【例1】如图，将一不带电的空腔导体A的顶部与一外壳接地的静电计相连，又将另一个带正电的导体B向A移动，最后B与A接触，此过程中（）

A．B与A靠近时验电器指针不张开，接触时张角变大
B．B与A靠近时，验电器指针张开，且张角不断变大
C．B与A靠近过程中空腔A内场强不断变大
D．B与A靠近过程中感应电荷在空腔A内的场强不断变大
【解析】B与A靠近过程中由于静电屏蔽，导体空腔内场强处处为０，C错；但＂感应电荷场强＂随带电＂B球在空腔内产生的场强＂的变大而变大，但合场强为０，D正确．随着B球的靠近，A与指针构成的整体的近端表面感应出异种电荷，而远端指针处感应出同种电荷，且感应电荷随着B球的靠近而增加．B正确．
【答案】BＤ
补讲 知识点2 导体上电荷的分布及尖端放电
1.静电平衡时，导体上的电荷分布特点
(1)导体所带的净电荷只分布在导体的外表面上，导体内部没有净电荷。
(2)孤立导体表面的电荷分布特点：在孤立导体表面，向外突出的地方电荷较密，比较平坦的地方电荷较疏，向里凹进的地方电荷最疏。因而导体尖端电荷面密度较大致使该处场强较大，从而可能使得空气被电离成导体而发生尖端放电现象。
2.尖端放电
（1）.空气的电离定义
导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离。
（2）尖端放电定义
表面具有凸出尖端的带电导体，在尖端处的电荷分布窥度很大，因而场强很大。带电较多的导体，在尖端部位，场强可以大到使周围的空气发生电离而引起放电的程度，这就是尖端放电现象。
（3）尖端放电在生活中的实例
夜间看到的高压电线周围笼罩着的一层绿色光晕(电晕)就是一种微弱的尖端放电形式。尖端放电致使高压线及高压电极上电荷的丢失，因此，凡对地有高压的导体(或两个相互有高压的导体)，其表面都应尽量光滑。避雷针即利用尖端放电的道理制成的
【例2】如图2所示，B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳，A是验电器，A、B相距较远，导线C的一端接验电器的金属球，下列现象正确的是( )

Ａ．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金箔张开
Ｂ．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金箔张开
Ｃ．将C的另一端与B的外壳接触，验电器的金箔不张开
Ｄ．将C的另一端与B的内表面接触，验电器的金箔不张开
分析 假设B带正电，则正电荷分布在球壳B的外表面上，不管C接B的外壳还是内表面，验电器的金属球导电杆和金箔通过导线Ｃ与Ｂ就构成一个整体，依平衡状态带电体电荷只分布在外表面上，由于验电器在B的外部，也就成了这个整体的外表面的一部分，因此验电器的金箔就带上了正电．假设B带负电，同理可证验电器金箔带负电，因此，正确选项为ＡＢ．　 此题容易与法拉弟圆筒实验相混淆．
答案：AB
知识点3静电屏蔽
1.处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可以利用金属外壳或者金属网封闭某个区域，使得该区域不受外部电场的影响，这一现象叫做静电屏蔽。
2.静电屏蔽包括两种情况：
（1）金属壳内部不受外部影响
如图（a）图所示，使带电的金属球靠近验电器，由于静电感应，验电器的箔片张开，这表示验电器受到了外电场的影响。

如果事先用金属网罩把验电器罩住，如图（b）图所示，验电器的箔片就不张开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不张开。这表明金属网罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场的影响。
（2）接地得封闭导体壳，内部电场对外部没影响。
如一封闭的争体壳内部空间某点有一点电荷+q。由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷。其电场线如图（a）所示，当把导体壳接地后，+q在壳内的电场对壳外空问就没有影响了，如图（b）所示。

补讲 3.静电屏蔽的应用和防护
在工程技术中，如果需要屏蔽的区域较大，可采用金属屏蔽网,也有良好的屏蔽效果。在电子仪器中,为了免受静电干扰，常利用接地的仪器金属外壳作屏蔽装置。电测量仪器中的某些联接线的导线绝缘外面包有一层金属丝网做为屏蔽。某些用途的电源变压器中，常在初级绕组与次级绕组之间放置一不闭合的金属薄片作为屏蔽装置。小汽车配备外载天线。电力工作人员有时需要带电作业，全身穿戴金属丝网制成的衣，帽，鞋，手套等。
【例3】如图所示，A为空心金属球，B为金属球，将另一带正电的小球C从A球开口处放入A球中央，不接触A球，然后用手摸一下A球，再用手接触一下B球，再移走C球，则（    ）
 
