PAGEPAGE5靜電感應(yīng)與導(dǎo)體接地將導(dǎo)體置于帶電體附近，在導(dǎo)體表面的不同位置將會(huì)出現(xiàn)正、負(fù)感應(yīng)電荷，當(dāng)這種靜電感應(yīng)發(fā)生并達(dá)到靜電平衡時(shí)，由于感應(yīng)電荷在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點(diǎn)處產(chǎn)生的電場抵消了此處施感電荷的電場，便給出了內(nèi)部場強(qiáng)為零，整個(gè)導(dǎo)體是等勢體的結(jié)論。導(dǎo)體接地可以說是一種導(dǎo)體與大地共同發(fā)生的靜電感應(yīng)現(xiàn)象，在接地前后導(dǎo)體表面電荷的數(shù)量及分布情況發(fā)生了變化，將影響其附近電場線及等勢面的地域分布，從而使周圍空間各點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢發(fā)生改變。1。.1枕形導(dǎo)體的接地++ABQ甲+++ABQ甲+ABQ乙圖1現(xiàn)在如果將導(dǎo)體B接地，在遠(yuǎn)端接地時(shí)自然是由大地提供的自由電子中和遠(yuǎn)端的正電荷；而對于近端接地，一種說法認(rèn)定被中和掉的將是近端的負(fù)電荷（理由是大地中的自由電子因被B左端負(fù)感應(yīng)電荷所斥，無法實(shí)現(xiàn)與正電荷中和），然而非如此?？梢栽O(shè)想，若近端負(fù)感應(yīng)電荷被中和，在施感電荷和遠(yuǎn)端感應(yīng)電荷均帶正電條件下，它們在導(dǎo)體內(nèi)部的電勢標(biāo)量疊加，怎么可能得到導(dǎo)體電勢與大地零電勢相等的結(jié)果呢？因此這里被中和掉的同樣還應(yīng)是遠(yuǎn)端的正電荷。這是由于接地前的導(dǎo)體B作為等勢體，其電勢高于在地的零電勢，且無論哪一端接地，在接地前其與大地零電勢不等和情況是一樣的。因此接地過程必然是由大地提供的自由電子在電場力作用下，向電勢較高導(dǎo)體B運(yùn)動(dòng)，以中和B遠(yuǎn)端的正電荷，而且只要B遠(yuǎn)端沿尚存在末被中和的正電荷，此處就會(huì)繼續(xù)發(fā)出終止于無窮遠(yuǎn)處的電場線，說明其電勢仍高于大地，這將繼續(xù)吸引在地中的自由電子向B運(yùn)動(dòng)，直到導(dǎo)體B中的正電荷被全部中和掉為止。當(dāng)然在實(shí)際分析這一問題時(shí)，是要考慮其近端負(fù)電荷對在地中自由電子的排斥作用的，但此時(shí)施感電荷對大地中的自由電子吸引作用更不容忽視。其實(shí)，正是由于近端負(fù)感應(yīng)電荷在數(shù)量及影響上均小于施感電荷，在施感電荷的庫侖引力起主要作用的情況下，才能將大地中自由電子不斷地吸引上來，使近端的負(fù)電荷的積累數(shù)量大于遠(yuǎn)端正電荷，這就破壞了導(dǎo)體B接地前的靜電平衡。另外，接地前是左負(fù)右正感應(yīng)電荷產(chǎn)生的合場強(qiáng)，抵消了施感電荷在導(dǎo)體內(nèi)部（例如中點(diǎn)）產(chǎn)生的方向向右的電場，而接地后僅由左端的負(fù)感應(yīng)電荷產(chǎn)生電場，就足以抵消施感電荷在此處產(chǎn)生的大小、方向不變的電場，這是否表明此過程中大地同時(shí)還提供了較多的自由電子，使接地后左端的負(fù)感應(yīng)電荷的數(shù)量也比接地前有所增加呢？這個(gè)問題有待證實(shí)。1。.2金屬球殼的接地球殼接地問題，可分為帶電體開始位于其內(nèi)部及外部兩種情況。1帶電體A位于球殼的內(nèi)部(乙)++++++(甲)圖2abcABABabC另外，帶電休A不是位于球心，則球殼內(nèi)表面的電荷分布將是不均勻的，而外的電荷分布仍均勻，這是由于在殼層內(nèi)部不存在電場時(shí)，球殼外表面同一種上感應(yīng)電荷的相斥作用，使它們彼此盡量遠(yuǎn)離的緣故。現(xiàn)在如果將球殼外表面接地，則殼內(nèi)的一切將不會(huì)發(fā)生變化，但球殼外表面的正感應(yīng)電荷將被大地中的自由電子所中和，使殼外電場不復(fù)存在，球殼與大地共同構(gòu)成了電勢為零的等勢體。對于球殼內(nèi)的a點(diǎn)、殼層中b點(diǎn)和殼外的c點(diǎn)，依據(jù)圖中電場線的方向及疏密程度確由此解得：當(dāng)然此時(shí)該結(jié)果是否具有一般性，還須通過球面上任意一點(diǎn)P3來驗(yàn)證：因?yàn)閷?shí)，際代表著△OBP3與△OP3A相似，于是從得：這就證實(shí)了P3處的電勢確實(shí)為零，我們最初的設(shè)想合理。如果再過P3作圓的切線將圖4中的和分另沿切線方向和法線方向分解，則由可給出，即場強(qiáng)和的切向分量和大小相等，說明它們的矢量和必定沿半徑指向圓心，這就驗(yàn)證了靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體表面的電場線與導(dǎo)體表面垂直的關(guān)系，且此時(shí)對合場強(qiáng)的計(jì)算，仍可用三角形相似關(guān)系求解。由于在處，所以。再由可得：這就是用r、R及θ表示球面上任意一點(diǎn)處的場強(qiáng)大小的公式。特別是當(dāng)θ＝1800時(shí)有；當(dāng)θ＝00＝時(shí)有；它們分別與施感電荷Q及假想電荷（即把球面上全部感應(yīng)電荷集中在B點(diǎn)的）在P1及P2處場強(qiáng)反向疊加的結(jié)果一致。1。.3平行板電容器接地兩完全相同的金屬板A、B，開始時(shí)A帶正電Q，B不帶電，現(xiàn)用絕緣手柄將A移至距B板d處，如圖5。對在將B與大地相連的電鍵S閉合前后，兩板帶電情況及板間場強(qiáng)、電勢差的變化過程分析如下：ABSdABSd圖5因B板上、下表面等量異號電荷在M點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)為零，所以必然是A板上、下表面施感電荷在該點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)也為零，這就要求A板的電荷量在上、下兩面均勻分布以滿足條件的要求，因此A板的上、下表面是各帶的電荷量。與此相應(yīng)的則是B板上表面帶（理想平行電容間的電場線，只能全部從帶