1靜電平衡簡介

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。
均勻導體達到靜電平衡的條件是導體內部的合場強處處為零。(受電場力平衡)
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:
處於靜電平衡狀態的導體其內部合場強為零。
處於靜電平衡的導體,其外部表面附近任何一點的場強方向跟該點的表面垂直。
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。

2靜電平衡過程

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佈在導體表面,表面為等電勢且內部電場強度是穩定為零。
靜電平衡時,導體上的電荷分佈有以下三個特點:
1.導體內部沒有靜電荷,正負凈電荷只分佈在導體的外表面。
2.導體內部無場強,表面場強垂直於表面且滿足E=σ/ε。
3.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。稱為尖端放電現象。
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