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为什么带电导体净电荷分布在表面不要说因为同性电荷相斥,那最后分布在表面还存在斥力,应该平均分布在导体内才能使电荷间距离最大啊.用高斯定理解释的老师们讲得详细点,我才高

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为什么带电导体净电荷分布在表面
不要说因为同性电荷相斥,那最后分布在表面还存在斥力,应该平均分布在导体内才能使电荷间距离最大啊.
用高斯定理解释的老师们讲得详细点,我才高二.谢谢
啊,果然是这样,其实我一直是这样想的电荷分布在导体的全部一定会比分布在一部分(即表面)密度小,所以距离大.但问题不是这样的,静电平衡是场强为0,就只有分布在表面这种情况.证得我好痛苦啊.我的想法是这样的:当平均分布在导体内,电荷受到各个方向的库仑力,如果电荷处的位置偏右,则它左边的电荷比右边多,所以合力向右,因此更向右移动,这样电荷散布到了表面.对不对啊,谢谢!
▼优质解答
答案和解析
金属导体带电和静电平衡是完全不同的。金属导体带电就是把其他物体上的同种电荷转移到导体上,同种电荷相互推斥,结果是让电荷尽可能的分别在较远的地方(金属表面)。而静电平衡是导体自身的异种电荷在外电场的作用下进行了重新分布(原来是成等量聚集,如一个原子中的电子和质子,对外不显电性)使正电聚集在电势高的一端,负电荷聚集在电势低的一端,这时就产生了和原来电场相反的感应电场。所谓的静电平衡就是这两个电场同时作用在导体内部的电子上合力为0.电子不再定向移动。
由静电平衡知道,由于导体内部有两个场强共同作用,净电荷产生的场强和感应电荷产生的场强共同作用,导致其内部场强为零。表面场强不是0,方向垂直表面指向外!由于内部场强为0,由高斯定理知道,内部不可能有净电荷,所以电荷会分布在外表面!
假定导体球内表面有自由电荷
在导体球表面取很小一块带电面ξ
只要带电面足够小
那么可以把这个小面视为点电荷
这块带电面ζ产生的电场为E1
E是球形辐射的
ξ关于球对称的另一块带电面为ρ
那么在ξ产生的电场下,ρ内表面的自由电荷受到电场作用
必须向电场方向移动
又因为该球是导体,所以电荷必定能顺着电场线移动
因此内表面是没有静电荷的。。。
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