(2013?安徽)如图所示,xOy平面是无穷大导体的表面,该导体充满z<0的空间,z>0的空间为真空.将电荷为

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-19
如图所示, xOy 平面是无穷大导体的表面,该导体充满 z <0的空间, z >0的空间为真空。将电荷量为 q 的

D 根据题设, z 轴上 z=-h /2处的合场强为零,说明感应电荷在该处激发的电场与点电荷 q 在该处激发的电场等大反向,点电荷 q 在该处激发的场强大小为 E = ,故感应电荷在该处激发的场强大小也为 ,方向与点电荷 q 在该处激发的场强方向相反;根据对称性,感应电荷在 z 轴上 z=h /2处激发的场强大小为 ,方向与感应电荷在 z 轴上 z=-h /2处激发的场强方向相反,而与点电荷 q 在在 z 轴上 z=-h /2处激发的场强方向相同,也与点电荷 q 在在 z 轴上 z=h /2处激发的场强方向相同,点电荷 q 在在 z 轴上 z=h /2处激发的场强大小为 ,所以在 z 轴上 z=h /2处的合场强大小为 + = ,D正确。【考点定位】等量异性点电荷场强、电场线分布特点。

典型的电像法习题。
感应电荷在导体外(z>0)空间产生的电场相当于在原电荷相对于导体表面对称的位置电量q'=-q的点电荷。空间整体的电场就是原电荷和这个镜像电荷的叠加。于是为

kq/(h-h/2)^2-(k(-q)/(-h-h/2)^2)=4kq/h^2+4kq/(9h^2)=40kq/(9h^2)

选择D

在z轴上-
h
2
处,合场强为零,该点场强为q和导体近端感应电荷产生电场的场强的矢量和;
q在?
h
2
处产生的场强为:E1
kq
(
3
2
h)
2
4kq
9h2

由于导体远端离-
h
2
处很远,影响可以忽略不计,故导体在-
h
2
处产生场强近似等于近端在-
h
2
处产生的场强;
-
h
2
处场强为:0=E1+E2,故E2=?E1=?
4kq
9h2

根据对称性,导体近端在
h
2
处产生的场强为?E2
4kq
9h2

电荷q在
h
2
处产生的场强为:
kq
(
h
2
)2
4kq
h2

h
2
处的合场强为:
4kq
h2
+
4kq
9h2
40kq
9h2

故选:D.

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