解题思路:由于静电平衡,0点的合场强为零,即电荷Q和球面上感应电荷在球心O处产生的场强大小相等,方向相反.
(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.
点评:
本题考点: A:静电场中的导体 B:电场强度
考点点评: 解决本题的关键知道金属球内部场强处处为零,以及掌握点电荷的场强公式E=kQr2.同时注意点电荷到球心距离,不是球表面距离.