精英家教網(wǎng)如圖所示,一個(gè)帶正電Q的小球放在一豎直的接地大金屬板的傍邊.小球距金屬板的距離為d.k為靜電力常量,則小球受金屬板的電場(chǎng)力大小和方向是( 。
A、0
B、k
Q2
d2
,方向向左
C、k
Q2
4d2
,方向向左
D、大于k
Q2
4d2
,方向向右
分析:由于靜電感應(yīng),接地大金屬板起到靜電屏蔽的作用,接地大金屬板左側(cè)d位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度是金屬球和接地大金屬板在該位置的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和,根據(jù)公式E=
kQ
r2
求解出接地大金屬板在該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度后,再根據(jù)對(duì)稱(chēng)性得到接地大金屬板在球Q處的場(chǎng)強(qiáng),最后根據(jù)公式F=qE求解小球受金屬板的電場(chǎng)力大小和方向.
解答:解:由于靜電感應(yīng),接地大金屬板起到靜電屏蔽的作用,接地大金屬板左側(cè)d位置的電場(chǎng)強(qiáng)度為零;
該位置的電場(chǎng)強(qiáng)度是金屬球和接地大金屬板在該位置的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和,故:
E1-
kQ
(2d)2
=0
解得:
E1=
kQ 
4d2
 (向右)
根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,接地大金屬板在球Q處的場(chǎng)強(qiáng)也為
kQ 
4d2
(向左);
故小球受到的電場(chǎng)力為:
F=QE1=
kQ2
4d2
,向左;
故選:C.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是明確接地大金屬板起到靜電屏蔽的作用,然后結(jié)合點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式E=
kQ
r2
和對(duì)稱(chēng)性分析,不難.
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