Question

如圖所示，一帶電荷量為q的金屬球，固定在絕緣的支架上，這時球外P點的電場強度為E₀。當(dāng)把一電荷量也是q的點電荷放在P點時，測得點電荷的受到的靜電力為f；當(dāng)把電荷量為aq的點電荷放在P點時，測得這個點電荷的受到的靜電力為F，則在國際單位制中（   ）

A． f的數(shù)值等于qF

B．F的數(shù)值等于af

C．a比1小得越多，F的數(shù)值越接近aqE0

D．a比1小得越多，F的數(shù)值越接近af

Answer 1

C

【錯解分析】錯解：A、B。
產(chǎn)生錯誤的原因是把導(dǎo)體球看成了點電荷，認為有點電荷放在P點和無點電荷放在P點時的電場是一樣的，然后根據(jù)，就選出了A、B。
【正解】本題中的場源電荷為金屬球體而不是固定的點電荷，在P點沒有放點電荷時，電荷量均勻分布在球體外表，金屬球體可以等效為電量集中于球心的點電荷。但是，當(dāng)有點電荷放在P點時，由于同種電荷相互排斥，使得金屬球上的電荷分布不再均勻，帶電的等效中心偏離球心，根據(jù)點電荷場強公式，可知此時P點的場強已經(jīng)發(fā)生了變化，因此A、B均不對。當(dāng)把電荷量為aq的點電荷放在P點時，電荷量越小，即a比1小得越多，金屬球帶電中心偏離球心越小，球在P點激發(fā)的場強越接近于，E₀即F的數(shù)值越接近aqE₀。當(dāng)a<<1時，點電荷可看作電荷量足夠小的試探電荷，對場源電荷的影響很小，P點場強認為沒有變化。
【點評】本題以點電荷、試探電荷、靜電感應(yīng)與等概念和公式為依托，考查對概念和公式的深入理解。對于產(chǎn)生電場的電源，要弄清楚是否是點電荷，非點電荷電源產(chǎn)生的電場會受到外放點電荷的影響。