1樓:沃桂花稽琴
首先想你說明,複雜形狀的物體的電荷分佈幾乎是無法計算的,只能相信電荷自發地遷移最終符合外電場與相互之間靜電作用的要求,當然有時湊巧可以用某種技巧搞定。故只向你說明球體的情況。靜電平衡在導體的情形下即導體內無電場,從而我們以及知道導體內部無電荷。
先考慮不帶電球體,如一球體(這裡不是導體)體均勻帶電,內部挖一球形空腔,要求空腔中電場,這時可將情形等效於在空腔處均勻分佈相同電荷密度的異種電荷,此時可橡清求得空腔中為勻強電場,這個結論你應該可以自行得到,這裡求得空腔中的電場可在下面用到。那麼如果有兩個相同大小,帶等電荷體密度異種電荷的的球體,若二者球心重合,那麼當然什麼都沒有了,但若兩球心之間之間有極小的距離,則二者構成的形體仍可視為球體,但表面不均勻帶電,且依上面的方法,空腔中為勻強電場,且電場容易計算。這時這個球體各方向上帶電部位的厚度不一樣,但同時都趨向於零,故將每處所有的電荷投影到該處可近似為平面敬旦的小曲面上,即將其壓扁,我們就等效的得到了不帶電球形導體在勻強場中的電荷分佈,若設某半徑與外電場的反方向成角a,則電荷依bsin
a分佈,b是我為了方便籠統地設的係數,反正是sin分佈。又有其內部有自己產生的場與外場抵消,可知電荷分佈的具體量。下面梁稿前只要把球體的正電荷還給它就好了,幸運的是,將電荷均勻分佈在球體表面,其內部都對此沒有任何意見,甚至完全不知道你在搗鼓啥。
這就是帶電球形導體的情況。
2樓:法利葉曠歌
靜電感應的導體,並不是所有情況下它的淨電荷都分佈在外表面。
當只有帶電導體本身凱巖存在盯拆御御汪(周圍無其他帶電體)時,它的淨電荷是分佈在外表面。
3樓:暴走愛生活
帶電空腔導體的電荷是均勻分佈在外表面的,它的作用是沒考慮的其它所有點的作用給抵消了。否則。內場的存在會導致電荷重新分佈至內場為零。
在金屬導體內部有可以任意移動的自由電荷,這些電荷再做無規則熱運動。如果無外力作用,整個導體呈電中性。當導體周圍加上電場。
電荷受到恆定外力時,自由電荷會發生定向移動,導體就會出現一端帶正電一端帶負電的現象。
處於靜電平衡狀態的整個導體是個等勢體,它的表面是個等勢面。地球是乙個極大的導體,可以認為處於靜電平衡狀態,所以它是乙個等勢體。
導體內部沒有淨電荷,正負淨電荷只分布在導體的外表面。導體內部無場強,表面場強垂直於表面且滿足e=σ/
在導體表面,越尖銳的地方,電荷的密度(單位面積的電荷量)越大,凹陷的位置幾乎沒有電荷。
處於靜電平衡的空腔導體,其內表面是否帶電,可以用靜電場環路定理分析嗎?
4樓:爽朗的啦la啦
首先,靜電平衡的條件是導體內部場強處處為0,e是電勢的梯度的負數,所以整個導體上的電勢都是乙個常數,即導體是等勢體,導體內部沒有電荷的定向移動。
所以,如果空腔內部沒有電荷,那麼在導體內部貼著導體內表面取一高斯面,因導體內部場強為0,所以電場強度對此高斯面的面積分為0,由高斯定理知,高斯面內部電荷的代數和一定是0.
代數和為0又有兩種情況,要麼整個面內沒有電荷,要麼整個面內有電荷但是代數和為0.如果是後者,那麼內表面上必定有等量的正負電荷,也就一定有電場線從正電荷發出且終止於負電荷。設正電荷在a點,負電荷在b點,那麼電場線就只能是在空腔內部由a走到b(導體內部場強處處為0,不能有電場線)由靜電場環路定理,e對dl的積分與路徑無關,所以從a到b不論走哪條路積分的值應該一樣,但是如果路徑是從導體內部由a走到b,積分的值就是0,與ab間有電勢差就矛盾了。
所以如果處於靜電平衡的空腔導體內部沒有電荷的話,就只有內表面不帶電這一種情況了。
但是如果內表面本身就帶了電荷(如+q),那麼因為導體內部場強處處為0,就可以在導體內貼著內表面取一高斯面,其內部電荷代數和為0,所以此時內表面就要帶上等量異號的電荷-q才能滿足這一條件。
靜電平衡的問題歸根究底還是從e內=0出發的。
為什麼靜電平衡時,導體內部沒電荷,只在導體外?
5樓:信必鑫服務平臺
首先要糾正「導體內部沒電荷」這種錯誤說法大好,達到靜電平衡時,導體內部沒有「淨電荷」,即導體內部的正負電荷代數和為零。
按照定義:靜電平衡是導體中的自由電荷停止定向移動的狀態,由此可以推出,達到靜電平衡的導體,內部場強處處為零。
導體放在電場中,導體內部的自由電荷在外電場e作用下做定向移動,這叫做靜電感應;
定向移動的結果是導體兩側聚集了等量異種電荷,從而在冊此導體內部建立起感應電荷激發的電場e',感應電荷的電場與外電場反向;因此導體內部的合電場場強為e-e'
外電場不變,感應電荷的電場e'隨著感應電荷的增加而增大,最終達到與外電場平衡:e-e'=0
此時,導體內部合電場場強處處為零,不再有電荷的定向移動,這是靜電感應的最終狀態,我們叫做靜電平衡。
靜電平衡其實就是物體對外不顯電性,即帶有正負電荷的粒子在數量上相等!帶電的粒子稱為電荷。
嚴格地講,導體的內表面、外表面都叫外表面。
導體內部是指金屬的那部分,對於腔而言,就是兩個球之間夾的部分。也就是說,內表面不是內部。
導體內部沒有淨電荷,這裡說的內部就是嚴格意義上的內部。
內表面並不是總不帶電,但內部總是不帶電的。比如乙個空心導體腔圓心處滾姿鉛有一正電荷,那麼導體腔內外表面都會感應出電荷。
法拉第圓筒的外表面是指(內表面+外表面),內部是指導體金屬的部分。它是處於靜電平衡的,它的外表面帶電,內表面不帶電,內部沒有淨電荷,腔內及導體內部的場強處處為零。之所以這樣平衡,你可以理解為這些所有的淨電荷相互排擠,都排擠到外壁不能排擠為止。
6樓:淚眼化星河
導體內場強為零推出導體內無電荷,所以內部沒電(我是這麼理解的。。)
如圖13 6 8所示,為一空腔球形導體 不帶電 現將帶正電的小金屬球A放入腔中,當靜電平衡時,圖中a b
d 因為空腔球形導體內的場強與外電場的場強抵消,所以空腔球形導體內不用化電場線,和場強為0,因為空腔球形導體內壁比外壁半徑小,所以內壁電場線密,所以場強大,因為內外都有電場線,所以大於0,而中間為0,所以ea大於ec大於eb。fai我認為是中間正電荷電場線發散,a比b近,b比c近。因為電場線越向外,...
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