Question

17．长为3R的导体棒原来不带电，现将一带电量为q的点电荷放在距棒左端R处，如图所示，当达到稳定状态后，棒内各点的合场强均为零，棒上的电荷在棒内中点处产生的场强大小等于$\frac{kQ}{（R+\frac{L}{2}）^{2}}$；将导体棒拿走，点电荷在R处产生的场强大小为$\frac{kQ}{（R+\frac{L}{2}）^{2}}$．（静电力常数用k表示）

Answer 1

分析 当棒达到静电平衡后，棒内各点的合场强为零，即感应电荷产生的电场强度与+q产生的电场强度大小相等、方向相反，根据静电平衡的特点和点电荷场强公式结合求解．将导体棒拿走，点电荷在R处产生的场强大小由库仑定律求出．

解答 解：水平导体棒当达到静电平衡后，棒上感应电荷在棒内距离左端$\frac{L}{2}$处产生的场强大小与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度大小相等，则有：E=$\frac{kQ}{（R+\frac{L}{2}）^{2}}$
由于该处的电场强度为零，所以方向与一带电量为Q的点电荷在该处产生的电场强度的方向相反，即水平向左
将导体棒拿走，点电荷在R处产生的场强大小为E=$\frac{kQ}{（R+\frac{L}{2}）^{2}}$
故答案为：$\frac{kQ}{（R+\frac{L}{2}）^{2}}$，$\frac{kQ}{（R+\frac{L}{2}）^{2}}$

点评 感应带电的本质是电荷的转移，当金属导体处于电场时会出现静电平衡现象，关键要理解并掌握静电平衡的特点．