面积足够大的、板间距离为d的两平行金属板竖直放置,与直流电压为U的电源连接,板间放一半径为R(2R<d)的绝缘金属球壳,C、D是球壳水平直径上的两点,则以下说法正确的是(BD)。
A.由于静电感应,球壳上C、D两点电势差为U=RU/d
B.由于静电感应,球壳中心O点场强为零
C.用手摸一下球壳,再拿去平行金属板,球壳带正电
D.用手摸一下球壳,再拿去平行金属板,球壳带负电
☞用手摸一下,就是接地。
二:静电平衡
感应电场E′和外电场E₀的和场强为零,净电荷(正负电荷抵消后剩下的电荷)只分布在导体表面的表面,导体内部没有净电荷堆积,若有,净电荷附近场强不为零,自由电荷将继续发生定向移动,就不是静电平衡了。
静电平衡时特点:
1.导体内部场强为零
2.净电荷只分布在导体外表面,空心导体和实心导体是一样的
3.导体外表面的场强(电场线)垂直导体表面
4.导体是一个等势体,表面是等势面
5.在导体表面移动电荷,静电力不做功
6.导体表面越尖锐的位置电荷密度越大,凹陷的地方几乎没有
[what]为什么导体是个等势体?
只要导体各处电势不相等,自由电荷就会向电势能减小的方向移动,直至各处电势相等(势能最低原理,类似水往低处流)。
[what]电荷分布为什么在尖端部分较密集从而产生尖端放电?
定性解释:静电平衡下的导体表面是个等势面,这个等势面跟导体形状是一样的。如图所示,
因为在无穷远处,任何带电体可以看作点电荷,等势面是球面,所以越往远处,带电体等势面越往球面发展,凹陷部分等差等势面距离更大,尖端部分就会等差等势面密集,场强大,集中的电荷多,凹陷部分几乎没有。尖端部分场强大,容易把周围空气电离,进行放电并造成空气流动-离子风。
或者简单理解,尖端部分较远,带电体内同种电荷相互排斥,斥到最远。
例题:如图所示,
金属平板的中垂线上放置正点电荷Q,比较金属平板边缘上a、b、c三点场强的方向,下列说法正确的是(A)
A.三点场强方向都相同
B.三点场强方向不相同
C.三点中有两点场强相同
D.只有b点场强与表面垂直