题目
当空腔内有电荷+q+q时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷-q,外表面增加感应电荷-q.A. 正确B. 错误
当空腔内有电荷+q+q时,内表面因静电感应出现等值异号的电荷-q,外表面增加感应电荷-q.
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
本题考查静电感应以及导体静电平衡的相关知识。解题的关键在于理解导体在静电平衡状态下的电荷分布规律。
当空腔导体处于静电平衡状态时,导体内部场强处处为零。我们可以利用高斯定理来分析空腔内电荷与导体表面电荷的分布情况。
- 首先,在导体内部取一个高斯面,该高斯面完全包围空腔。根据高斯定理$\varPhi_E=\oint_{S}\vec{E}\cdot d\vec{S}=\frac{Q_{in}}{\epsilon_0}$,其中$\varPhi_E$是电通量,$\vec{E}$是电场强度,$d\vec{S}$是面积元,$Q_{in}$是高斯面内的总电荷量,$\epsilon_0$是真空介电常数。
- 因为导体处于静电平衡,内部场强$\vec{E} = 0$,所以$\varPhi_E=\oint_{S}\vec{E}\cdot d\vec{S}=0$。
- 由此可得$Q_{in}=0$,已知空腔内有电荷$+q$,那么为了使高斯面内总电荷量为零,内表面必然会感应出$-q$的电荷。
- 然后,对于整个导体来说,它原本是电中性的,即总电荷量为零。
- 内表面出现了$-q$的电荷,为了保持导体的电中性,外表面就会出现$+q$的电荷,而不是增加感应电荷$-q$。