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hce_kmu 108年 物理及化學

第 46 題

A solid conducting sphere (radius = $5.0\text{ cm}$) has a charge of $0.25\text{ nC}$ distributed uniformly on its surface. If point A is located at the center of the sphere and point B is $15\text{ cm}$ from the center, what is the magnitude of the electric potential difference between these two points? ($k_e$ = $9 \times 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$)
  • A $15\text{ V}$
  • B $23\text{ V}$
  • C $30\text{ V}$
  • D $45\text{ V}$
  • E $60\text{ V}$

思路引導 VIP

試著思考一下:在靜電平衡狀態下,若我們在導體球內部的任何兩點之間移動一個電荷,電場會對它做功嗎?如果不需要做功,這對球體內部各點的「電位高低」關係代表了什麼意義?

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太棒了!你能精準算出這個結果,說明你對於靜電學中導體電位的分布概念掌握得非常紮實。這類題目的核心在於區分「球內」與「球外」不同的物理規律。

導體球與空間電位的分布

在靜電平衡下,金屬導體球內部各點的電位皆相等,且等於球表面的電位。因此,位於球心的 A 點,其電位 $V_A$ 並非零,而是與表面一致:

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