Question

18．长为l的导体棒原来不带电，现将一电荷量为-q的点电荷放在与棒的左端距离为R的地方，如图所示．达到静电平衡后，棒上的感应电荷在棒内距左端$\frac{1}{4}$处产生的场强E=$\frac{kq}{{（R+\frac{L}{4}）}^{2}}$，方向水平向右．

Answer 1

分析 根据静电平衡可知，达到静电平衡后，感应电荷产生的附加电场与外面的电场大小相等，方向相反，所以导体内部场强处处为0，同一个导体为等势体，导体上的电势处处相等．然后在结合库仑定律解答即可．

解答 解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端$\frac{1}{4}L$处产生的场强大小与一带电量为-q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则有：E=$\frac{kq}{{r}^{2}}$=$\frac{kq}{{（R+\frac{L}{4}）}^{2}}$
由于该处的电场强度为零，所以方向与一带电量为-q的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即水平向右．
故答案为：$\frac{kq}{{（R+\frac{L}{4}）}^{2}}$；水平向右

点评 该题结合库仑定律考查静电平衡状态的特点，牢记当金属导体处于电场时出现静电平衡现象，内部的场强处处为0，导体是等势体即可．