如图7（a）所示将验电羽与感应起电机的一个放电杆接通，摇动电机，验电羽上丝线会按场强方向排列，因而显示出电场线。可以看出，电场线形状与图2（b）相似。
（2）演示等量异号点电荷电场线。
放好两个验电羽，如图7（b）所示，再用导线将它们分别与起电机的两个导电杆相连，摇动电机，丝线排列在电场方向上，形成类似图3（d）的形状。
（3）演示等量同号点电荷电场线。
如图7（b）所示，再用导线将同一个导电杆与两个验电羽相连，摇动起电机，丝线排成形成类似图4的形状。
（4）演示带有等量异性电荷平行金属板的电场线。
如图7（c）所示用导线将两板分别与起电机的两个放电杆连接，并摇动起电机，丝线就排列在电场线方向上。可以观察到，在两板的中央部分，电场线是平行的，其余边缘部分电场线不平行，如图8所示。这是因为平行金属板并非无限大所致，且非正对面上的丝线不动，原因是外侧E=0。
4总结电场线的性质。
（1）电场线是假想的，不是真实的。
（2）电场线起于正电荷止于负电荷，电场线不闭合。
对于单个点电荷，正电荷假想无穷远处有负电荷，电场线终止于那里；负电荷同理。
（3）电场线的疏密表示电场的强弱。
（4）电场线不能相交。
因为在电场中的任一点处只有一个电场强度，方向唯一，如相交则该处出现两个场强方向，所以不能相交。
（5）电场线不能相切。
原因：电场线疏密表示强弱，如相切则在切点电场线密度无穷大，这种情况不可能，所以不会相切。
（四）作业。
分别画出正点电荷，负点电荷，等量异性电荷，等量同性电荷，无限大均匀带电平面，带有等量异性电荷的无限大平行平面的电场线。
（四）说明
1注意强调我们画的几种典型电场的电场线平面分布图，实际上是空间立体分布的。
2强调一定要记住几种典型电场的空间分布。
3电场线上某点的切线方向是那点的电场强度方向，是放在那点检验电荷＋q的受力方向，也是检验电荷＋q在那里所获得的加速度方向。电场线不一定是检验电荷的运动轨迹。
【习题精选】
一、选择题
1以下关于电场线的叙述，正确的是
A电场线是电荷移动的轨迹
B电场线是仅受电场力作用且从静止开始运动的电荷的运动轨迹C仅受电场力作用时，电荷不可能沿电场线运动D电荷的运动轨迹有可能与电场线重合2、某电场的电场线分布如图所示，则某电荷在a点和b点所受电场力的大小关系是AFa>FbBFa=FbCFa<FbD由于未说明电荷的正负，因而无法比较其大小二、填空题1如图所示，质量为m的小球用绝缘细线悬挂在O点，放在匀强电场中，在图示位置处于平衡状态。匀强电场场强的大小为E，方向水平向右，那么小球的带电性质是，其带电量q=，此时，将细线剪断，小球在电场中的运动轨迹是，小球的加速度为。
三、计算题
1如图所示，质量为m，带电量为＋q的小球，在P点具有沿PQ方向的初速度v0，为使小球能沿PQ方向运动，所加的最小匀强电场方向如何？场强大小多大？加上最小的电场后，小球经多长时间回到P点？
【参考答案】
一、选择题
1.D2A
二、填空题：1.带正电，3mg/E，直线，a=20m/s2
三、计算题：1.垂直PQ向上，3mg/2q，4v0/g【典型例题】例1：关于电场线，下述说法中正确的是：
A电场线是客观存在的
B电场线与电荷运动的轨迹是一致的
C电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不同D沿电场线方向，场强一定越来越大解析：电场线不是客观存在的，是为了形象描述电场的假想线，A选项是错的。B选项也是错的，静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向，下一时刻位置应沿切线方向上，可能在电场线上，也可能不在电场线上，轨迹可能与电场线不一致。何况电荷可以有初速度，运动轨迹与初速度大小方向有关，可能轨迹很多，而电场线是一定的。正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同，而负电荷所受电场力与该点切线方向相反，选项C是正确的。场强大小与场强的方向无关，与电场线方向无关，D选项是错的。
本题答案应是：C
