Question

如下图所示，A为一金属球壳，球心O处放一个点电荷＋Q，球壳外较远处的B点放一个点电荷－Q．试分析图中a、b、c三点场强(已知a距球心O点为r，b点在球壳内；c点距球心为)．

Answer 1

答案：
解析：

解题过程，方向沿半径指向球壳．静电平衡时，电场中的导体内部场强为零，故=0．c点场强按一对正负电荷的场强叠加处理， 　　思路点拨 该题首先应明确静电平衡后电荷分布情况．因为－Q远离导体球壳A，A可视为孤立导体，即－Q的存在不会影响A表面及内部电荷的分布．静电平衡后，金属球壳内、外表面带的电荷分别是－Q和＋Q．进而明确空间电场如何分布．在球壳空腔内部只有球心O点所放＋Q点电荷的电场；金属球壳自身内部场强为零；球壳外部的电场应由球外壳所带＋Q与B点所放－Q电荷共同决定．由于球心O到B距离远大于金属球壳的半径，故可以将金属球壳外表面所带电荷视为点电荷，所以金属球壳外部电场相当于两个相距L的一对异号电荷所形成的电场．明确这些，问题就迎刃而解． 　　小结 从上题我们已看到，球壳外部的电荷对金属壳内部没有产生任何影响，它告诉我们导体空腔可以屏蔽外部电场，使空腔内物体不受外界电场干扰，我们称之为静电屏蔽．静电屏蔽技术被广泛运用在精密电磁测量仪器的使用和电讯信号的传输中．有些高压电器设备为避免它的电场对外界产生不良影响，又该如何处理呢？这是又一种屏蔽．其方法就是在这些设备上安装一个接地的金属外壳(网罩)．如本题，由于金属壳不接地，导体因静电感应外表面带电，电场仍能扩散到外面去．只有在金属壳接地后，外表面的正电荷消失，使电场只局限在空腔内部(如下图)．请思考接地时各点场强又如何．