Question

一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为-Q的点电荷，该点电荷距金属球表面的最近距离为r，由于静电感应在金属球上出现了电荷，这些感应电荷在球心激发的电场强度大小为

 

，方向

 

；（填“左”“右”）若用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，侧导线

 

（填“能”“不能”）将金属球两侧的感应电荷中和．

Answer 1

分析：由于静电平衡，金属球球心处的合场强为零，即电荷-Q和球面上感应电荷在球心处产生的场强大小相等，方向相反．用导线的一端接触金属球的左侧，根据感应起电原理，分析可知导线不能将金属球两侧的感应电荷中和．

解答：解：点电荷Q在球心处产生的场强大小为 E=K

Q

4r2

，方向水平向右，
根据静电平衡状态的特点：金属球球心处的合场强为零，即电荷-Q和球面上感应电荷在球心处产生的场强大小相等，方向相反，所以球面上感应电荷在球心处的场强大小 E′=E=K

Q

4r2

，方向水平向左．
若用导线的一端接触金属球的左侧，另一端接触金属球的右侧，静电感应现象仍然存在，导线不能将金属球两侧的感应电荷中和．
故答案为：K

Q

4r2

；左； 不能

点评：本题关键要掌握静电平衡状态的特点：处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，并能理解场强为零的原因．