Question

为什么电荷只分布在导体的外表面上,导体内部没有净电荷

1.法拉第圆筒是处于静电平衡吗？若是解释一下它怎么静电平衡的.
2.法拉第圆筒的外表面和内部分别指什么
3.法拉第圆筒的内表面为什么没有净电荷

Answer 1

严格地讲，导体的内表面、外表面都叫外表面。
导体内部是指金属的那部分，对于腔而言，就是两个球之间夹的部分。也就是说，内表面不是内部。
导体内部没有净电荷，这里说的内部就是严格意义上的内部。
内表面并不是总不带电，但内部总是不带电的。比如一个空心导体腔圆心处有一正电荷，那么导体腔内外表面都会感应出电荷。

法拉第圆筒的外表面是指（内表面+外表面），内部是指导体金属的部分。它是处于静电平衡的，它的外表面带电，内表面不带电，内部没有净电荷，腔内及导体内部的场强处处为零。之所以这样平衡，你可以理解为这些所有的净电荷相互排挤，都排挤到外壁不能排挤为止。

【补充】至于内表面无净电荷，我们可以通过反证法来证明：
【证】假设内表面有正的净电荷，那么这些电荷必然发出电场线。由于金属内部是没有电场（没有电场线）的，故而这些由内壁正电荷发出的电场线不会穿过圆筒而到达外部。因此它们的指向都往腔内，很明显，这些电场线找不到一个终止的地方（因为电场线终止于负电荷或无限远），所以这些电场线不应该存在，故内表面没有净电荷。

实际上，严格的理论证明可以通过高斯定理来完成，这涉及大学电磁学的相关内容，如果你有兴趣，可以去查阅资料，自己完成，不难。