Question

19．如图所示，将一正电荷放于金属球壳中

（1）金属球壳的内、外表面各带有什么电荷？为何显示电性？
（2）a、b、c三点的电场强度大小和电势存在什么关系？

Answer 1

分析 （1）将带正电的小金属球A放入腔中，当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．
（2）整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面．画出电场线的分布，根据电场线越密，场强越大，顺着电场线，电势降低，判断场强和电势的大小．

解答 解：（1）将一正电荷放于金属球壳中，金属球壳会产生静电感应现象，当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷．
（2）电场线的分布如图．由于a处电场线较密，c处电场线较疏，b处场强为零，则E_a＞E_c＞E_b．场强最大的是a点，场强最小的是b点；
根据顺着电场线方向电势降低，整个空腔球形导体是一个等势体，表面是一个等势面，分析可知电势关系是 φ_a＞φ_b＞φ_c．电势最高的是a点，电势最低的是c点
答：
（1）金属球壳的内、外表面各带负电荷和正电荷．
（2）a、b、c三点的电场强度大小是E_a＞E_c＞E_b．电势关系是：φ_a＞φ_b＞φ_c．

点评 本题抓住处于静电平衡导体的特点是关键．比较场强大小和电势高低常常画电场线，形象直观地判断．