题目
B-|||-+ A把一个带正电的小球A,放入带绝缘支架不带电的空心球壳B内,但不与B的内壁接触,如图所示,达到静电平衡后,下列说法正确的是( ) A. 球壳B内空腔处的场强为零 B. 球壳外部空间的场强为零 C. 球壳B的内表面上无感应电荷 D. 若将球壳B接地则B带负电
把一个带正电的小球A,放入带绝缘支架不带电的空心球壳B内,但不与B的内壁接触,如图所示,达到静电平衡后,下列说法正确的是( )- A. 球壳B内空腔处的场强为零
- B. 球壳外部空间的场强为零
- C. 球壳B的内表面上无感应电荷
- D. 若将球壳B接地则B带负电
题目解答
答案
D. 若将球壳B接地则B带负电
解析
本题考查静电平衡条件下导体壳的电荷分布及场强特点。关键点在于:
- 带电体在导体空腔内时,导体壳内表面感应异种电荷,外表面感应同种电荷;
- 导体内部(包括空腔外的导体部分)场强为零,但空腔内部场强由带电体和感应电荷共同决定;
- 接地操作会中和外表面电荷,改变导体壳的带电状态。
选项分析
选项A:球壳B内空腔处的场强为零
- 空腔内的场强由带正电的小球A和内表面感应电荷共同决定。虽然内表面感应负电荷会部分抵消A的电场,但空腔内仍存在净电场,因此场强不为零。选项A错误。
选项B:球壳外部空间的场强为零
- 根据壳层定理,外部场强仅由外表面电荷决定。此时外表面带有与A等量的正电荷,因此外部场强与孤立导体带正电时相同,不为零。选项B错误。
选项C:球壳B的内表面上无感应电荷
- 带正电的小球A会使内表面感应负电荷,以保证静电平衡时导体内部场强为零。内表面必然存在感应电荷。选项C错误。
选项D:若将球壳B接地则B带负电
- 接地时,外表面的正电荷流入大地,外表面通过吸引电子补充电荷,最终外表面带负电。选项D正确。