处于静电平衡的带电导体为什么电荷均匀分布在外表面

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问题描述:

处在静电平衡的带电导体,导体表面的电场强度方向为

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2023-10-24 15:54:27

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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