Question

5．如图，实心金属球A半径为R，带电量为Q，点电荷B带电量为q．B与A球间的距离为r．当B不存在而只有A存在且达到静电平衡状态时，电荷Q在球心O处的电场强度等于0．当点电荷B也同时存在并达到静电平衡时，球心O处的电场强度等于0，金属球上的电荷在球心O处产生的场强的大小等于$\frac{kq}{{r}^{2}}$．

Answer 1

分析 静电感应的过程，是导体A（含大地）中自由电荷在电荷Q所形成的外电场下重新分布的过程，当处于静电平衡状态时，在导体内部电荷Q所形成的外电场E与感应电荷产生的“附加电场E′”同时存在的，且在导体内部任何一点，外电场电场场强E与附加电场的场强E'大小相等，方向相反．

解答 解：根据静电平衡状态的特点可知，孤立导体内部的电场强度为0．所以当B不存在而只有A存在且达到静电平衡状态时，电荷Q在球心O处的电场强度是0；
球外点电荷在O点产生的场强，据点电荷的场强公式得：E=$\frac{kq}{{r}^{2}}$
利用静电平衡的特点，内部场强处处为零，即感应电荷在导体内部产生的电场与球外电荷产生的电场强度大小相等，
所以E′=E=$\frac{kq}{{r}^{2}}$
故答案为：0，0，$\frac{kq}{{r}^{2}}$

点评 明确静电平衡导体的特点，即内部场强处处为零，是个等势体，注意合场强与各个电荷产生场强的关系．