導體的靜電平衡

金屬導體中的自由電子，它們時刻做無規(guī)則的微觀運動(“熱運動”)。當自山電子

到電湯力(成其他力)作用時，會在熱運動的基礎上附加一種有規(guī)則的宏觀運動，形成電

滅。當導體中自由電子不做宏觀運動(沒有電流)時，我們說導體處在靜電平衡的狀。

處于靜電平衡的導體具有以下特點：

(1)導體內(nèi)部任意一點的電場強度等于零。

因為，如果有一點楊強不為零，該點的自由電子就要在電場力的作用下做宏觀運動，

于是就不是靜電平衡。

(2)導體表面上任一點的場強必定垂直于導體表面。

這是圖為，如果不乘直于導體表面，則可將電場強度E分解成一個法向分量E，和一

個切向分量E，.導體表面的電荷將在場強切向分量E，的作用下移動，這又是和靜電平衡

相矛盾的。

(3)導體在平衡條件下是等位體，導體表面是等位面。

即導體上任意兩點間的電位差等于零。因為，如果不這樣，這兩點間就會有電場，就

會有自由電荷的定向移動，這是與靜電平衡條件不相容的。

(4)在靜電平衡條件下，電荷都分布在導體的表面上，導體內(nèi)部任一小體積元內(nèi)的凈

電荷等于零。

這是必然的，因為，如果導體內(nèi)部有凈電荷，這些電荷周圍有靜電場，這就與導體在電

場中達到靜電平衡時其內(nèi)部任一點場強等于零的結論相矛盾。

(5)導體在電場中達到靜電平衡時，其表面上電荷的分布不一定是均勻的，一般地

講，表面曲率大的地方，電荷密度大；表面曲率小的地方，電荷密度小。

2.4.2靜電感應

處在電場中的孤立導體，則外加電場對導體的自由電子將產(chǎn)生力的作用，使它們逆著

電場的方向運動。結果是導體的一端出現(xiàn)負電荷，而另一端出現(xiàn)正電荷，這種現(xiàn)象叫靜電

感應。如圖2.9所示。當外電場撤掉時，正、負感應電荷會迅速移動并中和，該孤立導體