例2：正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，那么可以断定，它所在的电场是下图中的哪一个解析：带电体在电场中做加速运动，其电场力方向与加速度方向相同，加速度越来越大电荷所受电场力应越来越大，电量不变，电场力F=Eq，应是E越来越大。电场线描述电场强度分布的方法是，电场线密度越大，表示场强越大，沿PQ方向。电场线密度增大的情况才符合题的条件，应选D。
电场中的导体
【教学目标】
知识目标
1认识静电感应，知道感应起电的原理和感应电荷正、负的判定。
2知道静电平衡状态；理解静电平衡的特点，导体内部的场强处处为零，电荷只分布在导体的外表面上。
3知道静电屏蔽现象及其应用。
能力目标
通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力。
情感目标
通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度。
【教学设计示例】
（一）复习提问，引入新课。
1问题1：导体的重要特征是什么，为什么它可以导电？
（对于这个问题，教师可以让学生进行思考）
教师讲解：我们知道电场的重要性质就是对放入其中的电荷有力的作用，这节课我们要学习的就是电场对放入其中的导体的作用。（展示如下图片）
教师继续展示图片，同时讲解导体之所以能够导电是因为导体内部有大量自由电荷（关于该点可以让学生简单回答）。
2问题2：当我们把导体放入电场中，导体上的自由电荷处于电场中将受电场力作用，这时的导体与无电场时的导体相比有什么不同特征？引导学生分析。
教师总结：若是金属导体，自由电子在电场力作用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布，从而引起导体的某些新的性质。
（二）新课内容。
1演示实验视频（内容参考视频资料），最好教师演示实验。需要注意的问题可以参考教学建议。
教师总结：
静电感应现象：在电场中的导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电荷，这种现象叫静电感应现象。当外电场撤掉，导体两端电荷又中和，可见静电感应现象中导体上净电荷仍然为零。
教师出示图片并讲解：将不带电的导体置于电场中时，导体内自由电荷受力，发生定向移动，从而重新分布。重新分布的电荷在导体内产生一个与原电场反向的电场，阻碍电荷定向移动，该电场与外电场叠加，使导体内部的电场减弱，只要内部场强不为零，导体两面的正负电荷便继续增加，导体的内部电场就会继续削弱，直至导体内部的荷场强都等于零的时候为止，这时导体内自由电子不再发生定向移动。
导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态。
教师总结：
①静电平衡状态：导体上处处无电荷定向移动的状态。
②特征：导体内部处处场强为零，在这个特征基础上进行推论，可得静电场中导体的特点。
2教师强调：处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。而且处于静电平衡状态的导体，电荷只能分布在导体外表面上。这是为什么呢？为了验证这一点，可采用反证法，若导体内部有净电荷，电荷周围有电场，那么导体内部电场强度将不为零，电荷将发生定向移动。
演示实验2：演示多媒体课件“法拉第圆筒实验”，如图所示（条件允许，教师可以课堂现场演示）。
3用静电平衡现象的特征解释静电屏蔽：
（1）演示视频资料：静电屏蔽。
（2）出示法拉第圆筒的图片。
（3）演示静电屏蔽的课件（以上媒体资料参考“多媒体资料”）。
请学生思考，自己看书，并思考为什么躲在笼子里的人没有被强大的电流击伤？
4教师总结并强调。
5布置课后作业。
【习题精选】
1将一带电棒慢慢靠近一带负电的验电器时，看到验电器金箔的张角增大，则棒上电荷的电性为。
2如图所示A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电的金属球C，在下列情况下，A、B两球带电情况如何？
（1）A、B接触后分开，再移去C；
（2）A、B接触，用手指瞬间接触B后再移去C；（3）A、B接触，用手指接触A，先移去C后再移去手指。
