5.如圖所示,將一個半徑為r的不帶電的金屬球放在絕緣支架上,金屬球的右側放置一個電荷量為Q的帶正電的點電荷,點電荷到金屬球表面的最近距離也為r.由于靜電感應在金屬球上產(chǎn)生感應電荷.設靜電力常量為k.則關于金屬球內的電場以及感應電荷的分布情況,以下說法中正確的是( 。
A.金屬球右側表面的電勢高于左側表面
B.電荷Q與感應電荷在金屬球內任意位置激發(fā)的電場場強都是等大且反向的
C.感應電荷全部分布在金屬球的表面上
D.感應電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場場強E′=k$\frac{Q}{2{r}^{2}}$,方向向右

分析 金屬球在點電荷附近,出現(xiàn)靜電感應現(xiàn)象,導致電荷重新分布.因此在金屬球內部出現(xiàn)感應電荷的電場,正好與點電荷的電場疊加,只有疊加后電場為零時,電荷才不會移動.當點電荷移走后,電荷恢復原狀.

解答 解:A、靜電平衡的導體是一個等勢體,導體表面是一個等勢面.故A錯誤;
B、電荷Q與感應電荷在金屬球內任意位置激發(fā)的電場場強都是等大且反向,金屬球內部合電場為零,電荷不再會移動,處于靜電平衡狀態(tài).故B正確;
C、由于金屬球感應電荷產(chǎn)生的電場導致內部電荷分布在金屬球的表面上,故C正確;
D、感應電荷在金屬球球心處激發(fā)的電場場強與點電荷在球心處產(chǎn)生的電場強度大小,方向相反,即為$\frac{Q}{{(2r)}^{2}}$.故D錯誤;
故選:BC.

點評 處于靜電感應現(xiàn)象的導體,內部電場強度處處為零,電荷全部分布在表面.且導體是等勢體,

練習冊系列答案
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(1)波長和波速.
(2)求x=2m處的E質點第二次到達波谷的時刻.
(3)t=0.3s時,波傳到哪個質點?在圖甲中畫出該時刻的波形圖.在圖乙中畫出從該時刻起該質點的振動圖象(至少畫一個周期).

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(1)請說明高壓電源A端應接“正極”還是“負極”,磁場室的磁場方向“垂直紙面向里”還是“垂直紙面向外”;
(2)C2H6+和C2H2+離子同時進入磁場室后,出現(xiàn)了軌跡Ⅰ和Ⅱ,試判定它們各自對應的軌跡,并說明原因;
(3)若磁感應強度為B時,記錄儀接收到一個明顯信號,求與該信號對應的離子質荷比($\frac{m}{e}$);
(4)調節(jié)磁場室磁場的大小,在記錄儀上可得到不同的離子.設離子的質荷比為β,磁感應強度大小為B,為研究方便可作B-β關系圖線.當磁感應強度調至B0時,記錄儀上得到的是H+,若H+的質荷比為β0,其B-β關系圖線如圖2所示,請作出記錄儀上得到了CH4+時的B-β的關系圖線.

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