题目
如图所示,一金属球原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为E_a、E_b、E_c,三者相比较( )。v wA: E_a最大B: E_b最大C: E_c最大D: E_a=E_b=E_c
如图所示,一金属球原来不带电,现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN,金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为$$E_a$$、$$E_b$$、$$E_c$$,三者相比较( )。

A: $$E_a$$最大
B: $$E_b$$最大
C: $$E_c$$最大
D: $$E_a=E_b=E_c$$
题目解答
答案
C. $$E_c$$最大
解析
考查要点:本题主要考查静电感应现象中导体内部电场的分布规律,以及外部电场对导体电荷分布的影响。
解题核心思路:
- 静电感应与电荷分布:金属球在外部电场作用下,近端感应异种电荷,远端感应同种电荷。
- 导体内部电场性质:导体内部总电场为零,感应电荷产生的电场与外部电场大小相等、方向相反。
- 场强比较的关键:比较外部电场在各点的场强大小,因感应电荷场强等于外部场强大小。
破题关键点:
- 外部电场的分布:均匀带电细杆在延长线上的场强与距离成反比(近似处理)。
- 点的位置关系:细杆位于金属球直径的延长线远端,导致远端点距离细杆更近,场强更大。
场强分布分析
-
外部电场的性质:
均匀带电细杆在延长线上的场强大小与距离的平方成反比(假设为点电荷模型)。距离细杆越近,场强越大。 -
感应电荷的分布:
- 细杆带电后,金属球近端感应出异种电荷,远端感应出同种电荷。
- 感应电荷产生的电场在球内与外部电场大小相等、方向相反。
-
场强比较:
- a、b、c三点位置:假设细杆位于金属球直径的远端(如B点外侧),则c点(靠近B点)距离细杆最近,场强最大。
- 结论:$E_c > E_b > E_a$,故$E_c$最大。