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  • 1 # 伶俜as

    靜電平衡概念:導體中(包括表面)沒有電荷定向移動的狀態叫做靜電平衡狀態。

    處於靜電平衡狀態的導體,內部場強處處為0

    導體的特點是它具有可以自由移動的電荷,這些自由電荷在電場中受力後會做定向運動,而“靜電平衡”指的是導體中的自由電荷所受的力達到平衡而不再做定向運動的狀態。

    靜電平衡內部電場的特點:處於靜電平衡狀態得導體其合場強為零。

    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。地球是一個極大的導體,可以認為處於靜電平衡狀態,所以它是一個等勢體。

    靜電平衡的情況

    1導體處於外電場的情形。無論導體是否帶電,一旦其處於外電場中,在外電場E的作用下,導體內的自由電子受到電場力的作用,將向著電場的反方向做定向移動,因而產生的感應電荷所附加的感應電場E 0與外電場E相反,E 0阻礙導體內的自由電子的定向移動。只要E>E 0,電子仍將定向移動,直到E=E 0,導體中的自由電荷才會停止定向移動;此時E=E 0,且方向相反,即合場強為零,沒有電荷定向移動,即達到了靜電平衡狀態。但值得注意的是靜電平衡只是宏觀上停止了定向移動,導體內部的電荷仍在做無規則的熱運動,只是靜電平衡時電荷只分布在導體表面,表面為等電勢且內部電場強度是穩定為零。

    2.孤立帶電導體。在沒有外電場中的帶電導體平衡時,同樣其內部各點的場強E一定為零,否則只要導體中的電場不為零,導體中的電荷就會發生定向移動,這樣就意味著導體未達到靜電平衡狀態。

    靜電平衡時,導體上的電荷分佈有以下兩個特點:

    1.導體內部沒有電荷,電荷只分布在導體的外表面。

    2.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。

    由以上理論可知:實心小球是規則的均勻的,所以表面電荷分佈時,它處於靜電平衡狀態。

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