静电平衡的几个问题3
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发布时间：2023-10-17 18:48
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热心网友
时间：2023-11-11 11:11
不过如果弄清楚了，是很好的。 我用了好一阵子功夫写了这些，觉得很值得，自己也温习一下。
1.
一块导体如果带了点，净电荷要么聚集在导体外表面，要么聚集在内表面（如果导体内部有空腔并且空腔当中有净电荷）。
如果有了净电荷 就会在局部产生电场 这就不是静电平衡状态 电荷就会在电场的作用下沿着导体本身与异性电荷“相聚”、相吸，这样就抵消了这个局部电场，然后达到平衡。平衡就是内部没有净电荷
所以不会在一块导体的内部（非表面）存在同性电荷的聚集，即净电荷。
2.
电势的大小可以类比成小山坡的高度，电场可以类比成山坡的陡峭度，正电荷可以类比成小球。
当有电场，即坡度时，小球就会在坡度的作用下，向着电势更低的地方移动。
刚才在第一个问题上，我们已经知道，导体内部处处没有电场，也就相当于山坡区域处处没有坡度。这样，也就意味着整个山坡区域的高度相等（因为没有坡度嘛）。所以，导体整个电势处处相等。
3.
回答这个问题之前，先要声明一下： 假如导体表面有了场强，即有了电场线，指向导体外面或里面，会不会导致导体上的负电荷或者正电荷在电场力的作用下飞出导体？
答案是肯定的，如果电场足够强，有这个可能。不过，咱们研究的情况是默认电场没有那么强。电荷不会飞离导体。
下面我们进入正题。 还是用个比喻。由于电荷是在导体上的，它们可以在电场力作用下，沿导体几乎无阻碍的移动。所以我们做如下比喻：
我们取一个长的光滑的直导杆，来比做导体。上面套上一个光滑的小圆环，比作电荷。这个电荷是可以在导体上来回移动的。同时我们在圆环上系上一个绳子，对小圆环施以拉力，你会发现，由于无摩擦力，绳子只能垂直于长直导杆方向来拉圆环，圆环才能静止。只要绳子与导杆有一定夹角，圆环就会在拉力的沿导杆方向的分力的作用下发生移动。移动之后，绳子就又趋于与导杆垂直了。
就是这个道理，导体表面的电荷受到的电场力方向只能垂直于导体表面，也即电场方向只能垂直于导体表面，才会会达到静电平衡。
4.
这个问题非常非常复杂，即便是大学物理教科书上，也只是用两个被细导线连起来的一大一小的导体球分别代表两个曲率半径的表面，这样一个特殊情况作为例题来简单解释一下的。
因为一般情况的实在是太复杂了。楼主如果还在上高中的话，完全不必考虑为什么，只需简单理解一下就好了。因为确实不是很容易能整出来的。
不过如果你有兴趣，可以借一本大学物理看一看那道例题或例子。
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如果那个例子不明白，就追问我。我会尽量给你解释清楚的。
