结构推理 一中性导体球壳的中心放一带电的导体球。 (1)当球壳接地时,带电体系的静电能是增加还是减少?该结论与内球电荷的正负有无关系? (2)当内球接地与地有电量交换时,情况又如何? (3)内外球均不接地,将球与壳相接时,情况又如何?
【正确答案】上述三问不论导体球带正电或负电,导体系的静电能都将减小。因为接地或两球相联,电荷都在静电力下移动,静电力做正功,静电力减小。例如第三问,设导体球电量为,电位为,中性球壳电量,电位,因此体系静电能,两球相联后,转移,因此球壳外壁此时导体球电荷为0),这时导体球与球壳电位相等,若用 表示电位,则系统静电能,若,则,因此,若 ,则,同们有,说明导体球与球壳相联后电位能减小。
【答案解析】