姚桂元
【问题来源】
静电感应和静电平衡是人教版高中物理必修3第九章《静电场及其应用》中两个重要的概念，它们和第十章《静电场中的能量》中的电场力做功、电势、等势面和电场线联系非常紧密。
【知识展示】
1.静电感应
图一
如图一所示，当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或排斥，使导体的近端带异种电荷，远端带同种电荷。这种现象叫做静电感应。
2.静电平衡
图二
如图二所示，将不带电的金属导体放到电场E中，由于静电感应，在导体表面感应出正、负电荷。感应电荷在导体内部产生的感应电场E'与E方向相反，使导体内部的电场减弱。当导体内部的合场强E合=0时，导体内部的自由电子不再发生定向移动。这时我们说，导体达到静电平衡状态。
静电平衡的特点：
A.导体内部的电场强度处处为0；
B.导体内部没有净剩电荷，电荷只分布在导体的外表面；
C.导体外表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，周围的电场强度越大。
D.整个导体电势处处相等，导体是一个等势体，表面是一个等势面。电场线与导体表面处处垂直。
特别地，孤立的带电导体，其表面自由电荷不再发生移动时，我们说它也处于静电平衡状态。如图三所示。
图三
【深度思考】
1.静电感应与静电平衡都是把一个导体放入电场中，因此静电感应与静电平衡本质上是一回事。只不过，静电感应关注的是现象，而静电平衡关注的是平衡状态。
2.整个空间中我们认为存在两个场，一个是原电场，一个是感应电场。在导体外部两个电场的合场强不为0；在导体内部两个电场的合场强处处为0，即原电场的电场强度和感应电场的电场强度等大反向。
【等效思想】
处于静电平衡的导体内部场强处处为0，等效成其内部没有电场。
等效思想在尖端放电中也有应用，如图四所示。
图四
带电云层和金属尖端之间存在一个很强的电场，使空气中的残留电荷发生剧烈运动，并与空气分子碰撞从而使空气分子中的正负电荷分离变成自由电子和离子，自由电子和离子被强场加速去撞击其他空气分子，如此反复，空气中产生了很多自由带电粒子。根据电荷间的相互作用，空气中的正、负电荷分别去中和云层与金属尖端中的电荷，等效成金属尖端上的电荷去中和了云层中的电荷，这种现象叫作尖端放电。
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