一个金属球壳,外部是电场,想使球壳内部电场强度处处为零,金属球壳需要接地吗?

作者&投稿:伯牙吾台贾 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
一个带电的金属球壳的内部为什么电场强度处处为零?~

一个带电的金属球壳的内部电场强度处处为零是因为导体对内部的屏蔽效应,对于球壳内部任意去一个闭合面,用静电场的两个maxwell方程,就能得到结果.在物理上的解释就是闭合球面电场通量和内部电荷数成正比,以及闭合回路电场的环路积分为0.

1.对于导体,静电平衡时导体内部(我说的是用金属做的那个球壳)肯定没有电场(因为如果有电场,那么就会有电荷定向移动,就没达到静电平衡)。同理,导体表面肯定等势(这要求导体表面带同种电荷)。
2.导体内部没有电荷不为零的点存在(不然就会有电场,与1矛盾),感应电荷集中在导体表面。结合1,2得到导体整体是等势的。
3.静电平衡时,导体内电场是空腔内的正电荷和导体球两个表面电荷产生的电场的叠加(根据2可得,因为没有其他地方有电荷可以产生场了)。要使导体内部没有电场,空腔内正电荷电场从内指向外部,那么导体球两个表面电荷产生的电场从外指向里面。要满足这个条件,且每个导体表面又只能一种电荷,考虑到接地,那只能是内表面带负电。 而这些负电就是从接地线获得的,也就是正电荷流向地面。
4.至于为什么外表面没有带电,因为如果带电,那么就一定会有电场线从金属指向(或者指离)无穷远,那么就与地面、无穷远等势这个要求矛盾(这就是接地的本质)。
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对于外壳接地,还是选ACD。电荷从接地线流到外壳,由于静电平衡,电荷又会从外壳流到内壳。总之就结果而言和内壳接地一样。
有不懂的再问吧

不需要。
金属球壳内的电荷分布将受外部电场影响,使得球壳内部场强处处为零。
球壳是否接地,只是改变了球壳的电势,对壳内的场强分布没有影响。

由于导电的金属屏蔽外部电场,因此金属球壳内部在没有置于任电荷的情况下,则内部的电场处处为零。这与金属球壳是否接地无关。
导电金属之所以能屏蔽外部电场的基本原理(撇开复杂的麦氏方程的推导)是因为,置于电场中的物体会在外部的电场(力)的牵引下,在物体表面会聚集起电荷,来抵御外部电场对内部的作用。而导电金属表面的电荷分布,由于其“导电的特性”会使这些聚集在表面电荷沿外部电场方向均匀分布于整个导体的表面,而使导体内部各处的电场(由表面电荷形成的电场)相杀,总和为零。这就是金属导体屏蔽外部电场的原理。

不需要接地,由于静电屏蔽,球壳内部电场强度处处为0.

高中的解释是,因为这是导体对内部的屏蔽效应
大学的解释是,对于球壳内部任意去一个闭合面,用静电场的两个maxwell方程,就能得到结果。一个是闭合球面电场通量和内部电荷数成正比,以及闭合回路电场的环路积分为0.

响应楼上;

高中的解释是,因为这是导体对内部的屏蔽效应

大学的解释是,对于球壳内部任意去一个闭合面,用静电场的两个maxwell方程,就能得到结果。一个是闭合球面电场通量和内部电荷数成正比,以及闭合回路电场的环路积分为0.

毕业后工程的解释是,无论接地与否,等电位都可以成立。




有一个空心金属球壳,当一个电荷在球壳内外、左右时,球壳表面电荷和内外...
反之,当电荷在球壳外时,感应电荷分布恰好相反,而外场强不变,内场强为零,球壳部分场强为零。当电荷在球壳内且接地后,产生了屏蔽效果,原因时球壳外表面感应出的与源电荷同种的电荷被分配给了大地,外表面以及球壳内部均无感应电荷,外场强为零,内场强减小。反之,电荷在球壳外部且接地,源电荷...

