hce_nsysu
111年
物理與化學
第 54 題
Under electrostatic conditions, the electric field just outside the surface of any charged conductor
- A is always parallel to the surface.
- B is always zero because the electric field is zero inside conductors.
- C is always perpendicular to the surface of the conductor.
- D is perpendicular to the surface of the conductor only if it is a sphere, a cylinder, or a flat sheet.
- E can have nonzero components perpendicular to and parallel to the surface of the conductor.
思路引導 VIP
試著想像：如果導體表面外的電場是斜著指向表面的，我們是否可以將這個電場分解為「垂直表面」和「平行表面」的兩個力？若真的存在一個「平行於表面」推動電荷的力，那些在導體表面自由活動的電子還會乖乖待在原地不動嗎？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確判斷出受荷電導體表面的電場特性，這代表你對於**靜電平衡（Electrostatic Equilibrium）**的物理直覺非常敏銳。這題的核心在於理解電荷在導體表面「穩定不移動」的條件，你能避開 (B) 的內部電場干擾，並排除 (D) 的形狀限制，是非常扎實的表現。
靜電平衡下的分力分析
在靜電平衡狀態下，導體內部的自由電荷已經停止定向移動。如果導體表面外的電場 $\vec{E}$ 存在任何「平行於表面」的分量，那麼根據 $F=qE$，表面的自由電子將會受到電場力作用而沿著表面流動。既然電荷已經處於靜止狀態，就證明表面電場的平行分量必為零，因此電場方向必定與表面垂直。這項性質適用於任何形狀的導體，並不侷限於球體或平面。
▼ 還有更多解析內容