| 巧用电场线解释感应起电问题 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2006-7-11 10:45:42  |
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巧用电场线解释感应起电问题
彭友山
（岳阳市七中 湖南 岳阳 414000）
高中物理教材中有一个感应起电的演示实验，如图１所示．我们往往在上课时讲：如果用手指接触一下Ｂ导体的右端或将Ｂ导体的右端接地，则Ｂ导体上所带的正电荷就会导入
大地，Ｂ导体上只剩下负电荷，如图２所示．再把Ａ、Ｂ导体分开，则Ｂ导体就带负电，如
图３所示．对于这一问题的解释我们一般是用“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的原理．
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Ｂ
（图１）
Ａ
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Ｂ
（图２）
Ａ
Ｂ
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（图３）
可是，有些思维活跃的学生会提出这样两个问题：导体B右端的正感应电荷，除受到导体A上的正电荷的排斥，可同时它又受到其左端负感应电荷的吸引，导体B接地后，其什么的正电荷全部会导入大地吗？若接地线不是接在在导体B的右端，而是在导体B的左端，那导入大地的是负电荷还是正电荷呢？
对于这样的问题，如果还用“同种电荷相斥，异种电荷相吸”的原理是不好解释的，而我们又不能湖弄学生，随便带过场了事．特别是碰到哪些打破沙锅问到底的学生，那就更难堪了．笔者在教学实践中发现，应用电场线可以对这个问题进行很好地解释．
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Ｂ
（图４）
Ａ
β
α
＋我们知道电场线有两个重要性质：①电场线是从正电荷（或无穷远）出发到负电荷（或无穷远）终止；②电场线的方向就是电势降低的方向．如图４所示．我们假设导体Ｂ上有正电荷，则从正电荷发出的电场线有两种可能，
一种是终止于左端的负电荷，如图中的电场线
α；另一种是终止于无穷远，如图中的电场线β．
如果电场线α存在，我们由该电场线可得到，
Ｕ右＞Ｕ左，而在静电平衡的条件下导体Ｂ是等
势体，这就与静电平衡的性质发生矛盾．因此，
电场线α是不可能存在的．
又若电场线β存在，我们由该电场线可得到，
ＵＢ＞Ｕ∞，而在导体Ｂ接地的条件下，应该是
ＵＢ＝Ｕ地＝Ｕ∞，这里又发生了矛盾．因此，电场
线β是不可能存在的．
从以上分析可知，导体Ｂ接地后其上面不可能有净正电荷．上述讨论中，并没有对于导体Ｂ的接地位置作任何限制，因而导体Ｂ的接地点不论是右端还是左端，结果都是一样．
同样的道理，如果导体Ａ所带的是负电荷，则在Ｂ导体接地后，其上面只有净的正电荷，而一定没有净负电荷．
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