Question

8．如图所示，一厚度不计的金属圆桶带的电荷总量为Q=+4×10^-6C．
（1）此时，金属桶内、外表面带的电荷量分别为多少？
（2）如果用丝线在桶内县挂一带的电荷量q=-2×10^-6C小球，桶内、外表面电荷量分别为多少？
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下，桶内外表面电荷量分别为多少？
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则金属桶内外表面电荷量又为多少？

Answer 1

分析 （1）带电金属的电荷只分布在金属的外表面上；
（2）如果用丝线在桶内县挂一带的电荷量q=-2×10^-6C小球，结合电容器的特点判断出金属桶的内部所带的电荷量；
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下则正负电荷首先要中和，然后净电荷只分布在外表面上；
（4）用手接触一下桶外表面将中和外表面的电荷，然后结合静电平衡状态的特点分析即可．

解答 解：（1）由于带电金属的电荷只分布在金属的外表面上，所以开始时金属桶内表面不带电，外表面带的电荷量为+4×10^-6C．
（2）如果用丝线在桶内县挂一带的电荷量q=-2×10^-6C小球，根据电容器的特点可知，金属桶的内表面将带上与小球相等的正电荷，即内表面的带电量是+2×10^-6C，
所以外表面的带电量为：4×10^-6-2×10^-6=2×10^-6C
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下则正负电荷首先要中和，此时金属桶的内表面的电荷将变成0，而外表面的带电量仍然为：4×10^-6-2×10^-6=2×10^-6C
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，人与金属桶组成新的导体，所以金属桶的外表面的电荷将被中和．然后再将小球从桶中取出，则金属桶内表面的电荷将再次变成0，内表面的电荷全部转移到外表面，所以外表面电荷量又为+2×10^-6C，
答：（1）此时，金属桶内表面不带电，外表面带的电荷量为+4×10^-6C．
（2）如果用丝线在桶内县挂一带的电荷量q=-2×10^-6C小球，桶内表面的带电量是+2×10^-6C，外表面电荷量为+2×10^-6C；
（3）若桶内金属小球与内表面接触一下，内表面的电荷将变成0，而外表面的带电量仍然为2×10^-6C；
（4）若小球悬挂时，用手接触一下桶外表面，然后再将小球从桶中取出，则内表面的电荷将变成0，外表面的带电量为2×10^-6C．

点评 考查静电感应现象，掌握同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．并理解孤立导体的电荷只分布在导体的外表面上，内部没有净电荷．