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113分科測驗物理 第4題 詳解

導體球殼的電力線分布 · 單選 · 題目出處:113 學年度分科測驗 物理 考科(大學入學考試中心)

題目
某科學博物館有一個令人印象深刻的實驗演示:將人安置在一個巨大的金屬籠內,即使外加於金屬籠的高電壓產生巨大火花,金屬籠內的人依然毫髮無傷。依據前述實驗結果,若將一導體球殼置於電場中,則下列電力線分布示意圖,何者正確?(各選項中實線代表不偏折的電力線,虛線代表垂直射入或穿出導體球殼表面的電力線)
五個選項(A)-(E)皆以中央一個灰色圓環(導體球殼剖面,中空處為圓形空腔)為中心,均勻電力線由左至右水平排列:(A) 三條實線箭頭皆水平貫穿灰色圓環,不論通過中空或實心部分皆呈一直線、完全未偏折;(B) 與(A)相同,另在圓環中空處中央多畫一小段實線箭頭指向右;(C) 三條實線箭頭同樣水平貫穿圓環,線段左右連續無中斷(左端無額外箭頭符號),如同圓環不存在、電力線直接穿過;(D) 上下兩條電力線改為虛線,以斜角彎曲觸及圓環的灰色(實心)表面後再對稱彎曲射出,中間一條電力線則維持實線、水平貫穿中空的圓心不受影響;(E) 上下兩條虛線的彎曲方式與(D)相同,中間電力線同樣水平貫穿中空圓心,但另外在中空處內部畫了兩小段彎曲虛線箭頭,分別指向圓心附近、彼此不相交
第 4 題五個選項的電力線分布圖

答案(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

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答案
(D)

關鍵觀念:#靜電屏蔽 #導體電場性質 #電力線

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