这种情况下导体中会有电场么?

如图:点电荷旁的导体--处于静电平衡状态

(1)在导体中电场是由一个个点电荷构成,按照点电荷电场强度表达式E=kq/r2
导体中各个点的电场"应该"不尽相同,若相同请问如何证明?PS1:(假设取导体中间段(不考虑边缘效应))
PS2:((1)也可以忽视哪个点电荷,就拿导体构成的匀强电场来说)


(2)那么若各个点的电场不同,为何在导体中处处电场为零?(若相同,则不用解答)

谢谢各位的回答
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不过,其实我很想知道通过令人信服的证明(如利用数学语言)去解释在一个由这样的正负点电荷集合所构成的电场是匀强电场(不用非是静电平衡状态中的)。因为匀强电场在现实中貌似也是由正负点电荷集合所构成的,但是为什么在这样的装置中会出现匀强电场呢?(从我的目前所学,无法从点电荷电场与向量等有关知识推出,想了解一下,谢谢)

补充一下:我刚从有关资料中发现好像匀强电场与高中生一样,永远是“理想中的xxx”,似乎只有在"板间距离很小"的情况下才近似成立。

谢谢各位的帮助!

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4个答案
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LePtC物理学博士生

2014-08-07 18:56

感应电荷只会聚集在导体表面,所以导体空不空心无所谓,内部场强都是处处为零。
导体在内部感应出的电场不是匀强电场 ,而是正好和点电荷在该区域产生的电场相反的电场。
正负电荷也不是像你画的那样两面均匀分布,按你给的这个形状,恐怕要用有限元才能给出电荷分布的数值解 ...

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(1)导体内电场如你所说,的确不同,但需要注意,此处指的不同是外部电场不同,即环境电场不同。
(2)导体内自有电荷受外电场力作用而相应移动重新排布,产生另一个电场,该电场与外电场平衡,从而导致导体内部电场为零,此处为零的电场指的是合电场,并非导体产生的电场或者外电场。

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W小王子材料科学硕士

2014-08-06 17:54

我竟无言以对!
不过,好像是电荷会在表面聚集,内部电荷密度为零。。。。啊啊啊,我不知道,高中生好可怕!!!

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曹小喵回来了科幻迷,天文爱好者,地质学研究生

2014-08-06 18:00

导体中自由电子会自由移动,所以……最后导体内部电场强度应该处处为0.
【因为不为0的话自由电子就会顺着电场跑来跑去,最后导致外电场和导体产生的电场抵消,还是0】
呃,这个老师应该讲过吧……

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