金属导体球壳内部如果有一电荷,且不在中心位置,则金属导体球壳外部电...
首先不会静电屏蔽,当金属球壳接地才会屏蔽内部的电场,金属球壳外部带电是由于静电感应并且带与内部电荷性质相同的电,而电荷的分布情况之和表面的形状有关,表面平滑的球体会均匀分布,因为同种电荷相互排斥不会出现密集或稀疏的情况,但如果不平滑有尖锐的部分或突起的部分则在尖锐突起的地方会密集,因为...

有一个空心金属球壳,当一个电荷在球壳内外、左右时,球壳表面电荷和内外...
反之,当电荷在球壳外时,感应电荷分布恰好相反,而外场强不变,内场强为零,球壳部分场强为零。当电荷在球壳内且接地后,产生了屏蔽效果,原因时球壳外表面感应出的与源电荷同种的电荷被分配给了大地,外表面以及球壳内部均无感应电荷,外场强为零,内场强减小。反之,电荷在球壳外部且接地,源电荷...

一个不带电的金属球壳,内外半径分别为R1 R2.在中心放置一电量为q的点...
若按通常以无穷远为0电势点的话,球壳电势就是Kq\/R2.注意:1)积分从无穷远到R2,与小于R2的电场分布无关;2)大于R2时的电场分布,球壳的情形与点电荷的情形完全相同.

金属球壳内外可以带相同种类电荷吗?
可以的,因为金属球本身是一整个导体带同种电荷会使自身不稳定,但这是可以的,初中物理直接忽略这种情况,一个导体只能代同种电荷

一个金属导体壳内部在偏离圆心处放了一个点电荷,则内外表面电荷分布均 ...
不均匀。不妨这么想,导体球壳外部是静电屏蔽的了,即外部没有电场。如果球壳内表面感应电荷分布均匀(此间应该不用强调内表面,因为内表面感应电荷分布均匀,内外表面感应电荷都会分布均匀),那么球壳上所带电荷在球壳外部就会产生,相当于圆心处点电荷的产生的电场,无法与不在球心处的点电荷产生的电场...

物理电学问题.静电平衡时如何确定一个金属导体的内表面和外表面?_百 ...
金属球壳旁有电荷(或在匀强电场中)时,与实心的一样.金属球壳中有电荷时,球壳中接近电荷的那一面带有与电荷相反的电,另一面带有与电荷相同的电.接地的金属球壳一定不带电.对于形状比较复杂的带电体的电荷分布,取决定作用的主要是几何形状。一般来说,在一个带电体中,越是尖锐突出的部分场强越...

一个带电的空心金属球壳,它的外部没有其余电场,它是否处于静电屏蔽状 ...
可以,不论外部是否有电场,都能处于静电屏蔽状态 .假如没有处于静电屏蔽状态,则球表面各处的电场强度一定不一样 因为电场强度E不一样,那么,在电场E的作用下,球表面的电子必然 在E的作用下运动,当使E=0时电子不再受到力的作用达到平衡状态 ,也就是静电屏蔽状态.所以能处于静电屏蔽状态....

一个金属球壳内外半径分别为R1、R2,带电荷Q,在球壳内距球心o为r处放...
E=kQ\/r^2,这个公式为点电荷场强的决定式,只适用于点电荷场强的计算。k为静电力常量,Q为场源电荷电荷量,r是离场源电荷的距离。电场强度是用来表示电场的强弱和方向的物理量。实验表明在电场中某一点,试探点电荷(正电荷)在该点所受电场力与其所带电荷的比值是一个与试探点电荷无关的量。于是...

在原来不带电的空心金属球壳外面放置一个正电荷
C

炉霍县18620005540: 一个金属球壳,外部是电场,想使球壳内部电场强度处处为零,金属球壳需要接地吗? -
闽功肌苷: 不需要. 金属球壳内的电荷分布将受外部电场影响,使得球壳内部场强处处为零. 球壳是否接地,只是改变了球壳的电势,对壳内的场强分布没有影响.

