1 導(dǎo)體靜電平衡定義:導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷無(wú)宏觀的定向運(yùn)動(dòng)。
2 導(dǎo)體靜電平衡的必要條件:導(dǎo)體內(nèi)部各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零。
若導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度不是處處為零,則電荷在電場(chǎng)的作用下將發(fā)生運(yùn)動(dòng),這就不是靜電平衡。
3 導(dǎo)體靜電平衡時(shí)有如下性質(zhì):
①導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。
②靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)無(wú)電荷,電荷只能分布在導(dǎo)體的外表面,內(nèi)部無(wú)電荷。
③導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零(靜電平衡條件),緊靠導(dǎo)體外表面的點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向與導(dǎo)體表面垂直,場(chǎng)強(qiáng)的大小與導(dǎo)體表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的電荷密度成正比,即:E=σ/ε0(可由高斯定理求出)。
說(shuō)明:
a、電荷面密度σ是Δs上面的,而E是所有電荷產(chǎn)生的總場(chǎng)強(qiáng);
b、此式應(yīng)與無(wú)限大帶電平面的場(chǎng)強(qiáng)公式σ/2ε區(qū)別開(kāi)來(lái);
c、Δs上面的電荷在其極附近處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為σ/2ε,而其余電荷在同一點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)為σ/2ε,疊加后為σ/ε;
d、E和σ隨時(shí)受外界電荷的影響;
e、Δs上面的電荷受其余的電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的作用力為 F=EΔsσ=(σ/2ε) Δsσ
則單位面積的電荷受的力(力密度)為f =σ2/2ε=(1/2)εE2