Question

8．如圖所示，一厚度不計的金屬圓桶帶的電荷總量為Q=+4×10^-6C．
（1）此時，金屬桶內(nèi)、外表面帶的電荷量分別為多少？
（2）如果用絲線在桶內(nèi)縣掛一帶的電荷量q=-2×10^-6C小球，桶內(nèi)、外表面電荷量分別為多少？
（3）若桶內(nèi)金屬小球與內(nèi)表面接觸一下，桶內(nèi)外表面電荷量分別為多少？
（4）若小球懸掛時，用手接觸一下桶外表面，然后再將小球從桶中取出，則金屬桶內(nèi)外表面電荷量又為多少？

Answer 1

分析 （1）帶電金屬的電荷只分布在金屬的外表面上；
（2）如果用絲線在桶內(nèi)縣掛一帶的電荷量q=-2×10^-6C小球，結(jié)合電容器的特點(diǎn)判斷出金屬桶的內(nèi)部所帶的電荷量；
（3）若桶內(nèi)金屬小球與內(nèi)表面接觸一下則正負(fù)電荷首先要中和，然后凈電荷只分布在外表面上；
（4）用手接觸一下桶外表面將中和外表面的電荷，然后結(jié)合靜電平衡狀態(tài)的特點(diǎn)分析即可．

解答 解：（1）由于帶電金屬的電荷只分布在金屬的外表面上，所以開始時金屬桶內(nèi)表面不帶電，外表面帶的電荷量為+4×10^-6C．
（2）如果用絲線在桶內(nèi)縣掛一帶的電荷量q=-2×10^-6C小球，根據(jù)電容器的特點(diǎn)可知，金屬桶的內(nèi)表面將帶上與小球相等的正電荷，即內(nèi)表面的帶電量是+2×10^-6C，
所以外表面的帶電量為：4×10^-6-2×10^-6=2×10^-6C
（3）若桶內(nèi)金屬小球與內(nèi)表面接觸一下則正負(fù)電荷首先要中和，此時金屬桶的內(nèi)表面的電荷將變成0，而外表面的帶電量仍然為：4×10^-6-2×10^-6=2×10^-6C
（4）若小球懸掛時，用手接觸一下桶外表面，人與金屬桶組成新的導(dǎo)體，所以金屬桶的外表面的電荷將被中和．然后再將小球從桶中取出，則金屬桶內(nèi)表面的電荷將再次變成0，內(nèi)表面的電荷全部轉(zhuǎn)移到外表面，所以外表面電荷量又為+2×10^-6C，
答：（1）此時，金屬桶內(nèi)表面不帶電，外表面帶的電荷量為+4×10^-6C．
（2）如果用絲線在桶內(nèi)縣掛一帶的電荷量q=-2×10^-6C小球，桶內(nèi)表面的帶電量是+2×10^-6C，外表面電荷量為+2×10^-6C；
（3）若桶內(nèi)金屬小球與內(nèi)表面接觸一下，內(nèi)表面的電荷將變成0，而外表面的帶電量仍然為2×10^-6C；
（4）若小球懸掛時，用手接觸一下桶外表面，然后再將小球從桶中取出，則內(nèi)表面的電荷將變成0，外表面的帶電量為2×10^-6C．

點(diǎn)評 考查靜電感應(yīng)現(xiàn)象，掌握同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引．并理解孤立導(dǎo)體的電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上，內(nèi)部沒有凈電荷．