电荷q3）（共同产生．无论q1q2q3在球面上如何分布，球面上的面电荷到O点的距离都是R，因而在O点产生的电势为k
q1q2q3Q，Q在O点产生的电势为k，这两部分电荷在O3点产生的电势U与R2R
它们在O点产生的电势相等，即有
Qqq2q3Q2q12q22q3Uk1kR2R2R
（1）
2
f因q3放在空腔3的中心处，其感应电荷q3在空腔3壁上均匀分布．这些电荷在O3点产生的电势为
Uk
根据电势叠加定理，O3点的电势为
q3r
2
Q2q12q22q3q3UUUk2Rr
故q3的电势能
3
Q2q12q22q3q3Wq3Ukq32Rr
4
2．由于静电屏蔽，空腔1外所有电荷在空腔1内产生的合电场为零，空腔1内的电荷q1仅受到腔内壁感应电荷q1的静电力作用，因q1不在空腔1的中心O1点，所以感应电荷q1在空腔表面分布不均匀，与q1相距较近的区域电荷面密度较大，对q1的吸力较大，在空腔表面感应电荷的静电力作用下，q1最后到达空腔1表面，与感应电荷q1中和．同理，空腔2中q2也将在空腔表面感应电荷q2的静电力作用下到达空腔2的表面与感应电荷q2中和．达到平衡后，腔1、2表面上无电荷分布，腔3表面和导体球外表面的电荷分布没有变化．O3的电势仍由球外的电荷Q和导体球外表面的电量
q1q2q3及空腔3内壁的电荷q3共同产生，故O3处的电势U与q3的电势能W仍如3式与4
式所示．
三、答案如图所示．T
T1
p0SF
p0S
T0
d
b
2
ta
2
2p0SF2Cp0S2CF2Rp0SFR
1
T0a
ta
1
1C
CFT0p0S
3
Q1
Q
f附计算过程：电阻通电后对气体缓慢加热，气体的温度升高，压强增大，活塞开始有向外运动的趋势，但在气体对活塞的作用力尚未达到外界大气对活塞的作用力和器壁对活塞的最大静摩擦之和以前，活塞不动，即该过程为等容过程．因气体对外不做功，根据热力学第一定律可知，在气体温度从T0升高到T的过程中，气体从电阻丝吸收的热量，
QCTT0
1
此过程将持续到气体对活塞的作用力等于外界大气对活塞的作用力和器壁对活塞的最大静摩擦之和．若用T1表示此过程达到末态的温度，p表示末态的压强，Q1表示此过程中气体从电阻丝吸收的热量，由等容过程方程有
pT1p0T0
由力的平衡可知
2
pSp0SF
由（2）（3）两式可得、
3
T1
p0SFT0
p0S
4
代入1式得
r