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静电平衡中导体上电荷分布位置的有关问题导体上电荷之所以分布在导体表面,是因为其中有场强,那么为何必须让电荷在表面才会平衡
题目内容:
静电平衡中导体上电荷分布位置的有关问题
导体上电荷之所以分布在导体表面,是因为其中有场强,那么为何必须让电荷在表面才会平衡,在导体中间某处不可以么?优质解答
确切地讲是处于静电平衡的导体净电荷只分布在导体表面上.
因为如果导体内部有净电荷的话,导体内部电场就不为零,那么净电荷将继续移动(这也说明此时导体并未平衡),直到导体内部电场为零,净电荷为零为止,此时导体处于静电平衡状态. - 追答:
- 既然内部有电场,那内部的可移动电荷必然要受到电场力作用而发生移动。因此你可以很容易地推得,当电荷停止移动时,内部电场必为零。而如果内部还有净电荷的话,又会造成内部电场不为零,因此最后净电荷必定全部在导体表面。
另外,由于处于静电平衡下的导体是个等势体,如果内部存在净电荷从而有电场分布,那么在导体内部必然有电势变化,这和导体是个等势体矛盾的。
- 追答:
- 问题是这个电荷是固定在球中心的?如果是,那么它只会在导体内壁感应出等量异种电荷,并在球表面感应出等量同种电荷,在导体球内部还是没有净电荷的(指导体实心部分,空心导体球的空腔部分不是我们这里所说的导体内部)
- 追答:
仍然是我刚才的回答,这个电荷是固定的吗?如果不是,是自由电荷,那么它不会停在导体球中心,会移到导体球表面去。
如果是固定的,那么它相当于在导体球中心开了一个空腔,然后塞了一个电荷进去,那就会产生我刚说的现象,分别在导体球的内外表面上感应出对应的电荷。
另外,如果导体空腔内有电荷,那么空腔内的场强不为零,但金属导体的场强始终为零,没有和高斯定律矛盾的地方。
下图是球形导体空腔内有一正电荷的情况,在导体内部(不含空腔)场强始终为零。注意空腔内电场始终和空腔内表面垂直。
导体上电荷之所以分布在导体表面,是因为其中有场强,那么为何必须让电荷在表面才会平衡,在导体中间某处不可以么?
优质解答
因为如果导体内部有净电荷的话,导体内部电场就不为零,那么净电荷将继续移动(这也说明此时导体并未平衡),直到导体内部电场为零,净电荷为零为止,此时导体处于静电平衡状态.
- 追答:
- 既然内部有电场,那内部的可移动电荷必然要受到电场力作用而发生移动。因此你可以很容易地推得,当电荷停止移动时,内部电场必为零。而如果内部还有净电荷的话,又会造成内部电场不为零,因此最后净电荷必定全部在导体表面。
另外,由于处于静电平衡下的导体是个等势体,如果内部存在净电荷从而有电场分布,那么在导体内部必然有电势变化,这和导体是个等势体矛盾的。
- 追答:
- 问题是这个电荷是固定在球中心的?如果是,那么它只会在导体内壁感应出等量异种电荷,并在球表面感应出等量同种电荷,在导体球内部还是没有净电荷的(指导体实心部分,空心导体球的空腔部分不是我们这里所说的导体内部)
- 追答:
仍然是我刚才的回答,这个电荷是固定的吗?如果不是,是自由电荷,那么它不会停在导体球中心,会移到导体球表面去。
如果是固定的,那么它相当于在导体球中心开了一个空腔,然后塞了一个电荷进去,那就会产生我刚说的现象,分别在导体球的内外表面上感应出对应的电荷。
另外,如果导体空腔内有电荷,那么空腔内的场强不为零,但金属导体的场强始终为零,没有和高斯定律矛盾的地方。
下图是球形导体空腔内有一正电荷的情况,在导体内部(不含空腔)场强始终为零。注意空腔内电场始终和空腔内表面垂直。
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