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在一个电中性的导体球壳中心放一个电量为q的点电荷。这时球壳内外表面各带多少电量?若把点电荷从球壳中心移动到球壳内的其他位置,球壳内、外表面上的电荷分布是否会发生变化?球壳内、外的电场强度分布是否发生变化?
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参考解答
正确答案:由导体的静电平衡条件可知导体球壳内的电场强度为零。在导体球壳内任意做一个闭合曲面则通过所作闭合曲面的电通量为零。由高斯定理可得球壳内表面所带的电荷总电量为-q;又由电荷守恒定律可得导体球壳外表面所带的电荷总电量为q。由于点电荷在导体球壳中心它在导体球壳内表面处产生的电场强度分布均匀大小相等故导体球壳内表面上电荷分布均匀这是静电平衡条件要求的。这样对导体球壳内表面以外的区域点电荷激发的电场和导体球壳内表面上感应电荷激发的电场相互抵消产生的影响也相互抵消。而导体球壳外表面上电荷分布不受点中心处电荷和导体球壳内表面上感应电荷的影响。导体球壳外表面上每一点的曲率均相等因而导体球壳外表面上感应电荷分布也是均匀的。把点电荷从球壳中心移动到球壳内的其他位置球壳内、外表面的感应电量不变。内表面的感应电荷分布将随着点电荷的位置而变化这是静电平衡条件要求的。同样对导体球壳内表面以外的区域点电荷激发的电场和导体球壳内表面上感应电荷激发的电场相互抵消产生的影响也相互抵消。而外表面上的感应电荷分布只取决于球面上任意一点的曲率故电荷分布不变。把点电荷从球壳中心移动到球壳内的其他位置导体球壳内的电场强度将随点电荷的位置变化而变化。但是导体球壳内表面以外的区域的电场强度分布不发生变化。
由导体的静电平衡条件可知,导体球壳内的电场强度为零。在导体球壳内任意做一个闭合曲面,则通过所作闭合曲面的电通量为零。由高斯定理可得,球壳内表面所带的电荷总电量为-q;又由电荷守恒定律可得导体球壳外表面所带的电荷总电量为q。由于点电荷在导体球壳中心,它在导体球壳内表面处产生的电场强度分布均匀,大小相等,故导体球壳内表面上电荷分布均匀,这是静电平衡条件要求的。这样,对导体球壳内表面以外的区域,点电荷激发的电场和导体球壳内表面上感应电荷激发的电场相互抵消,产生的影响也相互抵消。而导体球壳外表面上电荷分布不受点中心处电荷和导体球壳内表面上感应电荷的影响。导体球壳外表面上每一点的曲率均相等,因而导体球壳外表面上感应电荷分布也是均匀的。把点电荷从球壳中心移动到球壳内的其他位置,球壳内、外表面的感应电量不变。内表面的感应电荷分布将随着点电荷的位置而变化,这是静电平衡条件要求的。同样,对导体球壳内表面以外的区域,点电荷激发的电场和导体球壳内表面上感应电荷激发的电场相互抵消,产生的影响也相互抵消。而外表面上的感应电荷分布只取决于球面上任意一点的曲率,故电荷分布不变。把点电荷从球壳中心移动到球壳内的其他位置,导体球壳内的电场强度将随点电荷的位置变化而变化。但是导体球壳内表面以外的区域的电场强度分布不发生变化。
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