题目
一空心导体球壳带电Q,当在球壳内偏离球心某处再放一电量q的点电荷时,则导体球壳内表面上所带电荷和外表面上的电荷分布()A. 均匀;均匀B. 不均匀;均匀。C. 均匀;不均匀。D. 不均匀;不均匀。
一空心导体球壳带电Q,当在球壳内偏离球心某处再放一电量q的点电荷时,则导体球壳内表面上所带电荷和外表面上的电荷分布()
A. 均匀;均匀
B. 不均匀;均匀。
C. 均匀;不均匀。
D. 不均匀;不均匀。
题目解答
答案
B. 不均匀;均匀。
解析
考查要点:本题主要考查静电平衡条件下导体内部与表面的电荷分布规律,以及感应电荷的分布特点。
解题核心思路:
- 导体静电屏蔽:空腔内的点电荷q会使导体的内表面感应出等量异种电荷(-q),而导体整体的总电荷Q决定了外表面的电荷量。
- 电荷分布规律:内表面的感应电荷因点电荷位置偏离球心而不均匀分布;外表面的电荷在静电平衡时均匀分布(导体外表面电荷总会在无外电场时均匀分布)。
破题关键点:
- 明确感应电荷的来源与分布与外电场无关,仅由内部电荷的位置决定。
- 区分导体内外表面电荷分布的差异。
内表面电荷分布
- 感应电荷的产生:点电荷q位于空腔内偏离球心的位置,导体的内表面会感应出电荷量为-q的电荷。
- 分布特点:由于q的位置不对称,内表面的电荷会集中分布在靠近q的区域,导致不均匀分布。
外表面电荷分布
- 总电荷守恒:导体总电荷为Q,内表面已感应出-q,因此外表面电荷量为Q + q。
- 均匀分布的条件:在静电平衡状态下,导体外表面的电荷无论总量多少,都会均匀分布(形成等势面),与内部电荷的位置无关。