题目内容

9.如图所示,一个接地的金属球A的半径为R,求外点电荷的电量为Q,点电荷到球心的距离为r,则感应电荷在球心O处产生的场强等于(  )
A.$\frac{KQ}{{r}^{2}}$B.C.$\frac{KQ}{{r}^{2}}$-$\frac{KQ}{{R}^{2}}$D.$\frac{KQ}{{r}^{2}}$+$\frac{KQ}{{R}^{2}}$

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: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A正确,BCD错误;
故选:A.

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.

练习册系列答案
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18.某同学在科普读物上看到:“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程中,弹力做的功W=$\frac{1}{2}$kx2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.

A.将一弹簧的下端固定在地面上,在弹簧附近竖直地固定一刻度尺,当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为x1,如图甲所示.
B.用弹簧测力计拉着弹簧上端竖直向上缓慢移动,当弹簧测力计的示数为F时,弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x2,如图乙所示.则此弹簧的劲度系数k=$\frac{F}{{x}_{2}-{x}_{1}}$.
C.把实验桌放到弹簧附近,将一端带有定滑轮、两端装有光电门的长木板放在桌面上,使滑轮正好在弹簧的正上方,用垫块垫起长木板不带滑轮的一端,如图丙所示.
D.用天平测得小车(带有遮光条)的质量为M,用游标卡尺测遮光条宽度d的结果如图丁所示,则d=3.5mm.
E.打开光电门的开关,让小车从光电门的上方以一定的初速度沿木板向下运动,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为△t1和△t2.改变垫块的位置,重复实验,直到△t1=△t2时保持木板和垫块的位置不变.
F.用细绳通过滑轮将弹簧和小车相连,将小车拉到光电门B的上方某处,此时弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x3,已知(x3-x1)小于光电门A、B之间的距离,如图丙所示.由静止释放小车,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为△t1′和△t2′.
在实验误差允许的范围内,若$\frac{1}{2}$k(x3-x12=$\frac{1}{2}$M($\frac{d}{△{t}_{1}′}$)2(用实验中测量的符号表示),就验证了W=$\frac{1}{2}$kx2的结论.

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