Question

【題目】如圖，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 ．

（1）由于靜電感應(yīng)而在金屬球上出現(xiàn)了電荷，它們也在空間激發(fā)電場(chǎng)．這些感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于多少？方向如何？
（2）如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè)，另一端接觸球的右側(cè)，導(dǎo)線是否能將球兩側(cè)的電荷中和？為什么？

Answer 1

【答案】
（1）

這些感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于 ，方向水平向右；

（2）

如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè)，另一端接觸球的右側(cè)，導(dǎo)線不能將球兩側(cè)的電荷中和，因?yàn)樘幱陟o電平衡狀態(tài)時(shí)，空心金屬球是等勢(shì)體，兩端沒(méi)有電勢(shì)差，所以導(dǎo)線中不能產(chǎn)生電流．

【解析】（1）點(diǎn)電荷Q在球心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)E= ，方向水平向左，則球面上感應(yīng)電荷在球心O處的場(chǎng)強(qiáng)大小為：
E′=E= = ，方向水平向右．（2）如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè)，另一端接觸球的右側(cè)，導(dǎo)線不能將球兩側(cè)的電荷中和，因?yàn)樘幱陟o電平衡狀態(tài)時(shí)，空心金屬球是等勢(shì)體，兩端沒(méi)有電勢(shì)差，所以導(dǎo)線中不能產(chǎn)生電流．
答：（1）這些感應(yīng)電荷在球心激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小等于 ，方向水平向右；（2）如果用導(dǎo)線的一端接觸球的左側(cè)，另一端接觸球的右側(cè)，導(dǎo)線不能將球兩側(cè)的電荷中和，因?yàn)樘幱陟o電平衡狀態(tài)時(shí)，空心金屬球是等勢(shì)體，兩端沒(méi)有電勢(shì)差，所以導(dǎo)線中不能產(chǎn)生電流．