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一个带电的空心球壳是否处于静电平衡状态?为什么?

答案:1  悬赏:40  手机版
解决时间 2021-03-07 12:17
  • 提问者网友:浮克旳回音
  • 2021-03-07 07:58
一个带电的空心球壳是否处于静电平衡状态?为什么?
最佳答案
  • 五星知识达人网友:风格不统一
  • 2021-03-07 09:23
静电平衡产生的原因是无论导体是否带电,一旦其处于外电场中,在外电场E的作用下,导体内的自由电子受到电场力的作用,将向着电场的反方向做定向移动,因而产生的感应电荷所附加的感应电场E 0与外电场E相反,此时E=E 0,且方向相反,即合场强为零,没有电荷定向移动,即达到了静电平衡状态。(注意内部场强为零不一定意味着静电平衡,静电平衡是专属于导体的概念)
题主描述的是一个带电的空心球壳,缺少一些建立模型的必要已知条件,若其带电均匀,则此球壳内部场强为零,证明如下:
取球壳内任意一点A,在点A的任一方向去一极小的立体角与其对角,该立体角与其对角在球壳上所成球冠的面积正比于点A到角平分线与球面焦点的距离r的平方,由于其均匀带电,则球冠带电量q1 q2也正比于r^2,又因电场强度E=kq/r^2,故电场强度的1/r^2与电荷量的r^2消掉,因此两个球冠在A点产生场强大小相等方向相反,A点场强为零。由于A为球壳内任一点,故均匀带电球壳内各点场强为零
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