带电球壳内同心导体球接地问题

摘要:评论了导体球接地后电荷为什么改变的原因和改变的规则等有关问题,对了解导体球接地问题有必定的协助。

文献[1]有这样一道课后习题:在均匀带电为Q、内半径为R2的球壳内,有一同心的导体球,导体球的

为R1,若将导体球接地,求场强和电势散布?这是一道典型的带电球壳内同心导体球接地问题。其参案如下:

再用均匀带电球(q)的电势与均匀带电球壳(Q)的电势叠加可求出电势散布:

虽然在电磁学中关于导体接地问题有所触及,可是论述的都不很翔实,这样在处理导体接地的详细问

dr+∫q+Qdr=0,是不是在选取无限远为电势零点的一起又选取了地球为另

问题(1)的提出,阐明一部分学生对电势零点的选取问题含糊。电势是相对的,与电势零点的选取有

。同一问题当选取不同的电势零点时,因为核算电势的积分途径不同而导致势定论不同。因而,处理电势问题时只能选取一个自以为处理问题便利的电

零点。那么问题(1)怎样解说呢?我以为用电势定论叠加法解说比较好。解如下:

设导体球R1接地后,电荷从头散布,带电荷为q,因为静电感应,此刻球壳净带电量为Q。如图1所示。此题电势零点选在无限远。把导体球接地电势零以为是带电球壳在导体球上的电势与导体球本身的电势叠加等于零。当球

因为地球与导体球之间有电势差,从地球(低电位)通过导线,电荷q(电子)在静电场力的效果下会主动

规则推导如下:设该题中的地球为电势为U的恣意大导体,二者衔接后导体球的电势为U,则:

[1]沈慧君,王虎珠1大学物理学习题评论课辅导上册[M]1北京:清华大学出版社,19981

[2]张三慧,藏庚媛,华基美1大学物理学(第三册)[M]1北京:清华大学出版社,19911