为什么静电平衡时导体内部没有净电荷

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-16
为什么静电平衡时导体内部没有电荷,电荷只分布在为

如果导体内部有净电荷,则根据高斯定律,可知导体内部(导体实体内,处处存在自由电荷)电场不可能处处为零,则电荷会发生定向移动,从而重新分布,这与静电平衡状态是矛盾的。
所以静电平衡时,导体内部没有净电荷。

是的,正负净电荷只存在表面,内部的场强为0
静电平衡时,如果是独立带电导体,则同种电荷间的相互斥力使电荷相互间远离到最远,当然只有外表面最远了;
如果是放入电场中的导体,则导体中的自由电子在电场力作用下沿电场力方向运动到不能再运动的地方,另一端就带等量异种电荷,同样是在导体的外表面.
以上是从电荷受力运动的角度来判断的,也可以这样去想:
如果导体内部还存在净电荷,则导体内部场强就不是处处为零,净电荷还受到电场力要继续作定向移动,导体还没有达到静电平衡状态,所以达到静电平衡状态的导体,净电荷只分布在外表面.

其一、净电荷是正负中和后还剩下的单种电荷,静电荷可以简单理解为静止点电荷。
其二、如果处于静电平衡,则导体内部的场强应该是外电场与感应电荷产生的电场的合场强,该合场强=0,而这里感应电荷,可以是原导体带的净电荷,也可能还有导体内的正负电荷感应出来,加之如果内存在净电荷(不可能同时有正负净电荷,因为要中和),其必将在彼此的排斥力的作用下跑得离对方尽可能的远(互相跑到对边的表面来最远),这样一来内部就不可能有净电荷存在。

LZ好,首先想你说明,复杂形状的物体的电荷分布几乎是无法计算的,只能相信电荷自发地迁移最终符合外电场与相互之间静电作用的要求,当然有时凑巧可以用某种技巧搞定。
故只向你说明球体的情况。静电平衡在导体的情形下即导体内无电场,从而我们以及知道导体内部无电荷。
先考虑不带电球体,如一球体(这里不是导体)体均匀带电,内部挖一球形空腔,要求空腔中电场,这时可将情形等效于在空腔处均匀分布相同电荷密度的异种电荷,此时可求得空腔中为匀强电场,这个结论你应该可以自行得到,这里求得空腔中的电场可在下面用到。
那么如果有两个相同大小,带等电荷体密度异种电荷的的球体,若二者球心重合,那么当然什么都没有了,但若两球心之间之间有极小的距离,则二者构成的形体仍可视为球体,但表面不均匀带电,且依上面的方法,空腔中为匀强电场,且电场容易计算。这时这个球体各方向上带电部位的厚度不一样,但同时都趋向于零,故将每处所有的电荷投影到该处可近似为平面的小曲面上,即将其压扁,我们就等效的得到了不带电球形导体在匀强场中的电荷分布,若设某半径与外电场的反方向成角a,则电荷依Bsin a分布,B是我为了方便笼统地设的系数,反正是sin分布。又有其内部有自己产生的场与外场抵消,可知电荷分布的具体量。

下面只要把球体的正电荷还给它就好了,幸运的是,将电荷均匀分布在球体表面,其内部都对此没有任何意见,甚至完全不知道你在捣鼓啥。
这就是带电球形导体的情况。 11810希望对你有帮助!

导体内部场强处处为零,再结合高斯定理就出来了

  • 导体静电平衡时,以下情况都有可能发生,为什么 1.导体净电荷为0而电势不...
    答:当导体达到静电平衡时,如果导体带电,导体所带的这些电荷由于是同种电荷,于是它们会相互排斥。这种同种电荷之间的排斥力使电荷相互间远离到最远,由于电荷无法跑出导体表面,所以电荷都分布在导体的外表面,所以在一般情况下导体内部没有电荷,所以导体内部的电势处处相等。电势的高低是个相对的量,只有...
  • 能告诉我一下,为什么静电平衡的导体内部净电荷为零吗?
    答:首先我们得清楚电力线只是一个为了理解电场而出现的虚拟线,没有电场,也就无所谓电力线了。导体两端积累下来的电荷会其内部有电场,这个电场和外电场抵消了,所以,导体内部有没有电场了,也就是没有电力线了。于是,导体内部与的情况与没有外场之前是一样的了,里面的正负电荷抵消静电荷为零。
  • 静电平衡状态下为何导体中不会有净电荷? 请说明理由!谢谢!
    答:电荷分布在表面上。导体:有自由移动的电荷。如果内部有净电荷,则由于电荷之间的库仑力,电荷将发生运动,就不会达到静电平衡。
  • 为什么导体内部不能有净电荷?
    答:即导体内表面所带电荷与空腔内带电体的电荷等量异号。静电平衡状态特点 1)处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。2)处于静电平衡状态下的带电体, 电荷只分布在导体外表面上,导体内没有净电荷。3)导体表面的电场线与表面垂直。4)整个导体是一个等势体,外表面是一个等势面。
  • ...球和静电平衡后的实心导体球两者的内部有没有电荷,电荷是怎样分布的...
    答:静电平衡后的实心导体球,内部也有没有净电荷。正负电荷各分布在球的外表面的两个部分,分布的原则是:他们的电场要能抵抗外部电场,使实心导体球内部的电场为0。带有净电荷的孤立导体,由于同号电荷的相互排斥,当导体达到静电平衡时,导体内部处处没有净电荷,净电荷只分布在导体的表面。
  • 物理!!!为什么处于静电平衡的导体内部没有电荷???
    答:一个处于静电平衡的导体,其内的电荷都处于受力平衡状态,不再自由移动。现在假设内部有一个电荷,如你所说是点电荷,那么其会产生电场,这个电场会使得本来已经处于受力平衡电荷的平衡状态被打破,自由电荷就会发生移动,与静电平衡的条件矛盾。这是教科书的详细解释。你说的,三种电场叠加,有个前提,就...
  • 请问静电平衡时,正负净电荷只分布在导体的外表面,这句话什么意思?内表...
    答:另一端就带等量异种电荷,同样是在导体的外表面.以上是从电荷受力运动的角度来判断的,也可以这样去想:如果导体内部还存在净电荷,则导体内部场强就不是处处为零,净电荷还受到电场力要继续作定向移动,导体还没有达到静电平衡状态,所以达到静电平衡状态的导体,净电荷只分布在外表面.
  • 为什么带电导体内部没有净电荷,多余的电荷分布在外表面?
    答:好,我来答。 因为电荷会因为彼此间的经典斥力而移动,如果导体内部电场不为0,那么导体内部就会一直有电子在移动,这不符合能量守恒。因此,导体内部没有电荷移动,也就是静电平衡,导体内部的电场为0.那么电荷就会分部在表面。
  • 静电平衡时内表面无电荷?
    答:因此你说的这种情况不可能成立 实心导体内部不可能有净电荷 除非是空心导体 空腔中如果放了Q的电荷 那么导体内表面会感应出-Q的电荷 要知道原因的话需要用到GUASS定理 矢量分析里的基本定理 可以参考大学高等数学或者数学分析的教材 当然大学电磁学里的静电场GUASS定理只是前者的一个特例 ...
  • 导体空腔自身带电能否静电平衡
    答:但由于有外加场强,二者的合作用使导体内部电场强度为0。至于为什么会如此,我也只知道这好像是一个实验事实。当你承认导体内部场强为0后,则导体内部区域电场强度的散度处处为0,于是由基本方程知道导体内部电荷密度处处为0,所以静电平衡导体内部无净电荷存在,与有无外加场强的条件无关 ...