摘要：利用电力线和等势面的特性分析场强和电势 电力线和等势面可以形象的描述场强和电势.电荷周围所画的电力线数正比于电荷所带电量.电力线的疏密.方向表示电场强度的大小和方向.顺电力线电势降低.等势面垂直电力线等--可以帮助我们去分析场强和电势 [例题] 有一球形不带电的空腔导体将一个负电荷-Q放入空腔中.如图所示.问: (1)由于静电感应.空腔导体内.外壁各带什么电?空腔内.导体内.导体外的电场强度.电势的大小有何特点.电场强度的方向如何? (2)如将空腔导体内壁接地,空腔导体内外壁各带什么电?空腔内.导体内.导体外的场强.电势有何变比? (3)去掉接地线.再将场电荷-Q拿走远离空腔导体后.空腔导体内.外壁各带什么电?空腔内.导体内.导体外部的场强.电势又有什么变化? 分析和解 本题利用电力线进行分析比较清楚 (1)把负电荷放人空腔中.负电荷周围将产生电场.(画出电力线其方向是指向负电荷)自由电子由低电势到高电势发生静电感应.使导体内壁带有电量为Q的正电荷.导体外壁带有电量为Q的负电荷.如图所示.空腔导体里外电力线数一样多空胶外电力线指向金属导体.越靠近空腔导体场强越大.导体中无电力线小.电场强度为零.空腔内越靠近负电荷Q电力线越密.电场强度也越大.顺电力线电势降低.如规定无穷远电势为零.越靠近空腔导体电势越低.导体内部电势相等.空腔内越靠近负电荷Q电势越低.各处的电势均小于零. (2)如把空腔导体内壁接地.电子由低电势到高电势.导体上的自由电子将通过接地线进入大地.静电平衡后导体内壁仍带正电.导体外壁不带电.由于电力线数正比于场电荷.场电荷-Q未变所以空腔内的电力线分布未变.空腔内的电场强度也不变.导体内部场强仍为零.由于导体外壁不带电.导体外部无电力线.导体外部场强也变为零.(要使导体外部空间不受空腔内场电荷的影响.必须把空腔导体接地.) 在静电平衡后.导体与地电势相等都等于零.导体内部空腔中电势仍为负.越靠近场电荷电势越低.各处电势都比 导体按地以前高. (3)如去掉接地线.再把场电荷拿走远离空腔导体时.由于静电感应.导体外表面自由电子向内表面运动．到静电平衡时.导体内表面不带电.外表面带正电.带电量为Q. 这时导体内部和空腔内无电力线.场强都变为零.导体外表面场强垂直导体表面指向导体外.离导体越远.电力线越疏.场强越小.顺电力线电势减小.无穷远电势为零.越靠近导体电势越高.导体上和空腔内电势相等.各点电势均大于零. 当导体接地时.导体外表面不带电.也可用电力线进行分析.如果外表面带负电.就有电力线由无穷远指向导体.导体的电势将小于零.与导体电势为零相矛盾.如果导体外表面最后带正电.则有电力线由导体外表面指向无穷远.则导体电势将大于零.也与地等电势相矛盾．所以.本题中将导体接地时.导体外表面不再带电.

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