Question

关于物理静电平衡导体的表面电势

1-如果说表面能够产生抵消外界电场的能力，而导体内部又没有电势，那么电荷全部挤到了导体的外部从而形成了电势进而形成了抵消外电场的E'..照这样说的话那外表面怎么可能是等势面呢。外表面是等势面，内部是等势体，那抵消E0的E‘是从哪里来的？？

2-如果表面是等势面的话，那如何比较处在匀强电场中导体两端的电势大小...
首先谢谢谢谢大家的回答....
上面我可能叙述有点不清楚...
第二个问题是说，有的物理题目是一个枕状不带电导体放在一个带电物体旁边，这使其两端一边出现了“+”，一边出现了“-”的感应电势，那么，“处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。”对于上述枕状导体，这句话中，“它的表面是个等势面”岂不是不成立了吗？ 因为等势面的定义是“静电场中电势相等的点构成的曲面叫等势面” 我的疑问就在这里

这里的等势面是不是相对整个环境来说的？也就是说是不是因为外电场在导体两端产生了相反的电势，这个电势没有标出来但是可以起到中和导体表面的电势的作用...？是这样吗

都想给分，但是只有一个最佳答案，那就投票吧 总之谢谢大家，已经明白了

Answer 1

首先给出一个匀强电场，其电场强度为E0.

然后我们放入一个不带电的导体。

那么由于导体两端的电势不相同，就会造成其内部电荷的移动，正电荷移向低电势，负电荷移向高电势。

原本的静电平衡被打破，达到新的平衡后，导体两端的电荷，就会形成一个附加电场E’。

平衡后，这个E’=E0，方向则相反。

假若不相等，那就相当于还存在外加电场，电荷还会运动，没有达到平衡，与前提矛盾。

这个时候，整个导体内部电场，就是由外加电场E0和附加电场E’叠加而成的，其和为0.

表面的电势相等，但并不是为0.

值得注意的是，由于静电感应，而使导体带电，那么它的电场，同匀强电场叠加之后，整个空间的电场就不再是匀强的了，需要重新计算。

如图所示，手画的那几条线代表的就是等势面，垂直于电场线。

导体以外靠近其表面的地方的场强处处与表面垂直。

Answer 2

你说的叫静电屏蔽，这是一种常用的电工学防触电的方式原理，例如雷电中的工作人员为了防止雷击就住在铁皮做的房屋里，这样就不会触电了，电荷都聚集在导体表面就形成了“电壳”电流就从表面流过，因为表面的电荷经过一定的库伦力形成紧密的层面，所以必须是等势面才可以稳定存在，所以就形成了等势体，而你说的电势间的抵消是因为电荷间的相互作用相平衡所以就抵消了，至于你的第二问，是这样的，记住一条，任何导体在纯电场中，或者无任何场的时候，都是等势体，你说的在匀强电场中的导体表面就是等势面，导体就是等势体，不知你是否在考虑电场导致的电荷分布不均怎么能是等势面呢，是这样的，你考虑的对，但你忽略了你说的前提，匀强电场，是匀强电场与电荷分布不均形成的电场相抵消于是导体表面就在两场的作用下形成了等势体。所以你比较的两端电势大小，结果是电势相等。

Answer 3

1、
好像你是说“感应电场”与“感应电荷”的问题。

我是这样理解的。
在“外加电场”作用下，导体上出现“感应电荷”，它产生的“感应电场”与“外加电场”大小相等、方向相反时，导体就处于“静电平衡”状态。

处于平衡状态下的导体，是一个“等势体”，表面是一个“等势面”。-------这可以用“反证法”来说明。若不是等势体，则“电荷”要移动的，导体就“不平衡”了。

2、
导体表面，一端有多余正电荷，另一端有多余负电荷，都是“感应电荷”。但它们的“电势”总是相等的。

Answer 4

题设自然是正确的，是定理吗。当然也会证明出来的，如果喜欢物理，很快就会学到。简单的说，就是在表面所积累的电荷，会产生电场，这就是E'。E'和E0合成，内电场就为0了。

至于把导体棒放在匀强电场里，这里存在一个矛盾，物理学深了之后就知道，高斯定理（也就是题设）是对理想和现实情况都成立的定理，而匀强电场是不存在的。如果真的在理想状态下，导体放入匀强电场后，必将对匀强电场产生干扰，以至于匀强电场不再是匀强的。而导体两端的电势依然相等。

Answer 5

其他的不多说了，楼上的诸位已经说的很清楚了。我想指出的是楼主在问题补充中疑问产生的原因。关于“静电场中电势相等的点构成的曲面叫等势面”，楼主产生疑惑的根本原因是计算电势时认为电势只取决于外场，而忽视了外场在导体上感应出的电荷分布对合电场分布的影响。其实电势的计算是以外场和导体感应电荷的合电场来计算的。如果只考虑外场产生的分电势，它在导体表面当然不可能是处处相等的啦。关于匀强电场的问题同样在于此处。