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  • 如圖,一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放置一個電荷量為+Q的點電荷,點電荷到金屬球表面的最近距離為2r. (1)標(biāo)出金屬球在靜電平衡后左右兩側(cè)帶電的符號

    如圖,一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上,右側(cè)放置一個電荷量為+Q的點電荷,點電荷到金屬球表面的最近距離為2r.

    (1)標(biāo)出金屬球在靜電平衡后左右兩側(cè)帶電的符號.
    (2)由于靜電感應(yīng)而在金屬球上出現(xiàn)了電荷,它們也在空間激發(fā)電場.這些感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場強度大小等于多少?方向如何?
    (3)如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè),另一端接觸球的右側(cè),導(dǎo)線是否能將球兩側(cè)的電荷中和?為什么?
    物理人氣:259 ℃時間:2020-06-07 13:02:52
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)金屬球上的自由電荷被吸引到右端,右端帶負電,左端帶正電,由于靜電平衡,0點的合場強為零.
    (2)點電荷Q在球心處產(chǎn)生的場強E=
    kQ
    (3r)2
    ,方向水平向左,則球面上感應(yīng)電荷在球心O處的場強大小為:
    E′=E=
    kQ
    (3r)2
    =
    kQ
    9r2
    ,方向水平向右.
    (3)如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè),另一端接觸球的右側(cè),導(dǎo)線不能將球兩側(cè)的電荷中和,因為處于靜電平衡狀態(tài)時,空心金屬球是等勢體,兩端沒有電勢差,所以導(dǎo)線中不能產(chǎn)生電流.
    答:(1)標(biāo)出金屬球在靜電平衡后左右兩側(cè)帶電的符號如圖.
    (2)這些感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場強度大小等于
    kQ
    9r2
    ,方向水平向右;
    (3)如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè),另一端接觸球的右側(cè),導(dǎo)線不能將球兩側(cè)的電荷中和,因為處于靜電平衡狀態(tài)時,空心金屬球是等勢體,兩端沒有電勢差,所以導(dǎo)線中不能產(chǎn)生電流.
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