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根据静电感应和静电平衡条件 对下述如图所示的三种情况作一分析和说明. 图a为不带电的导体球
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根据静电感应和静电平衡条件,对下述如图所示的三种情况作一分析和说明.
图a为不带电的导体球壳A,在中心放入点电荷+q的示意图.
图b球壳A接地的示意图.
图c点电荷+q偏离球心的示意图.
参考答案
图a表明点电荷+q激发的静电场,在+q的静电感应作用下,在导体球壳的内表面上将产生一定量的负电荷,在它的外表面上产生和负电荷等量的正电荷.最后,这一导体系统达到静电平衡状态.根据静电平衡条件,导体A内部(内、外表面之间)电场强度E=0.
图b球壳用导线接地,则导体球壳外表面的正感应电荷将和来自地上的负电荷中和,球壳外表面的电场线消失,导体球壳内的带电体对球壳外部空间不发生任何影响(即静电屏蔽).
图c点电荷+q偏离球心,球壳内表面上的感应电荷-q因+q(可称为施感电荷)移开球心而发生变化,分布不均匀.离+q近处的内表面,感应的电荷密度增大,而较远处感应电荷密度较小.由于屏蔽作用,球壳内的+q和内表面的感应电荷-q不影响球壳外的电场;即产生的合场强为零,外表面又是球面,所以外表面上的感应电荷均匀分布.