题目
空腔导体达到静电平衡时,下述说法中正确的是:(1) 腔外电荷和腔外表面电荷在腔内产生的场强之和为零;(2) 空腔导体接地时,外表面上的感应电荷被大地电荷全部中和,这时外表面不带电荷;(3) 空腔内表面上的电荷分布与外电场无关,只取决于腔内带电体和空腔内表面形状;(4) 空腔外表面上的电荷分布与腔内带电体的位置无关,只取决于外表面的形状和外电场。A. (1)、(2)。B. (3)、(4)。C. (1)、(3)、(4)。D. (1)、(2)、(3)、(4)。
空腔导体达到静电平衡时,下述说法中正确的是:(1) 腔外电荷和腔外表面电荷在腔内产生的场强之和为零;(2) 空腔导体接地时,外表面上的感应电荷被大地电荷全部中和,这时外表面不带电荷;(3) 空腔内表面上的电荷分布与外电场无关,只取决于腔内带电体和空腔内表面形状;(4) 空腔外表面上的电荷分布与腔内带电体的位置无关,只取决于外表面的形状和外电场。
A. (1)、(2)。
B. (3)、(4)。
C. (1)、(3)、(4)。
D. (1)、(2)、(3)、(4)。
题目解答
答案
C. (1)、(3)、(4)。
解析
本题考查空腔导体静电平衡时的电荷分布与场强特性,需结合静电平衡条件下导体内部与表面的电荷分布规律进行分析。关键点在于:
- 导体内部(空腔内)总场强为零,由腔外电荷与外表面感应电荷共同作用;
- 内表面电荷分布仅由腔内电荷及内表面形状决定,与外电场无关;
- 外表面电荷分布由外电场和外表面形状决定,与腔内电荷位置无关;
- 接地时外表面电荷是否保留需考虑外电场的影响,不能简单认为“被中和”。
(1)腔外电荷和腔外表面电荷在腔内产生的场强之和为零
正确。根据静电平衡条件,导体内部(包括空腔)总场强为零,因此腔外电荷与外表面感应电荷在腔内的场强叠加后必然为零。
(2)空腔导体接地时,外表面不带电荷
错误。接地时,导体与大地等电势,外表面的感应电荷可能部分或全部流入大地。但若存在外电场,外表面仍会因外电场作用重新分布电荷,因此外表面可能带电,与外电场相关。
(3)空腔内表面电荷分布与外电场无关
正确。内表面电荷仅由腔内带电体的电荷量及内表面形状决定,外电场无法穿透导体影响内表面电荷分布。
(4)空腔外表面电荷分布与腔内带电体位置无关
正确。外表面电荷分布由外电场和外表面形状决定,与腔内电荷的具体位置无关,仅与总电荷量相关。