原创《高中物理中常见几类静电平衡问题》：本论文为免费优秀的关于静电平衡论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
[摘 要]静电平衡问题是高中物理教学中的难点问题,也是高考考点之一,而现行教材中对静电平衡问题的阐述不多,学生经常会产生一些困惑,因此有必要在课堂教学中加以详细说明.
[关键词]静电平衡 导体 静电场 物理教学
[中图分类号] G633.7[文献标识码] A[文章编号] 16746058（2016）140068
静电平衡问题是高中物理教学中的难点问题,主要原因是学生对微观粒子的认识模糊,对静电平衡定义不能正确理解.下面就静电平衡问题谈几点认识.
一、静电平衡
带电导体或处于静电场中的导体在电场作用下,导体内部的带电粒子将做定向移动,电荷重新分布,最终达到一种新的没有电荷定向移动的平衡状态,这种状态叫做静电平衡.
二、处于静电平衡状态的导体的基本特点
1.内部没有电荷做定向移动.
2.导体所带的净电荷全部分布在导体的表面上,表面曲率越大（外凸）的地方,净电荷密度也越大,表面附近处的场强也越强,导体内部没有净电荷（内部仍有正、负电荷,正、负电荷分布均匀,整体不显电性）.
3.导体内部的场强处处为零（如果不为零,电荷的定向移动就不会停止,也就没有达到静电平衡）.
4.导体是一个等势体,表面是一个等势面（如果不是等势体或等势面,电荷的定向移动就不会停止,也就不是静电平衡状态）,在处于静电平衡的导体内任意两点移动检验电荷,电场力均不做功.
5.导体表面任一点的场强方向跟该点的表面垂直（假如不垂直,场强沿表面将有一个分量,在此分量的作用下,电荷将会定向移动,该状态将不是静电平衡状态）.
三、高中物理中常见的几类静电平衡问题
1.带电导体
带电导体电荷分布在导体的外表面,电荷分布疏密和导体表面的曲率有关,越突出部位电荷分布越密.
如图1所示,带电球壳上的电荷均匀分布在球壳的外表面,电场线呈幅状分布.
如图2所示,带等量异种电荷的不规则导体电荷分布在导体外表面,电荷分布和导体形状有关,越突出部位电荷密度越大.
【例1】 如图3所示,当带正电的绝缘空腔导体A的内部,通过导线和验电器的小球B连接时,问验电器是否带电?
【解答】当导体A的内部通过导线和验电器的小球B连接时,导体A和验电器已合为一个整体,整个导体为等势体,电荷重新分布,必有净电荷从A移向B,所以验电器带正电.
解决本类问题的过程中,有的学生可能认为导体处于静电平衡时,净电荷只分布在空腔导体的外表面,内表面无静电荷,所以,导体A内部通过导线和验电器小球连接时,验电器不带电.导致该错误发生的原因是对“导体的外表面”含义理解不清,导体结构变化将要引起“外表面”的变化,这一点要分析清楚.错解没有分析出空腔导体A的内部通过导线和验电器的小球B连接后,验电器的金箔成了导体的外表面的一部分,改变了原来导体结构.A和B形成一个整体,净电荷要重新分布.
2.处于静电场中的不带电导体
（1）导体不接地
如图4所示,处在带电体Q所形成电场中的导体会发生静电感应,感应电荷Q′ 如图5所示,感应电荷只分布在金属壳（或金属网罩）的外表面,内表面不带电,空腔内场强为零,外部电场对内部仪器没有影响（静电屏蔽的一种）. 【例2】 某导体置于电场后,周围的电场分布情况如图6所示,图中虚线表示电场线,实线表示等势面,A、B、C为电场中的三个点.下列说法错误的是（ ）. 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.将负电荷从A点移到B点,电场力做正功 D.将正电荷从A点移到C点,电场力做功为零 【解答】答案选C.电场线的疏密表示电场强度的强弱,所以选项A的说法正确；从图可以看出,A、导体、C在同一等势面上,而电场线的方向,等势面的电势是降低的,所以B、D选项的说法也正确；将负电荷从高等势面移动到低等势面,电荷的电势能增加,电场力做负功,所以选项C的说法是错误的. （2）导体接地 如图7所示,感应电荷只分布在金属壳（或金属网罩）外表面,内表面不带电,空腔内场强为零,外部电场对内部仪器没有影响（静电屏蔽的一种）. 【例3】 如图8所示,带电体Q靠近一个接地空腔导体,空腔里面无电荷.在静电平衡后,下列物理量中等于零的是（设大地的电势为零）（ ）. A.导体空腔内任意点的场强 B.导体空腔内任意点的电势 C.导体外表面的电荷量 D.导体空腔内表面的电荷量 【解答】答案选A、B、D. 3.空腔导体内存在点电荷时,导体内外感应电荷的分布及电场的分布情况 （1）导体不接地 如图9、图10所示,若将源电荷置于导体空腔内,空腔导体（或空腔网罩）内表面感应出和源电荷等量的异种电荷,电荷分布和源电荷在腔内的位置有关；外表面感应出和源电荷等量的同种电荷,电荷分布和外表面的形状有关,若外表面是球型,则电荷分布均匀. 【例4】 如图11所示为一空腔球形导体（不带电）,现将一个带正电荷的小金属球A放入空腔中,当静电平衡时,图中a、b、c三点的场强E和电势φ的关系是（ ）. A.Ea>Eb>Ec,φa>φb>φc B.Ea等于Eb>Ec,φa等于φb>φc C.Ea等于Eb等于Ec,φa等于φb等于φc 静电平衡论文参考资料： 结论：高中物理中常见几类静电平衡问题为关于对写作静电平衡论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文静电平衡导体内部电势论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