3关于静电感应和静电平衡以下说法正确的是A静电感应是由于导体内的自由电子受电场力的作用结果B导体内的自由电荷都不运动称为静电平衡C导体静电平衡时，导体所占空间各处场强均为零D导体静电平衡时，导体内部将没有多余的电荷4将悬在细线上带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内（不和球壁接触），另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是AA球往左偏离竖直方向，B球往右偏离竖直方向BA球的位置不变，B球往右偏离竖直方向CA球往左偏离竖直方向，B球的位置不变DA和B的位置都不变5、如图所示，A为空心金属球，半径为R，球外正点电荷的电量为Q，到球心O的距离为r，下面哪个选项是感应电荷的电场在球心处的场强大小和方向
AKQR2，背离Q
BKQr2，背离Q
CKQr2，指向Q
D零
【参考答案】
1.负电2（1）正电，负电（2）负电，负电（3）不带电，不带电3AD4B5C【典型例题】典型例题1：外加电场时导体表面电荷的分布如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时AA端金箔张开，B端金箔闭合
B用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷解析：根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布。金箔上带电相斥而张开。选项A错误。
用手摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合。选项B正确。
用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开。选项C正确。
以上分析看出，选项D正确。
答：B、C、D
典型例题2：静电平衡状态
如图所示，长为l的导体棒原来不带电，现将一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处。
当达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场如何？
达到静电平衡后，导体内部的场强为零，这是点电荷和棒上感应电荷在棒内产生的场强的矢量和。
设点电荷和棒上感应电荷在棒内中点处产生的场强分别为E1和E2，E=E1＋E2=0
点电荷在棒内中点处产生的场强E2=kQR＋l22，方向沿棒指向背离点电荷。
则感应电荷在棒内中点处产生的场强为E2=-E1=-kQR＋122，负号表示E2的方向与E1方向相反，即沿棒指向点电荷。
答：E=kQR＋122，方向沿棒指向点电荷典型例题3：金属球壳对电场的屏蔽作用如图所示，有一定厚度的金属球壳A，在其球心O处放有一个带有电量为＋q的点电荷。
P为球外的一点，它到球心O的距离为L，球壳的半径为R。求P点的场强。
电荷＋q放在球心，由于静电感应，球壳A出现了感应电荷，外表面和内表面分别带上等量的正、负电荷，而且分布均匀，如图所示。
P点的场强应是电荷＋q和感应出的正负电荷产生的场强的矢量和。
由于感应电荷的正、负电量相同，分布又均匀，离P点的距离有远有近，在P点产生的场强叠加的结果为零。
这样，只剩下＋q在P点产生的场强，则EP=kqL2，方向沿O、P连线向外。
答：EP=kqL2，方向沿O、P连线向外，见图。
点评：如果将金属球壳A的外表面接地，P点的场强又如何呢？
这时球壳A外表面的正电荷与大地的自由电子中和，球壳上只剩下内表面的负电荷，则P点的场强应是＋q和负感应电荷产生的场强的矢量和，叠加的结果，P点的场强为零。外表面接地的金属壳将壳内的电荷对外起到屏蔽作用。
典型例题4：关于导体内部电场叠加
如图所示，接地金属球A的半径为R，球外点电荷的电量为Q，它到球心的距离为r，则该金属球上感应电荷在球心O处产生的场强大小等于AkQr2-kQR2BkQr2＋kQR2
C零DkQr2
解析：置于点电荷Q的电场中的接地导体球，最终将达到静电平衡状态，内部场强处处为零。实际上，金属球内部各点同时存在两个电场：感应电荷的电场；点电荷Q的电场。两电场叠加后合场强为零。即金属球内每一点，感应电荷产生的场强与点电荷在该点的场强大小相等，方向相反。
