文思物理实验室 · 静电学

静电平衡与静电屏蔽

观察电子怎样重新分布,再比较实心导体、空腔导体与尖端导体的电场。

图 2 规则空腔导体

开关断开 · 外电场方向预览
场线箭头表示电场方向。开关:断开 → 闭合 → 静电平衡

观察后再解释

1 电子向哪边移动?电子带负电,初始运动方向与外电场相反;最终两侧表面出现不同符号的感应电荷。
2 导体内部还有电场吗?静电平衡时,感应电场抵消导体内部的外电场,因此导体内部合电场为零。
3 空腔与尖端有什么不同?无内部电荷时空腔中电场为零,内壁无感应净电荷;调节尖端后,比较左侧尖端和其余表面蓝色电荷的数目。

教学二维截面模型;外电场线与表面电荷由同一静电势近似计算。过渡动画用于显示重新分布过程,不表示真实导体中电子的运动时间尺度。