如图所示,在一个接地导体球附近放一点电荷q,已知球的半径为R,点电荷q与球心的距离为a。试求导体球
因导体接地故令导体球的电势为零球心O的电势也为零。接地后导体球表面的感应电荷q’在球面上的分布是不均匀的设感应电荷面密度为σ’。
由电势叠加原理球心O处电势V0是点电荷q以及球面上感应电荷q’共同产生的。点电荷q在球心O产生的电势为
导体接地表示导体与大地等电势,即电势为零,绝不能认为导体一接地,其上的电荷就全部流入大地而不带电,这种情况只有孤立导体才是如此。当非孤立导体(如本题)接地时,其上电荷分布决定于周围带电体的情况。由于导体在静电平衡下是等势体,所以选取导体球心0处进行讨论比较方便。由计算结果可知,感应电荷量只能小于或等于外部电荷q的电荷量。