Question

8．如圖所示，一個(gè)原來(lái)不帶電的半徑為r 的空心金屬球放在絕緣支架上，右側(cè)放置一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離為2r，則：金屬球在靜電平衡后左側(cè)帶電性質(zhì)為正電．金屬球上的感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小是$\frac{kQ}{{9{r^2}}}$，方向沿兩球心連線向右．

Answer 1

分析 金屬球在點(diǎn)電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致電荷重新分布，整個(gè)導(dǎo)體是一個(gè)等勢(shì)體．在金屬球內(nèi)部出現(xiàn)感應(yīng)電荷的電場(chǎng)，正好與點(diǎn)電荷的電場(chǎng)疊加，只有疊加后電場(chǎng)為零時(shí)，電荷才不會(huì)移動(dòng)．當(dāng)點(diǎn)電荷移走后，電荷恢復(fù)原狀．

解答 解：金屬球在點(diǎn)電荷附近，出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致電荷重新分布，金屬球上的電子受到吸引，所以金屬球在靜電平衡后左側(cè)帶電性質(zhì)為正電荷，右側(cè)為負(fù)電荷；
金屬球內(nèi)部合電場(chǎng)為零，電荷+Q與感應(yīng)電荷在金屬球內(nèi)任意位置激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)都是等大且反向，所以金屬球上感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為0．
感應(yīng)電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與點(diǎn)電荷在球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小，方向相反，即為$\frac{kQ}{（3r）^{2}}$=$\frac{kQ}{{9{r^2}}}$，方向兩球心連線向右．
故答案為：正； $\frac{kQ}{{9{r^2}}}$；沿兩球心連線向右

點(diǎn)評(píng) 處于靜電感應(yīng)現(xiàn)象的導(dǎo)體，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，電荷全部分布在表面．且導(dǎo)體是等勢(shì)體．