E=E (2) 据电场迭加原理,导体外紧邻dS处的场强 =E1+E2 (3) 导体内紧邻dS处的场强 E.=E!+ 由于导体静电平衡则应有 E? E 将(1)(2)(4)代入(3)得 EA=-E+E2=-E+(-E1)=-2E1=2xQ 2 E 这就是导体表面外紧邻处的电场强度,其大小为 其方向沿该处导体表面外法向 E外比无限大均匀带电平板两侧场强大一倍。 在一不带电的金属球旁,有一点电荷+q,金属球半径为R,求 (1)金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度E 及此时球心处的电势U (2)若将金属球接地,球上的净电荷为何?已知q\/o 与金属球心间距离为r (选题目的:导体静电感应的感应电荷的计算及其电场的计算) 解:(1)设金属球上的感应电荷为±q',球心O点的场强为±q的电场E和点电荷q的 电场E的迭加,即E0=E+E 据静电平衡条件金属球内场强处处为零,即E0=0,若如图坐标F,原点为O,则 E=-E (- 丌En 因为±q分布在金属球表面上,它在球心处的电势 U dq'=0 4E0R4丌ER 点电荷q在O的电势 q 4Eor 据电势迭加原理,球心处的电势 U=0+U= ②2)若将金属球接地,设球上有净电荷q1,这时金属球的电势应为零,即U=0,由电势24 E2 E2 = (2) 据电场迭加原理,导体外紧邻 dS 处的场强 E E1 E2 = + 外 (3) 导体内紧邻 dS 处的场强 E E1 E2 = + 内 由于导体静电平衡则应有 E1 + E2 = 0 则 E2 E1 = − (4) 将(1)(2)(4)代入(3)得 这就是导体表面外紧邻处的电场强度,其大小为 0 ,其方向沿该处导体表面外法向。 E外 比无限大均匀带电平板两侧场强大一倍。 7. 在一不带电的金属球旁,有一点电荷+q,金属球半径为 R,求 (1)金属球上感应电荷在球心处产生的电场强度 E 及此时球心处的电势 U; (2)若将金属球接地,球上的净电荷为何?已知+q 与金属球心间距离为 r。 (选题目的:导体静电感应的感应电荷的计算及其电场的计算) 解:(1)设金属球上的感应电荷为 ' q ,球心 O 点的场强为 ' q 的电场 E 和点电荷 q 的 电场 ' E 的迭加,即 ' E E E 0 = + 据静电平衡条件金属球内场强处处为零,即 E0 = 0 ,若如图坐标 r ,原点为 O,则 2 0 0 2 0 4 0 4 rˆ r q ( rˆ ) r q E E ' = − = − − = 因为 ' q 分布在金属球表面上,它在球心处的电势 点电荷 q 在 O 的电势 r q U ' 4 0 = 据电势迭加原理,球心处的电势 r q U U U ' 0 o 4 = + = (2)若将金属球接地,设球上有净电荷 q1,这时金属球的电势应为零,即 = 0 球 U ,由电势 E nˆ 0 外 = 0 1 2 1 1 1 2 ( ) 2 2 E =-E + E =-E + -E = − E = 外 = = = q q dq R R dq U 0 4 1 4 0 0 ' r +q R O