这道题为什么金属电势是零那空腔导体内部电势内的电势也是零。

空腔导体接地时腔内带电体对腔外空间无影响,为什么?如果腔内是带负电的带电体呢?

凡是接地的导体,在静电平衡后导体内部的电势必然处处为零,导体内部的电场强度也为零,这你应该知道的吧?
这个“内部”指的是导体内连成一体的金属的部分,空腔不算。(假如空腔导体是金属球壳,球壳也是有一定厚度的哦,“内部”指内外球壳之间的部分)
假如腔内带电体对腔外空间有影响,即在导体外产生电场,而导体“内部”电场强度为零,所以导体的外表面必须带电。
因为导体“内部”电势必然处处为零,所以导体的外表面带的电荷必须与外表面以内的部分的总电荷符号相反。这样的电荷分布,必然导致电场线穿过导体“内部”,使导体“内部”电场强度不为零。
出现了矛盾,假设不成立。
空腔导体接地后,不管腔内是带正电还是负电的带电体,只能在空腔内表面感应出异号电荷,而对腔外空间无影响,空腔外表面仍不带电。

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据魔方格专家权威分析,试题“如图所示,为一空腔球形导体(不带电),现将一个带正电的小金属球..”主要考查你对  静电平衡状态、等势体  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

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  • 静电感应现象分析方法:

    用沿电场线方向电势降低的方法分析静电平衡状态破坏前各点电势高低,在原有的静电平衡状态被破坏而未达到新的静电平衡状态的过程中,导体中自由电子总是从电势低的位置向电势高的位置移动,达到新的静电平衡状态后,电荷总是分布在导体的外表面。
    (1)静电感应过程中,当两导体短接时,据两导体电势的高低确定电荷移动的方向,从而确定导体的带电情况。
    (2)静电感应过程中,导体靠近源电荷的一端即 “近端”出现异性电荷,“远端”出现与源电荷同性的电荷。明确导体的“近端”和“远端”,然后根据静电平衡的特点判断导体两端的带电性质,是解此类题的常用方法。

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导体的静电感应:导体在外电场中,其内部电荷受电场作用,在导体上重新分布并达到稳定的物理现象。
1、由于导体内部电子受原子核约束较小,可以看成能够在导体内部自由移动,也叫自由电子。
2、自由电子在电场力作用下,向外电场高电势处大规模定向移动,在导体表面聚集成感应电荷。
3、导体可以提供足够的自由电荷,自由电荷在电场作用下都有机会成为感应电荷。
4、感应电荷产生感应电场,与外电场方向相反,会让导体内部的电场强度减弱。
5、只要导体内部电势分布有高有低,感应电荷就会不断增多,则感应电场就会逐渐增大。
6、当感应电场增大到完全把外电场抵消时,导体内部的电场强度处处为零,整个导体成为等势体,自由电子尽管自由,也不会再继续向表面聚集成为感应电荷,导体各处的电荷分布也达到稳定,这种状态叫做导体的静电平衡。
7、静电平衡是静电感应发展的方向和最终结果,当外电场变化时,导体会迈向新的静电平衡。
8、如果导体周围没有外加电场,而其上有净电荷(多余的未被中和的净剩电荷),则这些净电荷之间的相互作用也会令其在导体上的分布达到稳定,这也叫做静电平衡。
9、静电平衡时,导体内部电场强度处处为零是外电场、净电荷、感应电荷共同作用的结果。


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