电势处处相等，仅闭合S1，没有向右的电流经过S1，故B错误；不闭合S2前，Q端感应出的电荷大小等于A的带电荷量，仅闭合S2，则导体棒PQ与大地构成新的导体，则大地是远端且为高电势点，导体棒上的电子转移到大地中，导体棒整体带正电，则Q端感应出的电荷小于A的带电荷量，故Q端的感应电荷会减少，故C正确；点电荷激发的电场公式E = k，P端据场源电荷A近，A激发的电场也大，而静电平衡后导体棒各点合场强为0，故导体P上的感应电荷在P端产生的场强始终大于在Q端产生的场强，故D错误。 64 $