A. A球带负电，B球带正电         B. A球带负电，B球不带电
C. A、B两球都带负电              D. A、B两球都带正电
解析：首先带正电的小球C从A球开口处放入A球中央．根据静电感应现象可知，A球内表面感应带负电荷，外表面感应带正电荷。手接触A相当于A接地，由地面上来的电子与A球表面正电荷中和，使A球外表面不带电。A球外表面电势为零，此时A球对外起静电屏蔽作用，A球内的电场不影响外部。
电子为何从地面流入A球?因为带正电的A球外表面电势比地面零电势高，手触A后，电子由低电势流向高电势。此时B球电势也为零。手离开A后，只要C球不动，各处场强及电势分布情况不变，所以手接触B时，无电荷移动，所以B球不带电。当带正电的C球从A球内移走后，A球内表面所带的负电荷移至外表面，所以A球带负电。C球移走后，A球内表面负电荷移至外表面，这是因为：带电导体处于静电平衡状态时，导体内部和空腔内表面均没有净电荷，电荷只分布在导体的外表面。由上述可知，选项B是正确的
答案：B

揭示规律·小试身手
方法点拨： ① 导体静电平衡后内部场强处处为零，是指电场强度E0，与导体两端感应电荷产生的场强E′的合场强为零。② 金属导体建立静电平衡状态的时间是短暂的。③ 静电平衡时，电荷在导体表面的分布往往是不均匀的，越是尖锐的地方，电荷分布越密，附近电场强度越大。
变式训练
1、如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q，a、b点是金属板右侧表面附近的两点，其中a到+Q的距离较小。下列说法正确的是（    ）

A. 由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电
B. 由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电
C. 整个导体，包括表面上的a、b点，是一个等势体，且电势等于零
D. a、b两点的电场强度不为零，且a、b两点场强方向相同，但a点的场强比b点的场强要强（大）一些
1、BCD；分析：金属板若不接地，右侧表面将有感应的负电荷，左侧表面将有感应的等量正电荷。现金属板接地，正电荷通过接地导线移向大地，静电平衡时左侧表面不带电，整个金属板的电势都为零。所以选项A错误，选项B、C正确。
金属板接地时，右侧表面上仍有感应负电荷，而且a点附近的电荷面密度（单位表面面积的电荷量）比b点附近的电荷面密度要大些，场强要强（大）些，电场线也密一些；整个金属板是等势体，右侧表面是等势面，电场线与等势面垂直，可见a、b两点的场强方向都垂直指向右侧面，方向相同，选项D也正确．

方法点拨：电荷只分布在导体表面外。因为导体内部的场强处处为零，导体内部就不可能有未被抵消的电荷。假如内部某处有静电荷，在它附近的场强就不可能为零。
变式训练
2、如图，在左边的绝缘支架上插上顶针（其顶端是尖的），在顶针上装上金属风针，如给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列问题中错误的是（ ）

A．风针尖端附近的等势面和电场线分布较密
B．风针附近的空气在强电场下发生电离
C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动，
D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出
2、D；解析：圆形金属板与风针分别接上正、负高压后，风针附近产生强电场，且风针尖端处电场最强，因此风针尖端附近的电场线分布较密，由于电场线密的地方等势面密，故风针尖端附近的等势面也密．风针附近产生强电场使空气发生电离，空气中的阳离子会向风针的尖端运动与针尖负电荷中和，发生放电现象，而空气中的负离子因受排斥力而向相反方向运动．由于反冲，风针就旋转起来．如果交换金属板与风针电荷电性，风针不可能放出正电荷，导体内只有自由运动的电子．

补

方法点拨：解与电场中的导体有关的问题时，要考虑电场中的导体静电平衡时，导体内部场强为零，导体是等势体，导体表面是等势面，表面场强垂直表面，导体带电，电荷分布在外表面，还应该根据导体中电荷受力情况和电势因素进行综合考虑。
变式训练
3、导体球壳B带有正电荷Q，其中放有导体球A，用细金属丝通过B上的小孔与地相连（细金属丝不与球壳B相碰），如图所示．则导体球A(　 )
A．不带电
B．带正电
C．带负电
D．可能带正电，也可能带负电

3、C；分析：球壳B带正电荷后，附近的大地因感应将带负电荷．由于导体球A与大地相连，因此，A上也会感应出一定量的负电荷．
【说明】不少学生常套用静电屏蔽原理，错选成A．应该注意：这里的导体A实际上并没有被屏蔽，它与大地等电势，可以看成是大地的一个组成部分．并且，由于A的引入，球壳B的内壁也会带有一定量正电荷，当球壳B下方的开孔很小，不计金属丝影响时，球壳B内壁分布的正电荷总量与导体球A上感应的负电荷总量相等，电场线分布的示意图如图所示．
如果根据电容器的知识，对这个问题的理解更为清楚．B球壳的内、外壳分别与导体球A及大地构成两个并联电容器．B球壳的内、外壁相当于连在一起的两个带正电的极板，A球应带负电是确属无疑的了．