如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r．（1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号

Question

如图，一个原来不带电的半径为r的空心金属球放在绝缘支架上，右侧放置一个电荷量为+Q的点电荷，点电荷到金属球表面的最近距离为2r．

（1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号．
（2）由于静电感应而在金属球上出现了电荷，它们也在空间激发电场．这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于多少？方向如何？
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线是否能将球两侧的电荷中和？为什么？

Answer 1

（1）金属球上的自由电荷被吸引到右端，右端带负电，左端带正电，由于静电平衡，0点的合场强为零．
（2）点电荷Q在球心处产生的场强E=(kQ)/((3r)2)，方向水平向左，则球面上感应电荷在球心O处的场强大小为：
E′=E=(kQ)/((3r)2)=(kQ)/(9r2)，方向水平向右．
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．
答：（1）标出金属球在静电平衡后左右两侧带电的符号如图．
（2）这些感应电荷在球心激发的电场强度大小等于(kQ)/(9r2)，方向水平向右；
（3）如果用导线的一端接触球的左侧，另一端接触球的右侧，导线不能将球两侧的电荷中和，因为处于静电平衡状态时，空心金属球是等势体，两端没有电势差，所以导线中不能产生电流．