Question

高中物理电学及静电屏蔽

1、带电金属块内部有电场吗？
2、静电屏蔽现象，在空腔球壳内装入一正电荷，将空腔球壳接地，我已经明白球壳外部电场抵消为0，但是球壳内（不是空腔中，假设球壳是有厚度的）我觉得是有电场的，这对吗？

Answer 1

1、没有
2、没有，感应电荷都会集中在内表面。

导体内部是不可能有任何电场的，因为电流密度（等于电流除以截面积）J=E/ρ，对“导体”认为其ρ=0，如果电场E不是零的话将导致无穷大电流。从物理上讲，就是如果导体内部哪里了电场，这个电场将会瞬间驱动一个电流把产生它的静电荷中和掉。

追问

但是正电荷的电场不会作用在金属内部吗？就像在一个不接地的空心球壳中放一个正电荷，如果不理解为球壳中有一个反向的电场，与正电荷电场中和，是没法解释为什么球壳里是没电场的。
而且对于“感应电荷都会集中在内表面”这句话，这样的话内外一定会有电场的吧。

追答

正电荷的电场会作用在金属内部，但是会被感应出的负电荷的电场抵消掉。净效果是球壳内没有电场。

如果不接地的话，正电荷会在球壳内表面激发感应负电荷，但整个球壳是不带电的，所以多出的正电荷会均匀分布在球壳外表面。球壳空腔和球壳外都有电场，但球壳的导体部分内部还是没有电场。

接地的作用是把球壳外表面的正电荷导走。

Answer 2

1、带电金属块内部无电场
2、球壳内（不是空腔中，假设球壳是有厚度的）没有电场的证明
这需要反证：假设有电场，在金属内部有自由电子就可以移动，移动后的电子会产生与原电场反向的电场，抵消原来的电场，最终内部场为零这种移动就结束了，这种移动完成时间需要10的-9次方秒，瞬间完成，所以感应电荷抵消了源电荷的电场，在内表面以外的空间都没有电场

Answer 3

只要是导体金属，静电情况下内部一定没有电场，只有在通电流之后才会有电场
不知道楼主有没有学过高斯定理，不过正电荷产生的电场和内表面的电荷产生的电场完全抵消，所以在内表面以外是没有电场的，包括球壳内
楼主可以这么理解，金属是没有电阻的，金属导体内的电子在电场作用下一定会移动（在球壳内即是向着内表面移动），直到内表面的电荷抵消掉正电荷在产生的电场，此时球壳内没有电场，否则电子会继续移动直到达到上述状态。