Question

12．如圖所示，點電荷Q在水平光滑絕緣足夠大金屬板的正上方，距金屬板的距離為h．
（1）補畫出完整的電場線并標(biāo)上箭頭．
（2）帶正電為q的小球與Q在同一豎直平面內(nèi)，從板的左端以初速度向右射出小球在板上做勻速直線運動．
（3）板上a點的電場強度為$\frac{2KQ}{h^2}$．

Answer 1

分析 （1）金屬板在點電荷Q的電場中發(fā)生靜電感應(yīng)，達(dá)到靜電平衡后金屬板是一個等勢面，根據(jù)電場線和等勢面垂直畫圖．
（2）分析小球的受力情況，確定其運動情況．
（3）根據(jù)點電荷場強公式計算．

解答 解：（1）作圖如下．

（2）金屬板在Q的電場中達(dá)到靜電平衡時，金屬板是一個等勢體，表面是一個等勢面，表面的電場線與表面垂直，小球所受電場力與金屬板表面垂直，在金屬板上向右運動的過程中，由于電場力與小球的速度方向垂直，電場力對小球不做功，根據(jù)動能定理得知，小球的動能不變，速度不變，所以小球做勻速直線運動．
（3）金屬板周圍的電場線分布與等量異種電荷一側(cè)的電場線分布相似，所以板上a點的電場強度為 E=$\frac{2KQ}{h^2}$
故答案為：
（1）如圖．
（2）勻速直線．   
（3）$\frac{2KQ}{h^2}$．

點評 本題關(guān)鍵抓住靜電平衡導(dǎo)體的特點：整體導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面，根據(jù)受力情況判斷小球的運動情況．