高中物理静电想象的应用中静电屏蔽为什么空腔导体电荷只能分布在外表面
如果导体是无空腔的,则它达到静电平衡后,导体内部的自由电荷不再移动,从而得知导体内部场强处处为0.如果导体是有空腔的,而空腔内无其他带电体,则导体所带的净电荷只分布在外表面(法拉第圆筒实验结果);如果空腔内有其他带电体,则内表面也会有感应电荷的.
静电感应的本质就是电场的存在,在电铲作用下自由电子会定向移动,直至表面。由于自由电子在表面侧积聚引起两侧带互异的电量,本身又形成电场,电场空间分布大小与外电场相等方向相反。因此内部显示出零电场,起到屏蔽作用。
如果导体是无空腔的,则它达到静电平衡后,导体内部的自由电荷不再移动,从而得知导体内部场强处处为0.
如果导体是有空腔的,而空腔内无其他带电体,则导体所带的净电荷只分布在外表面(法拉第圆筒实验结果);如果空腔内有其他带电体,则内表面也会有感应电荷的.不管导体本身原来是否带电,只要它的空腔内无其他带电体,最终导体所带的电荷(含感应电荷)都分布在外表面。
如果将导体放在电场强度为E外的外电场中,导体内的自由电子在电场力的作用下,会逆电场方向运动。这样,导体的负电荷分布在一边,正电荷分布在另一边,这就是静电感应现象。由于导体内电荷的重新分布,这些电荷在与外电场相反的方向形成另一电场,电场强度为E内。根据场强叠加原理,导体内的电场强度等于E外和E内的叠加。当导体内部总电场强度为零时,导体内的自由电子不再移动。物理学中将导体中没有电荷移动的状态叫做静电平衡。处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。由此可推知,处于静电平衡状态的导体,电荷只分布在导体的外表面上。如果这个导体是中空的,当它达到静电平衡时,内部也将没有电场。这样,导体的外壳就会对它的内部起到“保护”作用,使它的内部不受外部电场的影响,这种现象称为静电屏蔽。
集肤效应,或叫趋肤效应。
因为电荷同性相斥啊!既然带电体,那就一定带多余的同种电荷,是同种电荷就会有斥力,这个斥力使得他们互相远离。远离知道带电体的外表面,没有导体存在了才会停止移动。所以导体的电荷只能分布在导体的外表面。
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