题目
如图,一导体球原为电中性,今在距球心(r)_(0)处放置一电量为q的点电荷,试求:" P-|||-0 0(1)导体球上的感应电荷在球内P点产生的场强大小。(2)感应电荷在P点产生的电势(选无穷远处为电势零点)。
如图,一导体球原为电中性,今在距球心${r}_{0}$处放置一电量为q的点电荷,试求:
(1)导体球上的感应电荷在球内P点产生的场强大小。
(2)感应电荷在P点产生的电势(选无穷远处为电势零点)。
题目解答
答案

解析
步骤 1:导体球内部电场为0
导体球内部的电场强度为0,这意味着在导体球内部的任何一点,由导体球上的感应电荷和外部点电荷q共同产生的电场强度相互抵消。因此,导体球上的感应电荷在球内P点产生的场强大小等于点电荷q在P点产生的场强大小,但方向相反。
步骤 2:计算点电荷q在P点产生的场强大小
点电荷q在P点产生的场强大小为$E = k\frac{q}{r^2}$,其中$k$是库仑常数,$r$是点电荷q到P点的距离。由于P点在导体球内部,且距离球心${r}_{0}$,因此$r = {r}_{0}$。
步骤 3:计算感应电荷在P点产生的电势
由于导体球表面的感应电荷产生的电势在P点相互抵消,因此感应电荷在P点产生的电势为0。
导体球内部的电场强度为0,这意味着在导体球内部的任何一点,由导体球上的感应电荷和外部点电荷q共同产生的电场强度相互抵消。因此,导体球上的感应电荷在球内P点产生的场强大小等于点电荷q在P点产生的场强大小,但方向相反。
步骤 2:计算点电荷q在P点产生的场强大小
点电荷q在P点产生的场强大小为$E = k\frac{q}{r^2}$,其中$k$是库仑常数,$r$是点电荷q到P点的距离。由于P点在导体球内部,且距离球心${r}_{0}$,因此$r = {r}_{0}$。
步骤 3:计算感应电荷在P点产生的电势
由于导体球表面的感应电荷产生的电势在P点相互抵消,因此感应电荷在P点产生的电势为0。