Question

14．在電荷量為q的正點(diǎn)電荷A右側(cè)有一原本不帶電的金屬球殼B，現(xiàn)把B的右側(cè)通過導(dǎo)線接地后，空間電場(chǎng)用如圖所示的電場(chǎng)線描述，其中點(diǎn)電荷A到B球心的間距為r，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處和大地的電勢(shì)均為零．下列說法正確的是（　�。�

• A． 點(diǎn)電荷A在B的球心處的激發(fā)電場(chǎng)強(qiáng)度為零
• B． 球殼B的外部電荷量為q，且電性為負(fù)
• C． 由于球殼B帶負(fù)電，故B的左側(cè)各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)
• D． 移動(dòng)負(fù)的試探電荷從c點(diǎn)到d點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能減小

Answer 1

分析 將原來(lái)不帶電的金屬球殼B，置于帶正電的點(diǎn)電荷A所形成的電場(chǎng)中，產(chǎn)生靜電感應(yīng)，達(dá)到靜電平衡后，整個(gè)導(dǎo)體是等勢(shì)體，根據(jù)順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低，導(dǎo)體的電勢(shì)比無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì)高．根據(jù)電場(chǎng)力做功情況分析電勢(shì)能的變化情況．

解答 解：A、金屬球殼B的球心處合場(chǎng)強(qiáng)為零，即點(diǎn)電荷A和金屬球殼B上感應(yīng)電荷在球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向相反，相互抵消，根據(jù)電場(chǎng)的疊加原理可知，點(diǎn)電荷A在B的球心處的激發(fā)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零，故A錯(cuò)誤．
B、由于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布在整個(gè)空間中，球殼由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電荷量小于點(diǎn)電荷的電荷量q，電性為負(fù)，故B錯(cuò)誤．
C、由于靜電感應(yīng)，球殼B帶負(fù)電，整個(gè)球殼是一個(gè)等勢(shì)體，根據(jù)順著電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，可知，整個(gè)球殼的電勢(shì)高于地面的電勢(shì)，大地的電勢(shì)為零，所以B的左側(cè)各點(diǎn)電勢(shì)均為正，故C錯(cuò)誤．
D、移動(dòng)負(fù)的試探電荷從c點(diǎn)到d點(diǎn)，電勢(shì)升高，電場(chǎng)力做正功，則電荷的電勢(shì)能減小，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)靜電平衡導(dǎo)體特點(diǎn)的理解和應(yīng)用．處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的合場(chǎng)強(qiáng)為零，是指點(diǎn)電荷的電場(chǎng)和感應(yīng)電荷的電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)為零，但點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)不為零．