题目内容
长为L的导体棒原来不带电,现将一带电量为+q的点电荷放在距棒左端R处,如图所示,当达到静电平衡时:
(1)棒的左端将出现什么电性的电荷?
(2)棒内中点处的场强大小为多少?
(3)棒上的感应电荷在棒的中点处产生的场强大小是多少?方向如何?
(1)棒的左端将出现什么电性的电荷?
(2)棒内中点处的场强大小为多少?
(3)棒上的感应电荷在棒的中点处产生的场强大小是多少?方向如何?
分析:导体棒处于正电荷电场中,出现感应现象,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,可确定电性;当棒达到静电平衡后,棒内各点的合场强为零,即感应电荷产生的电场强度与+q产生的电场强度大小相等、方向相反,根据静电平衡的特点和点电荷场强公式E=k
结合求解.
Q |
r2 |
解答:解:
(1)根据静电感应原理,棒左端放置正电荷,则棒的左端感应出负电荷,右端则出现正电荷;
(2)水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,即棒内中点处的场强大小为零.
(3)根据库仑定律F=k
,结合E=
,则有:带电量为+q的点电荷在棒内中点处的场强大小为E=
,
因水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反.
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为:E=
,
由于中点处的合场强为零,所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反,即中点与q连线且指向+q.
答:(1)棒的左端将出现负电荷;(2)棒内中点处的场强大小为零;(3)棒上的感应电荷在棒的中点处产生的场强大小是
,中点与q连线且指向+q.
(1)根据静电感应原理,棒左端放置正电荷,则棒的左端感应出负电荷,右端则出现正电荷;
(2)水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反,即棒内中点处的场强大小为零.
(3)根据库仑定律F=k
r2 |
F |
q |
kq | ||
(R+
|
因水平导体棒当达到静电平衡后,棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+q在该处产生的电场强度大小相等,方向相反.
则棒上感应电荷在棒内中点产生的场强大小为:E=
kq | ||
(R+
|
由于中点处的合场强为零,所以感应电荷产生的场强方向与点电荷+q在该处产生的电场强度的方向相反,即中点与q连线且指向+q.
答:(1)棒的左端将出现负电荷;(2)棒内中点处的场强大小为零;(3)棒上的感应电荷在棒的中点处产生的场强大小是
kq | ||
(R+
|
点评:感应带电的本质是电荷的转移,当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象,关键要理解并掌握静电平衡的特点.
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