炉霍县18620005540: 一中性金属球壳外有一点电荷,球壳接地,为何球壳内部电势为零?求数学推导过程. -
闽功肌苷: 金属球壳构成等势面(因为在金属上有自由电子,如果有切向方向的电场(或电场力),那么电子会移动,所以平衡状态下金属表面的电场一定是垂直于金属表面的),球壳接地后,球壳电势为0,假设球壳内部有异于0的场点,那么高斯积分不为0,违背高斯定律

炉霍县18620005540: 一个带电的金属球壳里充满了均匀电介质,外面是真空,此球壳的电势是多少 -
闽功肌苷: 一个带电的金属球壳里充满了均匀电介质,外面是真空,计算球壳电势和内部介质无关,可以求出球壳外部的电场强度为E=Q/4πε0R^2,对电场强度从R到无穷远做积分,可得电势为V=Q/4πε0R.其中,Q为球壳所带电荷,R是球壳半径.

炉霍县18620005540: 金属球壳中放一正电荷,然后使球壳接地再断开,为什么球壳带负电?不会内表面为负,外表面为正? -
闽功肌苷: 1、在球壳没有接地时,若在球壳中放一正电荷,那么球壳的内表面感应出等量的负电荷,外表面感应出等量的正电荷.2、接着将球壳接地,那么空腔中的正电荷就会把球壳外表面的同种电荷(正电荷)排斥到无穷远处(“地”是无穷远处)...

炉霍县18620005540: 谁来帮我解决一下电场和电势的问题:均匀带电金属球壳和金属球体内外各自的电场和电势如何分析?重谢!... -
闽功肌苷: 你可以这样想,物体带电,带的是电子,电子在金属上可以自由移动的对吧.既然这样,如果均匀带电的金属球里面存在电场,那么电子能在不受外力的情况下在电场中静止吗?不会吧.所以只要存在电场,就一定会有电子移动,如果A端电势...

炉霍县18620005540: 金属球壳接地后内层表面产生的负电荷为何不会对外产生电场 -
闽功肌苷: 金属球壳接地后内层表面产生的负电荷为会对外产生电场,只是它与正电荷的电场在内表面以外的空间中电场处处抵消,所以球壳的金属部分和球壳外部空间无电场,这就是所谓的屏蔽

炉霍县18620005540: 金属球壳接地后若在其非圆心处放一正电荷,那么金属球壳对外有电场吗?为什么? -
闽功肌苷: 球壳上的感应电荷 与 球内 电荷 在 球壳外 均有电场分布,但 场强矢量和为0. 这就等效于 球壳外 无电场.

炉霍县18620005540: 关于金属球壳带电问题,有图. -
闽功肌苷: 答案:C 解析:原来没有接地时:正电荷分布在外球壳的外表面,内球壳不带电,整个球的电势高于大地;接地后:大地的电子由低电势处向高电势处运动,(即电流由内球壳顺着接地线流向大地),使内球壳外表面带上负电(内表面不带电,因为最后内球壳与大地电势相等,其内表面与大地间无电场线),同时,对于外球壳,把原来分布在外表面的一部分正电荷吸引到内表面上来(但最后也不能把外表面的正电荷都拉进来,即外表面还有一部分剩余,因为最后外球壳的电势仍然高于大地,与大地间一定有电势差).综上,C对,ABD错

炉霍县18620005540: 静电现象及其应用 -
闽功肌苷: 当导体处于电场中会达到静电平衡状态,此时其内部不带电荷,电场为0.而如果一个带电的球壳,有一个开口,其内部不带电荷 比如球壳带正电,并不处在电场中,也会达到静电平衡状态,因为同种电荷相斥,会使其上的正电荷都在球壳外部,而内部无电荷,而若用另一个金属球去接触球壳内部时,到底会不会有接触起电,要看接触的具体情况.

炉霍县18620005540: 如图所示,一个金属球壳A带负电,电量为Q,O为它的球心.(1)A上的电荷Q产生的电场在O点的场强多大?(2)若在球壳外引入另一个带正电的点电荷B,... -
闽功肌苷:[答案]如图所示,一个金属球壳A带负电,电量为Q,O为它的球心.(1)A上的电荷Q产生的电场在O点的场强多大? (2)若在球壳外引入另一个带正电的点电荷B,它的电量为q,与O点的距离为l,则A上的电荷的电场在O点的场强多大? (1) 金属球壳内...

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