处于静电平衡的带电导体为什么电荷均匀分布在外表面

处于静电平衡的带电导体为什么电荷均匀分布在外表面

首页维修大全综合更新时间:2025-05-21 16:33:11

处于静电平衡的带电导体为什么电荷均匀分布在外表面

因为导体内没有电场,即是等势体。如果内部有净电,必有电场线,电荷在电场作用下最终会移动到外表面。

静电平衡的概念是导体中没有电荷定向移动的状态。此时导体内部无场强,若在导体中依旧存在电荷,则导体内场强无法处处为零,电荷会产生运动,破坏静电平衡的状态,只有当电荷都移动到导体表面,导体内每一点场强的矢量和才为0。

扩展资料:

原来不带电(中性)的导体处于外电场中,导体内部既有外电场,又有感应电荷产生的电场。在静电平衡状态下,导体内部各点的合场强为零(感应电荷产生的场强与外电场等大反向)没有电荷定向移动,即达到了静电平衡状态。

外表面电荷分布均匀;原因:注意到静电平衡时导体球内部和表面等势V0。

考察球壳外部空间及球壳外表面,外表面电势条件及外部空间电荷分布(没有电荷)已知,故构成静电边值问题,因此外部空间电势分布V(r,theta,phi)唯一确定,并且可以解得外部电势就是V(r,theta,phi)=V0r/R(方法:找一个表面电荷分布均匀的导体实心球,令其表面电势为V0,显然这个球的外部电势分布是V(r,theta,phi)=V0r/R。

另一方面,注意到这个情况和上一个的边界条件和外部空间电荷分布均相同,于是根据静电边值问题唯一性,它们的外部电势分布也相同,这样就知道了前一种情况的电势分布了。)求V的负梯度得到E,然后显然可以得到外表面E的大小都相等,又因为外表面E=sigma/epslion0,所以外表面电荷面密度都相等,故电荷分布均匀。

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