Question

8．如图所示，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，则：金属球在静电平衡后左侧带电性质为正电．金属球上的感应电荷在球心激发的电场强度大小是$\frac{kQ}{{9{r^2}}}$，方向沿两球心连线向右．

Answer 1

分析 金属球在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，整个导体是一个等势体．在金属球内部出现感应电荷的电场，正好与点电荷的电场叠加，只有叠加后电场为零时，电荷才不会移动．当点电荷移走后，电荷恢复原状．

解答 解：金属球在点电荷附近，出现静电感应现象，导致电荷重新分布，金属球上的电子受到吸引，所以金属球在静电平衡后左侧带电性质为正电荷，右侧为负电荷；
金属球内部合电场为零，电荷+Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是等大且反向，所以金属球上感应电荷在球心激发的电场强度不为0．
感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小，方向相反，即为$\frac{kQ}{（3r）^{2}}$=$\frac{kQ}{{9{r^2}}}$，方向两球心连线向右．
故答案为：正； $\frac{kQ}{{9{r^2}}}$；沿两球心连线向右

点评 处于静电感应现象的导体，内部电场强度处处为零，电荷全部分布在表面．且导体是等势体．