Question

【題目】如圖，一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上，右側放置一個電荷量為+Q的點電荷，點電荷到金屬球表面的最近距離為2r ．

（1）由于靜電感應而在金屬球上出現了電荷，它們也在空間激發電場．這些感應電荷在球心激發的電場強度大小等于多少？方向如何？
（2）如果用導線的一端接觸球的左側，另一端接觸球的右側，導線是否能將球兩側的電荷中和？為什么？

Answer 1

【答案】
（1）

這些感應電荷在球心激發的電場強度大小等于 ，方向水平向右；

（2）

如果用導線的一端接觸球的左側，另一端接觸球的右側，導線不能將球兩側的電荷中和，因為處于靜電平衡狀態時，空心金屬球是等勢體，兩端沒有電勢差，所以導線中不能產生電流．

【解析】（1）點電荷Q在球心處產生的場強E= ，方向水平向左，則球面上感應電荷在球心O處的場強大小為：
E′=E= = ，方向水平向右．（2）如果用導線的一端接觸球的左側，另一端接觸球的右側，導線不能將球兩側的電荷中和，因為處于靜電平衡狀態時，空心金屬球是等勢體，兩端沒有電勢差，所以導線中不能產生電流．
答：（1）這些感應電荷在球心激發的電場強度大小等于 ，方向水平向右；（2）如果用導線的一端接觸球的左側，另一端接觸球的右側，導線不能將球兩側的電荷中和，因為處于靜電平衡狀態時，空心金屬球是等勢體，兩端沒有電勢差，所以導線中不能產生電流．