孤立导体带电量 Q,其表面附近的场强方向如何?当将另一带电体移近导体时,其 表面附近的场强方向有什么变化?导体内部的场强有无变化?
时间: 2024-02-16 07:01:53 浏览: 29
孤立导体带电量 Q,其表面附近的场强方向垂直于导体表面,因为在静电平衡状态下,导体表面的电场强度与表面法向量垂直。
当将另一带电体移近导体时,其表面附近的场强方向会发生变化。如果这个带电体带有与导体相同的电荷符号,那么导体表面附近的场强方向会更加垂直于导体表面,并且电场强度会增大。如果这个带电体带有与导体相反的电荷符号,那么导体表面附近的场强方向会与带电体所在的方向相反,并且电场强度会减小。
在导体内部,由于导体是电荷的自由运动体,因此导体内部的场强为零。在静电平衡状态下,导体内部的电荷分布是均匀的,并且电势在导体内部是均匀的,因此导体内部的场强为零。
相关问题
将一个中性的孤立导体放在静电场中,导体上感应出来的正负电荷的电量是否一定 相等,这时导体是否为等势体?若在电场中将此导体切分成分别带正、负电的两部分, 两者的电势是否仍相等?
当一个中性的孤立导体放在静电场中时,导体上感应出来的正负电荷的电量一定是相等的,因为在静电平衡状态下,导体内部的电荷分布是均匀的,导体表面电荷的分布也是均匀的,因此,在任何一个点上,导体表面的正负电荷量是相等的。
此时,导体是等势体,因为在静电平衡状态下,导体内部的电势是均匀的,导体表面的电势也是均匀的,因此,在导体表面的任何一个点上,电势是相等的。
如果在电场中将此导体切分成分别带正、负电的两部分,两者的电势不再相等。此时,两部分导体的电势分别是正电荷部分的电势高于负电荷部分的电势,因为正电荷部分的电荷密度增加,导致电势升高,而负电荷部分的电荷密度减少,导致电势降低。但是,两部分导体的总电势仍然相等,因为它们原来是同一个导体,总电荷量没有改变,因此总电势也没有改变。
计算实心导体棒的孤立电容
一个长度为 $L$,半径为 $r$ 的实心导体棒,其孤立电容可以通过以下公式进行计算:
$C = 2\pi\epsilon_0\frac{L}{\ln\left(\frac{b}{a}\right)}$
其中,$a$ 是导体棒的内半径,$b$ 是导体棒的外半径。
需要注意的是,这个公式是在假定导体棒是无限长、两个端点都被接地并且其外表面是绝缘的情况下才成立。如果导体棒的两个端点没有接地,那么孤立电容会更高,需要进行不同的计算。