产生稳恒电场的净电荷分布和暂态过程

摘要

爱动脑筋的学生,总是饶有兴趣的问:一个电源,比如干电池,由它的正负极可形成一个静电场。可想象出分布于空间的曲折而优美的电力线形状。然而,当将一根导线连接于电源的正、负极之间,马上出现了奇迹。电荷重新分布,静电场变成稳恒电场,原来分布于空间的电力线形状发生了巨变,尤其是在导线里面电力线变成了平行于导线的线簇,同时形成了一条以导线表面为界面的电流线管。稳恒电流就在这条相应的电流管中不停地流了起来。这个巨变是如何在这么短暂的暂态过程中发生的呢?我们用一个简单模型分析如下; 设电源的正、负极如图1所示。在空中形成上、下对称的静电场。将一矩形导体突然连接两极,假若导体内尚未来得及发生静电感应,在导体中间的等势面MN左侧取AB段来分析:在静电场作用下,因A截面处电场比B截面处强。