题目内容

【题目】如图,一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上,右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷,点电荷到金属球表面的最近距离为2r

(1)由于静电感应而在金属球上出现了电荷,它们也在空间激发电场.这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少?方向如何?
(2)如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线是否能将球两侧的电荷中和?为什么?

【答案】
(1)

这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于 ,方向水平向右;


(2)

如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线不能将球两侧的电荷中和,因为处于静电平衡状态时,空心金属球是等势体,两端没有电势差,所以导线中不能产生电流.


【解析】(1)点电荷Q在球心处产生的场强E= ,方向水平向左,则球面上感应电荷在球心O处的场强大小为:
E′=E= = ,方向水平向右.(2)如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线不能将球两侧的电荷中和,因为处于静电平衡状态时,空心金属球是等势体,两端没有电势差,所以导线中不能产生电流.
答:(1)这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于 ,方向水平向右;(2)如果用导线的一端接触球的左侧,另一端接触球的右侧,导线不能将球两侧的电荷中和,因为处于静电平衡状态时,空心金属球是等势体,两端没有电势差,所以导线中不能产生电流.

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