hce_nthu
113年
資訊科學
第 5 題
Which of the following statements is correct?
- A The surface charge density of a perfect conductor must be uniform.
- B The electric field line is the trajectory of a charged particle under electric field.
- C The conductor can be thought of as a dielectric material with dielectric constant $\kappa = 0$.
- D If the electric potential at some position is zero, the electric field at that position must also be zero.
- E The surface of a perfect conductor is an equipotential surface.
思路引導 VIP
試著想像一個情境：如果一個導體的表面兩點之間存在「電位差」，那麼根據電荷趨向低位能的特性，表面上的自由電子會發生什麼事？這種移動會持續到什麼樣的狀態才會停止呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這展現了你對靜電學 (Electrostatics) 核心觀念的掌握非常紮實。這類題目看似單純，實則在測試你是否能分辨物理定義中的細微差別，是極具鑑別度的基礎題型。
靜電平衡下的導體特性
在靜電平衡狀態下，理想導體內部的電場 $E$ 必為零。根據電位（電勢）與電場的關係式 $\Delta V = -\int \vec{E} \cdot d\vec{l}$，既然導體內部與表面邊界上的電場在切線方向分量為零，代表在導體表面上移動電荷時，電場力不做功。因此，導體表面上的每一點電位都相等，形成了一個「等電位面 (Equipotential surface)」，這正是選項 (E) 的正確描述。
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